專利名稱：一種積垢分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種積垢分配器，屬于反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，特別是石油化工中固定床反應(yīng)器的內(nèi)構(gòu)件，尤其是用于固定床反應(yīng)器內(nèi)過濾液體中金屬雜質(zhì)、懸浮顆粒易結(jié)垢物質(zhì)及流體分配的積垢構(gòu)件。
背景技術(shù)：
許多固定床反應(yīng)過程中，反應(yīng)器催化劑床層上面廣泛采用分配盤結(jié)構(gòu)，分配盤下部是積垢筐占據(jù)反應(yīng)器的體積太大，減少了催化劑裝量。雖然反應(yīng)器催化劑床層上面的分配盤進(jìn)行物料分配，但進(jìn)料中經(jīng)常含有一些固體物質(zhì)，這些固體物質(zhì)會沉積在催化劑床層頂部，造成床層壓降過高甚至堵塞，縮短運轉(zhuǎn)周期，增加運行成本。雖然可以將原料進(jìn)行過濾處理，但因為原料進(jìn)入系統(tǒng)后由于設(shè)備腐蝕等原因物料中還會有一些固體雜質(zhì)，另外有一些物料在反應(yīng)條件下才會產(chǎn)生結(jié)垢物質(zhì)，這些是不能在反應(yīng)器外通過過濾的方式去除掉的。所以，在許多固定床反應(yīng)過程中，催化劑頂部床層的積垢現(xiàn)象十分普遍和嚴(yán)重。
現(xiàn)有技術(shù)中普通的積垢攔截方式是在反應(yīng)器頂部設(shè)置積垢筐，積垢筐外使用一定的填料按反應(yīng)器橫截面水平裝填。這種方式雖然可以一定程度上阻止積垢物質(zhì)在催化劑床層上沉積，但沉積在積垢筐外仍會引起壓降升高直至積垢筐堵塞，仍需要停工打開反應(yīng)器，更換積垢筐才能繼續(xù)運轉(zhuǎn)，操作仍十分繁瑣，影響正常運轉(zhuǎn)。
在烴類原料加氫領(lǐng)域，由于加氫反應(yīng)物料通常含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、金屬雜質(zhì)及懸浮顆粒等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)進(jìn)入催化劑段就會沉積到催化劑的表面，堵塞了催化劑的孔道，使催化劑的孔容大大下降，從而使催化劑活性快速降低。因此，大都是直接在固定床加氫反應(yīng)器主催化劑床層之前裝填一段保護(hù)劑，但是保護(hù)劑床層由于原料中金屬雜質(zhì)、懸浮顆粒等，在運行中不斷在保護(hù)劑段或催化劑段積累產(chǎn)生堵塞結(jié)焦。如CN1197105A、ZL00124903、ZL01106004.2，使用催化劑級配裝填技術(shù)，即使用兩種或兩種以上不同催化劑，其中通常是使原料依次與加氫保護(hù)劑、加氫脫金屬劑、加氫脫硫劑、加氫脫氮劑、加氫裂化劑接觸等。上述技術(shù)未能十分有效解決運行中反應(yīng)器壓降增長過快的問題，影響效率和運轉(zhuǎn)周期。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件既有減緩積垢又有流體分配功能的積垢分配器，該積垢分配器把積垢器與分配器合為一體，減少占用反應(yīng)器內(nèi)部體積，增加催化劑裝量，有效減緩催化劑床層的積垢結(jié)焦，降低床層壓降，延長催化劑使用壽命，又具有流體分配作用，特別適用于固定床反應(yīng)器。
本發(fā)明的固定床反應(yīng)器積垢分配器包括積垢器分配底板和積垢器，積垢器直立設(shè)置在積垢器分配底板上。積垢器為外筒骨架和內(nèi)筒骨架構(gòu)成的套筒結(jié)構(gòu)，外筒骨架和內(nèi)筒骨架側(cè)壁設(shè)過濾網(wǎng)，積垢器頂部設(shè)置擋板，內(nèi)筒骨架底部及分配底板對應(yīng)處為開口結(jié)構(gòu)，外筒過濾網(wǎng)和內(nèi)筒過濾網(wǎng)之間根據(jù)反應(yīng)需要裝填料或保護(hù)劑。在積垢分配器與分配底板通孔下部設(shè)置碎流板，為了破碎黏度較大的物料或成股流體使之進(jìn)一步分散物料，碎流板拉筋焊接在密封底板上，下部與碎流板用螺母連接，碎流板上設(shè)置擴散孔。
積垢器分配底板為開孔的平板結(jié)構(gòu)，外形與反應(yīng)器截面形狀相適應(yīng)。積垢器與積垢器分配底板可以采用焊接、螺紋連接、法蘭連接等適宜形式。積垢器外筒骨架和內(nèi)筒骨架可以是圓形、多邊形等適宜形狀，優(yōu)圓形。積垢器外筒骨架與內(nèi)筒骨架之間套筒底部可以設(shè)置密封底板，也可以利用積垢器分配底板作為其密封底板。積垢器外筒和內(nèi)筒側(cè)壁上開有長條孔以形成骨架，積垢器外筒骨架和內(nèi)筒骨架側(cè)壁上設(shè)過濾網(wǎng)，外筒骨架過濾網(wǎng)最好設(shè)置在外筒外側(cè)壁上，內(nèi)筒骨架過濾網(wǎng)最好設(shè)置在內(nèi)筒外側(cè)壁上，過濾網(wǎng)焊接在積垢器外筒骨架和內(nèi)筒骨架側(cè)壁上，過濾網(wǎng)孔直徑一般可以為3～8mm。擋板可以是平板，也可以是錐形帽或不同曲線連接形式等其它適宜的上凸形狀，擋板面積不小于內(nèi)筒截面積，最好約等于或稍大于外筒截面積。擋板以螺紋連接等可拆卸的連接方式固定在積垢器上。碎流板上設(shè)4-12個長條孔，4-20個擴散孔和4～8個螺栓孔。碎流板面積約等于或稍大于內(nèi)筒截面積。
上述積垢器的數(shù)量，積垢器內(nèi)外筒骨架形狀、直徑及高度，積垢器內(nèi)外筒側(cè)壁上過濾網(wǎng)孔的大小，積垢器與積垢器分配底板的連接方式，填料或保護(hù)劑的類型等，可以根據(jù)反應(yīng)器的規(guī)模、反應(yīng)物料的性質(zhì)等因素按本領(lǐng)域一般知識通過簡單設(shè)計來確定。
本發(fā)明積垢分配器可以在任何有積垢問題的固定床反應(yīng)器中應(yīng)用，主要用于液體進(jìn)料的反應(yīng)過程，如烴類加氫反應(yīng)過程等。
本發(fā)明積垢分配器在使用時設(shè)置在反應(yīng)器上部，催化劑床層頂部，本發(fā)明的積垢器具有減緩積垢及物料分配的作用。在使用時，從反應(yīng)器頂部進(jìn)來的物料降落在積垢器分配底板上，然后從積垢器外筒側(cè)壁過濾網(wǎng)篩孔進(jìn)入積垢器，通過積垢器套筒內(nèi)的填料或保護(hù)劑后，由積垢器內(nèi)筒側(cè)壁過濾網(wǎng)篩孔經(jīng)內(nèi)筒底部開口噴流到碎流板上，氣體則從積垢器擋板與內(nèi)外筒頂部之間向下進(jìn)入內(nèi)筒骨架內(nèi)，氣體與液體在碎流板上碰撞經(jīng)過4個長條孔和4擴散口破碎流體成散壯分配到床層中去。隨著運轉(zhuǎn)時間的延長，當(dāng)積垢器下部的填料或保護(hù)劑堵塞后，物料就會從積垢器外筒側(cè)壁稍高一點的溢流孔進(jìn)入積垢器，完成過濾或去除在反應(yīng)條件下易積垢的物質(zhì)。從上述操作過程可以看出，本發(fā)明積垢分配器下部的填料或保護(hù)劑堵塞后，則利用了上部的填料或保護(hù)劑，而不影響裝置運轉(zhuǎn)，達(dá)到不增加壓降的條件下延長運轉(zhuǎn)周期，同時提高了填料或保護(hù)劑的利用率。而現(xiàn)有技術(shù)是反應(yīng)器上部采用分配器下部是積垢筐占據(jù)反應(yīng)器體積太大，減少了催化劑裝量，填料或保護(hù)劑是在反應(yīng)器橫截面分層裝填，物流直接縱向接觸填料或保護(hù)劑，而且不論是采用積垢筐還是分層裝置保護(hù)劑，反應(yīng)物料中的雜質(zhì)總是先積累在最上層的填料或保護(hù)劑上，隨著運轉(zhuǎn)時間的延長，壓降會逐漸增加，直至影響正常操作，而下層的填料或保護(hù)劑可能還未充分利用。


圖1是積垢分配器一種典型結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是積垢分配器內(nèi)筒骨架的一種典型布置示意圖。
圖3是積垢分配器外筒骨架的一種典型布置示意圖。
圖4是碎流板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5積垢分配器是在積垢器分配板上以三角形布置。
圖6是積垢分配器在一般反應(yīng)器中的位置示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明一種典型結(jié)構(gòu)的積垢分配器及操作方式。
如圖1所示，本發(fā)明積垢分配器是由連接螺栓1、連接螺母2、擋板3、連接架4、積垢器內(nèi)筒骨架5、積垢器外筒骨架6、長條孔7、內(nèi)筒過濾網(wǎng)8、外筒過濾網(wǎng)9、密封底板10、分配底板等11、碎流板拉筋12、碎流板13、拉筋螺母14組成。其中積垢器內(nèi)筒骨架5、積垢器外筒骨架6側(cè)面圍有過濾網(wǎng)8、9，積垢器內(nèi)筒5與積垢器外筒6之間裝有填料或保護(hù)劑，擋板3的頂部設(shè)有中心孔通過螺栓與連接架4連接，連接架4與積垢器內(nèi)筒骨架5焊接，連接架把擋板與積垢分配器連接在一起，在內(nèi)外筒骨架上端設(shè)置擋板3，為了防止原料通過積垢器時走短路，積垢器內(nèi)筒骨架5、積垢器外筒骨架6與密封底板10焊接，積垢分配器與分配底板焊接。在積垢分配器與分配底板通孔下部設(shè)置碎流板，為了破碎黏度較大的物料或成股流體使之進(jìn)一步分散物料，碎流板拉筋12焊接在密封底板10上，下部與碎流板用螺母連接，碎流板上設(shè)4-8個長條孔，4-8個擴散孔和4個螺栓孔。
附圖2是積垢分配器內(nèi)筒骨架周向開有長條孔以形成骨架。
附圖3是積垢分配器外筒骨架周向開有長條孔以形成骨架。
附圖4是碎流板圖碎流板上一般設(shè)4-8個長條孔，4-8個擴散孔和4個螺栓孔，為了破碎黏度較大的物料或成股流體使之進(jìn)一步分散物料。
附圖5積垢分配器是在積垢器分配板上以三角形布置。
附圖6積垢分配器是在反應(yīng)器內(nèi)氣液分配器上部，進(jìn)料管15、進(jìn)料管擴散器16、封頭17、積垢分配器18、積垢器分配板11、催化劑床層19。
以烴類原料加氫過程為例，工作時原料由進(jìn)料管15經(jīng)進(jìn)料管擴散器16后到積垢器分配板上，原料在許多積垢分配器上分配，液體原料溢流通過積垢器外筒側(cè)面的過濾網(wǎng)9進(jìn)入保護(hù)劑，通過保護(hù)劑把液體原料中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、金屬雜質(zhì)及懸浮顆粒等雜質(zhì)濾出，然后進(jìn)入積垢器內(nèi)筒側(cè)面的過濾網(wǎng)8。氣體則從上部溢流孔或積垢器內(nèi)筒5積垢器外筒6上端與擋板之間通流面積進(jìn)入，攜帶著液體向下到碎流板，在碎流板上氣液碰撞混合后向下擴散，再分配到催化劑床層進(jìn)行反應(yīng)。通過保護(hù)劑后液體原料中所含的金屬雜質(zhì)、懸浮顆粒被脫出，減少了金屬雜質(zhì)、懸浮顆粒進(jìn)入催化劑段堵塞催化劑孔徑，使催化劑過早失去活性或結(jié)焦。當(dāng)延遲積垢分配器下端保護(hù)劑堵塞結(jié)焦后液位上移通過上部保護(hù)劑不會增加壓降，延遲催化劑結(jié)焦、延長催化劑運轉(zhuǎn)時間。在內(nèi)外圓筒骨架上端設(shè)置擋板帽，為了防止原料通過積垢分配器時走短路。
權(quán)利要求
1.一種積垢分配器，其特征在于包括積垢分配器分配底板和積垢器，積垢器設(shè)置在積垢器分配底板上；積垢器為外筒骨架和內(nèi)筒骨架及過濾網(wǎng)構(gòu)成的套筒結(jié)構(gòu)，積垢器頂部設(shè)置擋板，外筒骨架和內(nèi)筒骨架側(cè)壁裝過濾網(wǎng)，內(nèi)筒底部及積垢器分配底板與內(nèi)筒底部對應(yīng)處為開口結(jié)構(gòu)，開口下方設(shè)置碎流板，外筒和內(nèi)筒之間根據(jù)反應(yīng)需要裝填料或保護(hù)劑。
2.按照權(quán)利要求1所述的積垢分配器，其特征在于所述的積垢器分配底板為開孔的平板結(jié)構(gòu)，外形與反應(yīng)器截面形狀相適應(yīng)。
3.按照權(quán)利要求1所述的積垢分配器，其特征在于所述的積垢器與積垢器分配底板采用焊接、螺紋連接或法蘭連接形式。
4.按照權(quán)利要求1所述的積垢分配器，其特征在于所述的積垢器外筒骨架和內(nèi)筒骨架是圓形或多邊形。
5.按照權(quán)利要求1所述的積垢分配器，其特征在于所述的積垢器外筒骨架與內(nèi)筒骨架之間套筒底部設(shè)置密封底板，或利用積垢器分配底板作為其密封底板。
6.按照權(quán)利要求1所述的積垢分配器，其特征在于所述的積垢器外筒骨架外側(cè)壁和內(nèi)筒骨架外側(cè)壁上具有過濾網(wǎng)。
7.按照權(quán)利要求1所述的積垢分配器，其特征在于所述外筒骨架與內(nèi)筒骨架是圓筒或方筒上開有長條孔成為支撐過濾網(wǎng)的支架。
8.按照權(quán)利要求1所述的積垢分配器，其特征在于所述的擋板是平板、錐形帽或不同曲線連接形式的其它形狀。
9.按照權(quán)利要求1所述的積垢分配器，其特征在于所述的擋板可以拆卸的連接方式固定在積垢器上。
10.按照權(quán)利要求1所述的積垢分配器，其特征在于所述積垢器的數(shù)量，積垢器內(nèi)外筒形狀、直徑及高度，積垢器內(nèi)外筒側(cè)壁上溢流孔孔徑大小及數(shù)量，積垢器與積垢器分配底板的連接方式，填料或保護(hù)劑的類型，根據(jù)反應(yīng)器的規(guī)模、反應(yīng)物料的性質(zhì)確定。
11.按照權(quán)利要求1所述的積垢分配器，其特征在于所述積垢器的下方設(shè)置碎流板，碎流板是圓形平板，圓形平板上開有4-12個長條孔和4-20擴散長條豁口及4～8個螺栓孔。
12.按照權(quán)利要求11所述的碎流板，其特征在于碎流板與積垢分配器底板通過拉筋焊接或螺栓連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種積垢分配器。本發(fā)明積垢分配器克服了現(xiàn)有技術(shù)采用積垢筐或保護(hù)劑層在運轉(zhuǎn)過程中壓降增加快，氣液分配不均，影響正常操作等缺點。本發(fā)明具有集垢、分配雙重作用，可以改善物流分布，減少內(nèi)構(gòu)件占用反應(yīng)器的體積，增加催化劑裝量，起到良好的作用。本發(fā)明積垢分配器包括積垢器分配底板和積垢器，積垢器設(shè)置在積垢器分配底板上；積垢器為外筒骨架和內(nèi)筒骨架構(gòu)成的套筒結(jié)構(gòu)，積垢器頂部設(shè)置擋板，外筒骨架和內(nèi)筒骨架側(cè)壁設(shè)過濾網(wǎng)，內(nèi)筒骨架底部及積垢器分配底板與內(nèi)筒骨架底部對應(yīng)處為開口結(jié)構(gòu)，積垢分配器下部出口設(shè)碎流扳。本發(fā)明積垢分配器在運轉(zhuǎn)過程中具有氣液分配、不增加壓降、延長運轉(zhuǎn)周期、操作彈性大，適合各種介質(zhì)的性能特點、填料(保護(hù)劑)利用率高等優(yōu)點。本發(fā)明積垢分配器可以用于各種固定床反應(yīng)器，特別是石油化工等領(lǐng)域。
文檔編號B01J8/02GK1765477SQ20041005076
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者楊福利, 方向晨, 劉忠信, 張志華 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院