熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其包括有：筒體，其上端口密封扣合有一上封頭，其下端口則密封連接一下封頭，上封頭上設(shè)有一物料出口以及至少一內(nèi)部熱電偶口，下封頭上形成有一物料入口，物料出口及物料入口分別與筒體的內(nèi)腔相連通，筒體的側(cè)壁上沿軸向均布有多層冷氫口部，冷氫口部包括至少一與筒體的內(nèi)腔相連通的冷氫口；倒置的頂部錐形導(dǎo)流斗，位于筒體中，其上端口與物料出口相對(duì)，其下端口的周緣與筒體的內(nèi)周壁相連接；底部錐形導(dǎo)流斗，與頂部錐形導(dǎo)流斗相對(duì)設(shè)置在筒體中，其上端口的周緣與筒體的內(nèi)周壁相連接，其下端口與物料入口相對(duì)。本實(shí)用新型能提高生產(chǎn)能力，降低投資成本，提升劣質(zhì)重油的轉(zhuǎn)化率及煉廠經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煤化工與石油化工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，應(yīng)用于加工重油(煤焦油、常壓渣油、減壓渣油、催化油漿、燃料油等)及重油與煤粉的混合物(油煤漿)，可以在高溫、高壓、臨氫、含固的條件下將常規(guī)固定床反應(yīng)器無法加工的劣質(zhì)重油進(jìn)行全餾分深加工，使重油輕質(zhì)化。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，世界各國煉廠工業(yè)應(yīng)用的渣油加氫技術(shù)有以下5種:一是焦化，約占32%；二是減粘裂化，約占30% ;三是催化裂化，約占19% ;四是固定床和沸騰床加氫，約占15% ;五是溶劑脫瀝青，約占4%。焦化和減粘裂化約占渣油總加工能力的2/3，其他3種加工技術(shù)約占1/3。上述這幾種渣油加工技術(shù)雖然已工業(yè)應(yīng)用多年，但都存在一些局限性和問題，不能適應(yīng)提高石油資源利用率的需要。
[0003]因此，懸浮床加氫裂化技術(shù)的應(yīng)用日漸增多，其不僅能加工全餾分劣質(zhì)渣油，還可實(shí)現(xiàn)煤、油混煉，且轉(zhuǎn)化率高，具有較強(qiáng)的原料適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性。懸浮床加氫裂化采用“懸浮床+固定床”反應(yīng)器的流程，原料、添加劑及氫氣混合升溫升壓后進(jìn)入懸浮床反應(yīng)器，由于不使用催化劑，所以在此發(fā)生的主要是高氫分壓下的熱裂化反應(yīng)。反應(yīng)過程中原料中的殘?zhí)?、瀝青質(zhì)、金屬等均吸附在添加劑上發(fā)生裂化等反應(yīng)，重金屬和生成的少量焦炭最終沉積到添加劑上，添加劑隨后在熱高壓分離器底部分離，保證了懸浮床反應(yīng)器的長周期運(yùn)行。
[0004]然而，由于懸浮床反應(yīng)器操作溫度高達(dá)480°C，操作壓力高達(dá)23MPa的工況，需要采用冷壁式懸浮床反應(yīng)器，即在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置內(nèi)筒及內(nèi)襯隔熱層，內(nèi)筒及內(nèi)襯隔熱層的設(shè)置雖然解決了溫度超高的問題，但存在其特殊的弊端:1)在相同外形尺寸條件下，使得反應(yīng)器內(nèi)部有效容積小，影響了生產(chǎn)能力，在相同產(chǎn)能情況下，增加了設(shè)備投資成本；2)由于設(shè)置有內(nèi)筒及內(nèi)襯隔熱層，設(shè)計(jì)、制造及施工復(fù)雜，工作時(shí)，易破壞造成外殼體局部超溫導(dǎo)致的局部鼓泡破壞；3)由于需要時(shí)常維護(hù)內(nèi)襯隔熱層，需要頻繁停車，造成經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)量上的損失。
[0005]有鑒于此，本設(shè)計(jì)人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研制出一種熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，以期解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是在于提供一種熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，能提高生產(chǎn)能力，降低投資成本，提升劣質(zhì)重油的轉(zhuǎn)化率及煉廠經(jīng)濟(jì)效益，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。
[0007]為此，本實(shí)用新型提出一種熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其包括有:
[0008]筒體，所述筒體的上端口密封扣合有一上封頭，其下端口則密封連接一下封頭，所述上封頭上設(shè)有一物料出口以及至少一內(nèi)部熱電偶口，所述下封頭上形成有一物料入口，所述物料出口及物料入口分別與所述筒體的內(nèi)腔相連通，所述筒體的側(cè)壁上沿軸向均布有多層冷氫口部，所述冷氫口部包括至少一與所述筒體的內(nèi)腔相連通的冷氫口 ；
[0009]倒置的頂部錐形導(dǎo)流斗，位于所述筒體中，其上端口與所述物料出口相對(duì)，其下端口的周緣與所述筒體的內(nèi)周壁相連接；
[0010]底部錐形導(dǎo)流斗，與所述頂部錐形導(dǎo)流斗相對(duì)設(shè)置在所述筒體中，其上端口的周緣與所述筒體的內(nèi)周壁相連接，其下端口與所述物料入口相對(duì)。
[0011 ] 如上所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其中，所述物料出口處設(shè)有一出料法蘭口，所述頂部錐形導(dǎo)流斗的上端口連接有一上直管，所述上直管伸入所述出料法蘭口中；
[0012]所述物料入口處設(shè)有一入料法蘭口，所述底部錐形導(dǎo)流斗的下端口連接有一下直管，所述下直管伸入所述物料入口內(nèi)。
[0013]如上所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其中，所述出料法蘭口的自由端連接有一頂部管線接口，所述入料法蘭口的自由端連接有一底部管線接口。
[0014]如上所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其中，所述上封頭為球形封頭，其周緣與所述筒體的上端口密封連接，所述上封頭的頂部中心處開設(shè)有一所述物料出口，其沿周向另均布I?3個(gè)所述內(nèi)部熱電偶口。
[0015]如上所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其中，所述下封頭為球形封頭，其周緣與所述筒體的下端口密封連接，所述下封頭的底部中心處開設(shè)有一所述物料入口。
[0016]如上所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其中，所述頂部錐形導(dǎo)流斗的錐度及所述底部錐形導(dǎo)流斗的錐度分別介于10°?60°之間。
[0017]如上所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其中，所述筒體沿軸向的長度與內(nèi)徑之比在4?12之間。
[0018]如上所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其中，所述筒體、上封頭及下封頭由Cr-Mo、2.25Cr-lMo-0.25V或3Cr-lMo_0.25V合金鋼制成，且所述筒體的內(nèi)周壁進(jìn)一步設(shè)有一不銹鋼層。
[0019]如上所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其中，各層所述冷氫口部包括多個(gè)沿所述筒體周向均布的冷氫口，且相鄰兩層所述冷氫口部的冷氫口沿所述筒體的周向呈依次交錯(cuò)設(shè)置，各所述冷氫口與外部冷氫管道相連接。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實(shí)用新型的筒體內(nèi)無需設(shè)置內(nèi)筒及內(nèi)襯隔熱層，在相同外形尺寸條件下，增加了筒體內(nèi)部有效容積，提高了裝置生產(chǎn)能力，降低了投資成本，而且設(shè)計(jì)、制造、施工相對(duì)簡單，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因內(nèi)襯隔熱層破壞造成外殼體局部超溫導(dǎo)致的局部鼓泡破壞，本實(shí)用新型無需頻繁停車對(duì)內(nèi)襯隔熱層進(jìn)行維護(hù)，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)能及經(jīng)濟(jì)效益。
[0021]本實(shí)用新型提出的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，通過設(shè)置筒體、頂部錐形導(dǎo)流斗、底部錐形導(dǎo)流斗及冷氫口等，使冷氫及物料由兩個(gè)不同路徑進(jìn)入筒體中，既能通過向筒體內(nèi)注入低溫冷氫，降低反應(yīng)器中的溫度，又能加強(qiáng)原料的混合，使重油、氫氣、添加劑等可以更充分地接觸，使物料在筒體中充分反應(yīng)，以進(jìn)行全分餾加工作業(yè)，避免物料在筒體內(nèi)結(jié)焦，提高了劣質(zhì)重油(渣油、煤焦油、燃料油、催化油漿等)的轉(zhuǎn)化率，提升煉廠經(jīng)濟(jì)效益。
[0022]本實(shí)用新型提出的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，可以在高溫、高壓、臨氫、含固的條件下將常規(guī)固定床反應(yīng)器無法加工的劣質(zhì)重油進(jìn)行全餾分深加工，使重油輕質(zhì)化，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭所示方向?yàn)槲锪狭鲃?dòng)路徑；
[0024]圖2為本實(shí)用新型中上封頭處的局部剖視圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型中下封頭處的局部剖視圖。
[0026]主要元件標(biāo)號(hào)說明:
[0027]I筒體10冷氫口
[0028]11上封頭110物料出口
[0029]111內(nèi)部熱電偶口12下封頭
[0030]120物料入口13出料法蘭口
[0031]14入料法蘭口15頂部管線接口
[0032]2頂部錐形導(dǎo)流斗21上端口
[0033]22下端口23上直管
[0034]3底部錐形導(dǎo)流斗31上端口
[0035]32下端口33下直管
[0036]34底部管線接口

【具體實(shí)施方式】
[0037]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【專利附圖】

【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】:
[0038]圖1為本實(shí)用新型的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭所示方向?yàn)槲锪狭鲃?dòng)路徑；圖2為本實(shí)用新型中上封頭處的局部剖視圖；圖3為本實(shí)用新型中下封頭處的局部剖視圖。
[0039]參見圖1-圖3，本實(shí)用新型提出的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器100，包括有筒體1、頂部錐形導(dǎo)流斗2及底部錐形導(dǎo)流斗3。其中，所述筒體I的上端口密封扣合有一上封頭11，其下端口則密封連接一下封頭12，所述上封頭11上設(shè)有一物料出口 110以及至少一內(nèi)部熱電偶口 111，該內(nèi)部熱電偶口 111用于向筒體I內(nèi)放置多點(diǎn)熱電偶進(jìn)行溫度檢測(cè)，所述下封頭12上形成有一物料入口 120，所述物料出口 110及物料入口 120分別與所述筒體I的內(nèi)腔相連通，所述筒體I的側(cè)壁上沿軸向均布有多層冷氫口部，所述冷氫口部包括至少一與所述筒體的內(nèi)腔相連通的冷氫口 10 ;
[0040]所述頂部錐形導(dǎo)流斗2位于所述筒體I中，并呈倒置設(shè)置，即所述頂部錐形導(dǎo)流斗2上端口 21的直徑小于其下端口 22的直徑，其上端口 21與所述物料出口 110相對(duì)，其下端口 22的周緣與所述筒體I的內(nèi)周壁相連接(如焊接)；
[0041]所述底部錐形導(dǎo)流斗3與所述頂部錐形導(dǎo)流斗2相對(duì)設(shè)置在所述筒體I中，其上端口 31的周緣與所述筒體I的內(nèi)周壁相連接(如焊接)，其下端口 32與所述物料入口 120相對(duì)。
[0042]優(yōu)選所述物料出口 110處設(shè)有一出料法蘭口 13，所述頂部錐形導(dǎo)流斗2的上端口21連接有一上直管23，所述上直管伸23入所述出料法蘭口 13中；所述物料入口 120處設(shè)有一入料法蘭口 14，所述底部錐形導(dǎo)流斗3的下端口 32連接有一下直管33，所述下直管33伸入所述物料入口 120內(nèi)。由圖2、圖3可知，所述上直管23的上端及下直管33的下端為自由端，以對(duì)應(yīng)滿足頂部錐形導(dǎo)流斗2及底部錐形導(dǎo)流斗3錐形導(dǎo)流斗的熱膨脹需要，同時(shí)使頂部錐形導(dǎo)流斗2及底部錐形導(dǎo)流斗3不承壓。其中，對(duì)于上述入料法蘭口及出料法蘭口，優(yōu)選分別由一法蘭管對(duì)應(yīng)焊接在物料出口及物料入口處而形成。
[0043]為了方便與其它外部管線連接，進(jìn)一步在所述出料法蘭口 13的自由端連接有一頂部管線接口 15，所述入料法蘭口 33的自由端連接有一底部管線接口 34。
[0044]較佳地，所述上封頭11為球形封頭，其周緣與所述筒體I的上端口密封連接，所述上封頭11的頂部中心處開設(shè)有一所述物料出口 110，其沿周向另均布I?3個(gè)所述內(nèi)部熱電偶口 111。另外，所述下封頭12為球形封頭，其周緣與所述筒體I的下端口密封連接，所述下封頭12的底部中心處開設(shè)有一所述物料入口 120。
[0045]其中，為使物料流入筒體時(shí)呈懸浮狀態(tài)及便于流出筒體，優(yōu)選所述頂部錐形導(dǎo)流斗2的錐度及所述底部錐形導(dǎo)流斗3的錐度分別介于10°?60°之間，具體可根據(jù)實(shí)際需要而定，比如圖中所示結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選所述頂部錐形導(dǎo)流斗2的最佳錐度為錐度22.5°，所述底部錐形導(dǎo)流斗3的最佳錐度為錐度17°。此外，優(yōu)選所述筒體I沿軸向的長度與內(nèi)徑之比在4?12之間，且其內(nèi)徑較佳地介于1.5m?5.5m之間。
[0046]進(jìn)一步地，優(yōu)選所述筒體1、上封頭11及下封頭12由Cr-Mo、2.25Cr-lMo_0.25V或3Cr-lMo-0.25V合金鋼制成，且所述筒體I的內(nèi)壁上進(jìn)一步設(shè)有一不銹鋼層(圖中未示出)，以加強(qiáng)筒體的抗腐蝕、抗磨蝕功能，在生產(chǎn)制作時(shí)，該不銹鋼層可通過堆焊的方式設(shè)置在筒體的內(nèi)壁上。
[0047]參見圖1，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，各層所述冷氫口部分別包括3個(gè)沿所述筒體周向均布的冷氫口 10，且相鄰兩層所述冷氫口部的冷氫口 10沿所述筒體I的周向呈依次交錯(cuò)設(shè)置，各所述冷氫口 10與外部冷氫管道(圖中未示出)相連接。例如，在圖示的結(jié)構(gòu)中，由上至下設(shè)有四層冷氫口部，假設(shè)第一層冷氫口部中三個(gè)冷氫口沿筒體I周向布置的角度為0°、120°、240°，則第二層冷氫口部中各冷氫口布置角度依次為60°、180°、300°，第三層冷氫口部中各冷氫口布置角度與第一層相同，第四層冷氫口部中各冷氫口布置角度與第二層相同，依次類推進(jìn)行布置。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，通過調(diào)節(jié)各冷氫口的流量，能實(shí)現(xiàn)對(duì)筒體內(nèi)溫度的較佳控制及物料的理想混合。
[0048]本實(shí)用新型提供的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器100，在具體工作時(shí)，可將物料由底部管線接口 34，經(jīng)下直管33及底部錐形漏斗3進(jìn)入筒體I的內(nèi)腔中，同時(shí)，由外部冷氫管道經(jīng)冷氫口將低溫氫氣注入筒體I的內(nèi)腔中，以降低反應(yīng)器中的溫度，并與物料充分混合，使物料在筒體中進(jìn)行分餾加工作業(yè)，最后，將物料由頂部錐形漏斗2、上直管23及出料法蘭口 13流出，以實(shí)現(xiàn)作業(yè)，其中，對(duì)于物料在筒體I中的具體工作過程、以及對(duì)筒體的加熱裝置等，均與現(xiàn)有冷壁式懸浮床反應(yīng)器相同，在此不作贅述。
[0049]以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器包括有: 筒體，所述筒體的上端口密封扣合有一上封頭，其下端口則密封連接一下封頭，所述上封頭上設(shè)有一物料出口以及至少一內(nèi)部熱電偶口，所述下封頭上形成有一物料入口，所述物料出口及物料入口分別與所述筒體的內(nèi)腔相連通，所述筒體的側(cè)壁上沿軸向均布有多層冷氫口部，所述冷氫口部包括至少一與所述筒體的內(nèi)腔相連通的冷氫口； 倒置的頂部錐形導(dǎo)流斗，位于所述筒體中，其上端口與所述物料出口相對(duì)，其下端口的周緣與所述筒體的內(nèi)周壁相連接； 底部錐形導(dǎo)流斗，與所述頂部錐形導(dǎo)流斗相對(duì)設(shè)置在所述筒體中，其上端口的周緣與所述筒體的內(nèi)周壁相連接，其下端口與所述物料入口相對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述物料出口處設(shè)有一出料法蘭口，所述頂部錐形導(dǎo)流斗的上端口連接有一上直管，所述上直管伸入所述出料法蘭口中； 所述物料入口處設(shè)有一入料法蘭口，所述底部錐形導(dǎo)流斗的下端口連接有一下直管，所述下直管伸入所述物料入口內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述出料法蘭口的自由端連接有一頂部管線接口，所述入料法蘭口的自由端連接有一底部管線接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述上封頭為球形封頭，其周緣與所述筒體的上端口密封連接，所述上封頭的頂部中心處開設(shè)有一所述物料出口，其沿周向另均布I?3個(gè)所述內(nèi)部熱電偶口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述下封頭為球形封頭，其周緣與所述筒體的下端口密封連接，所述下封頭的底部中心處開設(shè)有一所述物料入口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述下封頭為球形封頭，其周緣與所述筒體的下端口密封連接，所述下封頭的底部中心處開設(shè)有一所述物料入口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述頂部錐形導(dǎo)流斗的錐度及所述底部錐形導(dǎo)流斗的錐度分別介于10°?60°之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述筒體沿軸向的長度與內(nèi)徑之比在4?12之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述筒體、上封頭及下封頭由Cr-Mo、2.25Cr-lMo-0.25V或3Cr-lMo_0.25V合金鋼制成，且所述筒體的內(nèi)壁上進(jìn)一步設(shè)有一不銹鋼層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、6、7或8所述的熱壁式懸浮床加氫反應(yīng)器，其特征在于，各層所述冷氫口部分別包括3個(gè)沿所述筒體周向均布的冷氫口，且相鄰兩層所述冷氫口部的冷氫口沿所述筒體的周向呈依次交錯(cuò)設(shè)置，各所述冷氫口與外部冷氫管道相連接。
【文檔編號(hào)】B01J8/20GK204159317SQ201420642472
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】韓金奇, 劉戈, 曹堅(jiān) 申請(qǐng)人:北京石油化工工程有限公司