На рис. 26 приведен паро-фазный реактор трубчатого типа, предложенный для гидрирования угля под давлением700 ат. Гидрирование угля под этим давлением приводится в две ступени. При этом желательно газообразные продукты из горячего сепаратора жидкофазной установки направлять непосредственно в реактор парофазной ступени. Этим экономится тепло, упрощается установка и отпадает расход энергии на повторное сжатие водорода и на подачу жидкого сырья в парофазный реактор. Однако трудности, связанные, главным образом, с одновременным соблюдением технологического режима двух установок, препятствовали осуществлению такого процесса. В последнее время вновь предложена технологическая схема завода гидрогенизации угля под давлением 700 ат, предусматривающая подачу паров и водорода из горячего сепаратора в парофазный реактор трубчатого типа без снижения температуры и давления. На рис. 26а приведена схема блока парофазного гидрирования.

Рис. 26. Парофазный трубчатый реактор к установке гидрирования угля под давлением 700 am.

1 — вход продукта с установки жидкофазного гидрирования; 2 — распределительный коллектор; 3 — коллекторы с 4 патрубками; 4 — коллекторы с 6 патрубками; 5 — переходные патрубки; 6— U-образные трубы; 7 — выводной коллектор; 8 — кварцевые шарики; 9—катализатор; 10 — корпус охлаждающей ванны; 11— сальники; 12 — уровень охладителя; 13 - отверстие для выхода паров охладителя; 14— ввод охладителя из подогревателя; 15 — ввод сконденсировавшегося охладителя из теплообменника-парообразователя; 16 — выпуск охладителя; 17 — хомуты; 18 — поддерживающие балки; 19 — опорное кольцо.

Реактор состоит из параллельно соединенных U-образных труб, погруженных в герметически закрытую охлаждающую ванну, температура которой поддерживается около 480°. Трубы имеют внутренний диаметр 76 мм и заполняются таблетированным катализатором, имеющим объем 1,78 м3. Приблизительный вес реактора 71 т. Ванна поддерживает температуру в реакционной зоне на постоянном уровне.

Рис. 26а. Схема блока парофазного гидрирования.
I — теплообменник парообразователя; II — трубчатый реактор; III — резервуар для охладителя; IV— пусковой подогреватель.

Перед пуском установки охладитель плавится в ванне с помощью парового змеевика, не показанного на рисунке, и затем нагревается пусковым подогревателем. Реакция экзотермична и ванну во время процесса требуется охлаждать.

Пары охладителя выходят из отверстия в крышке ванны и конденсируются в теплообменнике-парообразователе, откуда конденсат возвращается самотеком в ванну. В теплообменник-парообразователь непрерывно подается вода, за счет которой получается значительное количество пара под давлением около 30 ат, которым пользуются для промышленных целей.

Считают, что трубчатый реактор по сравнению с обычным реактором даст экономию тепла, обеспечит более надежную ра­боту, увеличит выход и качество бензина, упростит конструкцию реактора и улучшит контроль за процессом, а также исключит из заводской схемы процесса парофазный теплообмен­ник [229].

На рис. 27 изображена колонна жидкофазного гидрирования угля под давлением 325 ат. Внутрь колонны вставлен стакан, изготовленный из нержавеющей стали. Между стенками колонны и стаканом помещена изоляция толщиной 70 мм из диатомитового кирпича. Верхняя и нижняя крышки реактора уплотнены с по­мощью стального обтюратора, имеющего двойную конусность. Сырье поступает в колонну вместе с порошкообразным катали­затором, находящимся во взвешенном состоянии, поэтому в ней нет решеток для катализатора, как в колонне парофазного гидрирования (рис. 23).

Для отвода тепла реакции внутрь колонны подводится по трубкам холодный водород. Для этой цели верхняя крышка имеет шесть трубок различной длины, что позволяет регулиро­вать температуру реакции но высоте колонны. Для измерения температуры внутри реактора в него введен через верхнюю крышку пирометрический кар­ман диаметром 16/28 мм. Сырье поступает в колонну че­рез центральный штуцер в ниж­ней крышке, а продукты реак­ции выводятся через верхнюю крышку.

Рис. 27. Колонна гидрирования угля в жидкой фазе.

1 — ввод сырья; 2—вывод продукта; 3— ввод холодного водорода; 4 — карман для термопары (диаметр 16/28 мм); 5 — диатомитовая изоляция; 6 — верхняя крышка; 7— нижняя крышка.