專利名稱：一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化學(xué)催化反應(yīng)設(shè)備，尤其是涉及一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
由于世界石油資源有限、原油日趨變重變劣、經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)輕質(zhì)油需求量增加以及環(huán)保法規(guī)愈加嚴(yán)格等，世界各國(guó)高度重視合理利用石油資源及加強(qiáng)煉油過(guò)程環(huán)境保護(hù)等， 這極大地促進(jìn)了重油輕質(zhì)化技術(shù)的發(fā)展。目前，處理重質(zhì)原料的加氫工藝是以固定床反應(yīng)器加氫處理技術(shù)最成熟。固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)主要采用了軸向反應(yīng)式結(jié)構(gòu)，即流體沿軸向反應(yīng)器中心軸所指的方向通過(guò)催化劑床層，軸向反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，但流體通道會(huì)受到設(shè)備橫截面的限制，造成催化劑床層壓降上升。而催化劑床層壓降上升是導(dǎo)致重油、特別是渣油加氫裝置操作周期縮短的最主要原因。催化劑床層壓降上升主要是由于重質(zhì)原料油中i^、Ca、Ni和V以及反應(yīng)器中的積炭以固體顆粒形式在催化劑床層沉積造成的。為了延長(zhǎng)裝置操作周期，WO 2000/61706A1公開(kāi)應(yīng)用上流式反應(yīng)器進(jìn)行渣油加氫的方法。即在一般的加氫反應(yīng)器之前設(shè)立一上流式反應(yīng)器，在上流式反應(yīng)器中至少包含兩種催化劑，其中下部裝填低活性的催化劑，上部裝填高活性的催化劑。分布器位于反應(yīng)器底部，床層間打急冷油。原料油和氫氣從底部進(jìn)入反應(yīng)器，然后由下向上流動(dòng)，此時(shí)催化劑發(fā)生微膨脹，因而有助于抑制反應(yīng)器堵塞，延長(zhǎng)操作周期。但是該上流式反應(yīng)器長(zhǎng)期加工狗、 Ca、Ni、V和顆粒物含量高的渣油，也會(huì)因反應(yīng)器堵塞而壓降升高。公開(kāi)號(hào)為CN1621142的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)一種延緩壓降上升的加氫反應(yīng)器及方法。該反應(yīng)器在頂部和底部各開(kāi)一個(gè)口，物流在加氫反應(yīng)器內(nèi)先朝一個(gè)方向流動(dòng)，當(dāng)壓降增大到一定程度時(shí)，流動(dòng)方向切換成與原來(lái)相反的方向。這樣反復(fù)切換雖能在一定程度延長(zhǎng)操作周期，但由于軸向反應(yīng)器固有的缺陷，壓降仍將上升。另外，工業(yè)上常用的方法還有(1)增加保護(hù)劑的裝填量，但這將大幅度降低主催化劑的裝填量；(2)采用旁路保護(hù)反應(yīng)器，當(dāng)壓降增加到設(shè)計(jì)極限時(shí)保護(hù)反應(yīng)器短路，物流直接進(jìn)入第二反應(yīng)器，但該方法將造成保護(hù)反應(yīng)器有一半的操作周期無(wú)法利用；(3)采用移動(dòng)床反應(yīng)器，但這將大幅度增加投資；(4)采用切換式保護(hù)反應(yīng)器，但切換過(guò)程復(fù)雜并增加投資。由于渣油加氫催化劑昂貴，減輕和延緩催化劑結(jié)焦，延長(zhǎng)裝置操作周期，對(duì)提高裝置運(yùn)行效益，保證裝置運(yùn)行安全具有重大意義。因此，有必要尋找更好并且更經(jīng)濟(jì)的延緩壓降上升的裝置及方法。使之可以用于氣液固三相同時(shí)存在的反應(yīng)過(guò)程，特別是能適用于重油(如渣油)固定床加氫處理。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可克服現(xiàn)有軸向反應(yīng)式的固定床反應(yīng)器易造成床層壓降上升的缺點(diǎn)，可延長(zhǎng)加氫裝置的操作周期的反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器。本實(shí)用新型設(shè)有殼體、催化劑床、多孔催化劑裝填框、催化劑攔截網(wǎng)和至少2個(gè)斜導(dǎo)流板；催化劑床設(shè)于殼體內(nèi)，催化劑床的中心線與殼體中心線重合，催化劑床由至少2層催化劑床層疊合構(gòu)成，多孔催化劑裝填框包裹催化劑床，多孔催化劑裝填框與殼體中心線之間設(shè)有流體進(jìn)入流道，多孔催化劑裝填框外側(cè)與殼體內(nèi)壁之間設(shè)有流體排出流道，流體進(jìn)入流道進(jìn)口位于殼體上端，流體排出流道出口位于殼體下端，催化劑床通過(guò)多孔催化劑裝填框與流體進(jìn)入流道及流體排出流道相通，催化劑攔截網(wǎng)設(shè)于各層催化劑床層周邊，各個(gè)斜導(dǎo)流板間隔穿過(guò)多孔催化劑裝填框，并位于流體進(jìn)入流道與催化劑床之間。所述殼體最好為圓筒狀的殼體。 所述催化劑床層最好為圓環(huán)形催化劑床層。所述多孔催化劑裝填框最好開(kāi)孔率為50% 85%，孔徑可為2 8mm。所述多孔催化劑裝填框與殼體中心線平行或斜交，斜交的夾角φ最好為 0° <φ^45° ο所述各個(gè)斜導(dǎo)流板間隔穿過(guò)多孔催化劑裝填框最好是各個(gè)斜導(dǎo)流板由上至下等距間隔傾斜穿過(guò)多孔催化劑裝填框，位于最下面的斜導(dǎo)流板擋住流體進(jìn)入流道的下端口。 各個(gè)斜導(dǎo)流板與殼體中心線之間設(shè)有傾斜夾角，傾斜夾角最好為30° 60°。使用時(shí)，流體從位于殼體上端的流體進(jìn)入流道進(jìn)口進(jìn)入，流體在流體進(jìn)入流道中， 可沿各個(gè)斜導(dǎo)流板傾斜穿過(guò)多孔催化劑裝填框而流入催化劑床，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后透過(guò)催化劑床和催化劑攔截網(wǎng)從多孔催化劑裝填框排出而流入流體排出流道， 并從位于殼體下端的流體排出流道出口流出。由此可見(jiàn)，與現(xiàn)有軸向反應(yīng)器式的固定床反應(yīng)器比較，本實(shí)用新型應(yīng)用時(shí)，流體流動(dòng)路徑縮短，而且流通面積大，因此催化劑床壓降??； 而且隨著操作時(shí)間的延長(zhǎng)，即使催化劑床的上部因固體物等的沉積而堵塞時(shí)，催化劑床的下部仍然繼續(xù)發(fā)揮作用，更充分利用整個(gè)床層的催化劑，顯著延長(zhǎng)加氫裝置的操作周期。而對(duì)于現(xiàn)有軸向反應(yīng)式固定床反應(yīng)器，一旦催化劑床層上部堵塞時(shí)，則整個(gè)催化劑床層的壓降將隨之增大，催化劑床層下部的催化劑將無(wú)法發(fā)揮作用。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中，箭頭表示流體的流動(dòng)方向。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中，箭頭表示流體的流動(dòng)方向。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型設(shè)有殼體1、催化劑床2、多孔催化劑裝填框3、9層催化劑攔截網(wǎng)4和7個(gè)斜導(dǎo)流板5。殼體1為圓筒狀的殼體。所述催化劑床2為9層圓環(huán)形催化劑床層疊合構(gòu)成，催化劑床2設(shè)于殼體1內(nèi)，催化劑床2的中心線與殼體1中心線重合。多孔催化劑裝填框3 設(shè)于催化劑床2的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，多孔催化劑裝填框3的開(kāi)孔率為50% 85%，孔徑為2 8mm,多孔催化劑裝填框3內(nèi)側(cè)與殼體1中心線之間設(shè)有流體進(jìn)入流道(分流通道)6，多孔催化劑裝填框3外側(cè)與殼體1內(nèi)壁之間設(shè)有流體排出流道(合流通道)7，多孔催化劑裝填框3呈管狀，多孔催化劑裝填框3上端與殼體1上端內(nèi)壁接合，多孔催化劑裝填框3下端與殼體1下端內(nèi)壁之間為流體排出流道(合流通道)7的一部分。流體進(jìn)入流道6進(jìn)口 61位于殼體1上端，流體排出流道7出口 71位于殼體1下端。催化劑床2通過(guò)多孔催化劑裝填框3與流體進(jìn)入流道6及流體排出流道7相通。各層催化劑攔截網(wǎng)4設(shè)于各層催化劑床層的周邊及交界面上，用于阻止催化劑漏出。各個(gè)斜導(dǎo)流板5由上至下等距間隔傾斜穿過(guò)多孔催化劑裝填框3，各個(gè)斜導(dǎo)流板5的斜面與殼體1中心線之間的傾斜夾角均相同(傾斜夾角也可不同，但在30° 60°之間)，各個(gè)斜導(dǎo)流板5位于流體進(jìn)入流道6與催化劑床2 之間，位于最下面的斜導(dǎo)流板5擋住流體進(jìn)入流道6的下端，使流體均從多孔催化劑裝填框 3內(nèi)側(cè)進(jìn)入催化劑床2。實(shí)施例2參見(jiàn)圖2，與實(shí)施例1類似。區(qū)別在于，內(nèi)側(cè)的多孔催化劑裝填框3'與殼體1中心線斜交，斜交的夾角φ為0°<φ<45°。圖2中其余標(biāo)號(hào)與圖1對(duì)應(yīng)一致。
權(quán)利要求1.一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器，其特征在于設(shè)有殼體、催化劑床、多孔催化劑裝填框、催化劑攔截網(wǎng)和至少2個(gè)斜導(dǎo)流板；催化劑床設(shè)于殼體內(nèi)，催化劑床的中心線與殼體中心線重合，催化劑床由至少2層催化劑床層疊合構(gòu)成，多孔催化劑裝填框包裹催化劑床，多孔催化劑裝填框與殼體中心線之間設(shè)有流體進(jìn)入流道，多孔催化劑裝填框外側(cè)與殼體內(nèi)壁之間設(shè)有流體排出流道，流體進(jìn)入流道進(jìn)口位于殼體上端，流體排出流道出口位于殼體下端，催化劑床通過(guò)多孔催化劑裝填框與流體進(jìn)入流道及流體排出流道相通，催化劑攔截網(wǎng)設(shè)于各層催化劑床層周邊，各個(gè)斜導(dǎo)流板間隔穿過(guò)多孔催化劑裝填框，并位于流體進(jìn)入流道與催化劑床之間。
2.如權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器，其特征在于所述殼體為圓筒狀的殼體。
3.如權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器，其特征在于所述催化劑床層為圓環(huán)形催化劑床層。
4.如權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器，其特征在于所述多孔催化劑裝填框的開(kāi)孔率為50% 85%，孔徑為2 8mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器，其特征在于所述多孔催化劑裝填框與殼體中心線平行。
6.如權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器，其特征在于所述多孔催化劑裝填框與殼體中心線斜交，斜交的夾角Φ為0° <Φ <45°。
7.如權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器，其特征在于所述各個(gè)斜導(dǎo)流板間隔穿過(guò)多孔催化劑裝填框是各個(gè)斜導(dǎo)流板由上至下等距間隔傾斜穿過(guò)多孔催化劑裝填框，位于最下面的斜導(dǎo)流板擋住流體進(jìn)入流道的下端口。
8.如權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器，其特征在于各個(gè)斜導(dǎo)流板的與殼體中心線之間設(shè)有傾斜夾角，傾斜夾角為30° 60°。
專利摘要一種反應(yīng)物料連續(xù)流動(dòng)的斜下流反應(yīng)器，涉及一種化學(xué)催化反應(yīng)設(shè)備。設(shè)有殼體、催化劑床、多孔催化劑裝填框、催化劑攔截網(wǎng)和至少2個(gè)斜導(dǎo)流板；催化劑床設(shè)于殼體內(nèi)，催化劑床由至少2層催化劑床層疊合構(gòu)成，裝填框包裹催化劑床，并與殼體中心線之間設(shè)有流體進(jìn)入流道，裝填框與殼體內(nèi)壁之間設(shè)有流體排出流道，流體進(jìn)入流道進(jìn)口位于殼體上端，流體排出流道出口位于殼體下端，催化劑床通過(guò)裝填框與流體進(jìn)入流道及流體排出流道相通，攔截網(wǎng)設(shè)于各層催化劑床層周邊，各個(gè)斜導(dǎo)流板間隔穿過(guò)裝填框，并位于流體進(jìn)入流道與催化劑床之間。可克服現(xiàn)有軸向反應(yīng)式的固定床反應(yīng)器易造成床層壓降上升的缺點(diǎn)，可延長(zhǎng)加氫裝置的操作周期。
文檔編號(hào)B01J8/04GK201930777SQ201020658149
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者方維平, 李楓, 李清彪, 王躍敏, 鄭進(jìn)保, 金浩, 陳秉輝 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)