專利名稱:移動催化劑床反應器的制作方法
本發(fā)明涉及一種適宜對烴類進行催化處理，特別是對石油殘油進行催化脫硫和脫金屬處理的移動催化劑床反應器。
移動催化劑床反應器，通常由一個立式園筒容器組成，容器上部配有反應劑進口和催化劑進口。容器內(nèi)設有催化劑床支座，該支座呈下斂錐面，其下端接到帶圍壁的垂直出口通道上，既通過催化劑，又分離反應器流出物;圍壁上裝有環(huán)形篩，用來從催化劑中過濾出反應器流出物。在環(huán)形篩下游，容器上還分別有反應器流出物出口和催化劑出口。其要求請參閱美國書3，883，312。根據(jù)該說明書，用過的催化劑顆粒和反應器流出物均通過同一管道從移動催化劑床反應器中排出。反應器流出物經(jīng)圍壁上的環(huán)形篩孔從這條管道流出。
近年來，有一種以更大規(guī)模來進行上述有關處理工藝的趨勢。這樣，在設計大容量反應器的過程中就遇到很多問題。一個問題就是，不可避免地要增大催化劑床的面積，并要擴大催化劑和反應器流出物出口通道的截面積，才能使大量催化劑以適宜的速率通過出口通道。然而，催化劑/反應器流出物出口通道截面積增大，反應器流出物從催化劑床中央部分的分離越發(fā)困難，就要降低催化劑/反應器流出物分離效率。
英國書8024870，涉及對移動催化劑床反應器在設計上的改進，通過其改進設計，克服了上述由于增加出口通道帶來的困難。根據(jù)英國書，催化劑/反應器流出物出口通道圍壁內(nèi)又增加了從催化劑中濾出反應器流出物的環(huán)形篩。
與擴大催化處理過程規(guī)模有關的另一個問題就是對大容量反應器的結構設計問題。增大催化劑/反應器流出物出口通道的直徑就要增加通道圍壁內(nèi)又增加了從催化劑中濾出反應器流出物的環(huán)形篩。
與擴大催化處理過程規(guī)模有關的另一個問題就是對大容量反應器的結構設計問題。增大催化劑/反應器流出物出口通道的直徑就要增加通道圍壁內(nèi)的環(huán)形篩，這樣就使環(huán)形篩的制造和安裝復雜化。擴大處理過程規(guī)模所造成的另一個后果是出口通道內(nèi)的環(huán)形篩應能承受水平和垂直方向上不斷增加的負載。
在英國書8120176中，介紹了一種移動催化劑床反應器。在這種反應器中，催化劑/反應器流出物出口通道的環(huán)形篩，由數(shù)個分立的篩段組成，這些篩段由專用支承件得體地支承在水平向外方向和垂直方向上。分離篩段簡化了反應器整個環(huán)形篩的制造和安裝。根據(jù)上述說明書，催化劑/反應器流出物出口通道，特別是大容量反應器容器的出口通道內(nèi)，可以裝配更多的環(huán)形篩，以促進反應器流出物與通過所述通道的催化劑顆粒分離。
特別是在特大容量反應器內(nèi)，環(huán)形篩在催化劑/反應器流出物出口通道內(nèi)的支承會帶來嚴重的結構問題，尤其為了達到分離效率要求，在通道內(nèi)要裝配附加內(nèi)篩時更是如此。
如果反應器配有幾個重疊的催化劑床，譬如需要對反應器流出物進行中間冷卻，那么對液體從一個催化劑床到下一個催化劑床的再分配問題就要提出要求。特別是在應用大直徑反應器時，尤為重要的是，在盡可能多的催化劑床上使液體得到合理的再分配，從而將催化劑床的高度保持在允許限度內(nèi)。增加催化劑床的高度，就意味著增加反應器容器的長度，從而明顯地提高制造成本，特別是當反應器容器是所謂壓力容器時更是這樣，而催化處理過程通常是用壓力容器。
如上所述，大容量工作通常需要在已知移動催化劑床反應器內(nèi)使用更多的過濾反應器流出物的環(huán)形篩網(wǎng)。為了支承這種新增加的環(huán)形篩，需要采用特殊的支承結構，以便將這些環(huán)形篩上的負載傳遞到安裝這些環(huán)形篩的出口通道圍壁上。
因此，本發(fā)明旨在進一步改進上述類型的移動床反應器，從而優(yōu)化液體在反應器內(nèi)的再分配，并有助于使用結構簡單、重量減輕的環(huán)形篩支承設備。
本發(fā)明涉及由立式園筒容器組成的移動催化劑床反應器。園筒容器的上部分別配有反應劑進口和催化劑進口，容器內(nèi)設有中間催化劑床支座和下催化劑床支座，以及反應器流出物出口和催化劑出口。在容器中，起碼中間催化劑床支座由數(shù)個互相連接的下斂截頭錐面組成，它們的下端均與相互隔開的垂直出口通道相連。垂直出口通道上有圍壁，圍壁上裝有從催化劑中濾出反應器流出物的環(huán)形篩。幾個垂直出口通道的軸線均勻地分布在一個圓上。
通過對下斂錐面及相應垂直出口通道的上述安排，從上述出口通道來的催化劑可以更規(guī)則地分布在下面的催化劑床支座上，同使用單個環(huán)形出口通道的情況相比。如果催化劑顆粒在容器橫截面上分布得越規(guī)則，意味著與使用已知出口通道的情況相比，催化劑床的高度，進而容器的總高度也就越低。出口通道的總數(shù)應選用多少首先取決于反應器流出物理想流量所需的篩孔總面積。
由于存在設計大容量反應器的趨勢，看來出口通道數(shù)還要增多。一定反應器內(nèi)的出口通道數(shù)量，可以有三個到數(shù)百個。這取決于所選單個出口通道的尺寸。適用出口通道數(shù)目應選在三至八的范圍內(nèi)。根據(jù)幾何設計原則可以把該基數(shù)擴大若干倍。
按照本發(fā)明對垂直出口通道進行上述配置后，出口通道可以完全由外部支座支承，而不必使用穿過出口通道的內(nèi)部支承。
本設計可進一步對通過出口通道篩孔的反應器流出物于液體引到下一個催化劑床之前在容器總截面上進行再分配。反應器流出物的這種再分配，可進一步優(yōu)化所需催化劑床的最低高度。
在完美地體現(xiàn)本發(fā)明的反應器內(nèi)，彼此相對的截頭錐面部分的上端連接到與容器同軸配置的上斂錐面上，并可卸開。這樣配置，易于接近垂直出口通道之間的空間，從而便于維護和檢查上述通道內(nèi)環(huán)形篩的內(nèi)部零件。上斂錐面的頂角和相鄰截頭錐面的頂角最好相等，適用的角度約為30°到90°，這樣才能使催化劑顆粒順利地進入垂直出口通道。
為吸收上斂錐面的負載，這一錐面最好由一個單獨支座，例如由管形件構成的支座支承，該支承座再由垂直出口通道的支座支承。
現(xiàn)在參考附圖，對本發(fā)明做進一步說明。
圖1是剖面示意圖，表示根據(jù)本發(fā)明裝配有催化劑/反應器流出物出口通道的反應器容器。
圖2是圖1的橫截面Ⅱ-Ⅱ的示意圖。
圖3是圖1的橫截面Ⅲ-Ⅲ的示意圖。
圖1表示具有側壁2的立式圓筒反應器容器的豎截面。反應器容器1的頂部5上配有反應劑進口3和催化劑進口4;在容器的底部8上設有放出反應器流出物的出口6和催化劑出口7。反應器1的內(nèi)部，裝有若干重疊的催化劑床支座，將容器的內(nèi)部分為若干反應區(qū)8。催化劑床支座區(qū)可分為中支座和下支座。
中催化劑床支座，通常由參考號9表示，由若干個上斂截角錐面10組成，各錐面10的軸線均排列在一個圓周上，而這個圓又與反應器容器1的主軸11同軸。每個收斂錐面10的下端都終止在垂直出口通道12內(nèi)，以便催化劑和反應器流出物通過。在此實施例中，錐面10與垂直軸的夾角約為20°。錐面連接到立式圓筒結構13上，圓筒結構13又由反應器側壁2上的錐體支架14支承。
在每個垂直出口通道12的通道壁內(nèi)均裝有環(huán)形篩15，用來將通過篩孔的反應器流出物從催化劑中分離出來。各垂直出口通道12均由下列三部分組成安放環(huán)形篩的圓筒式上部16，下斂中部17，和圓筒式下部18。下斂中部17意在工作時增加通道12內(nèi)的反壓，從而促進反應器流出物從通過環(huán)形篩15的催化劑中分離。中部17的半頂角最好應選在15-45°的范圍內(nèi)，從而提高催化劑通過出口通道12的流量。為吸收垂直出口通道內(nèi)環(huán)形篩15上的垂直負載，環(huán)形篩最好經(jīng)擋圈19由固定在主支承結構13上的筒裙20支承。
錐面10彼此相對的部份的上端與基本是中心配置的上斂錐體21相連接。所選錐體21的頂角最好與錐面10的頂角相等，從而使催化劑從催化劑床的上部順利地進入垂直出口通道12中。錐體21由穿過管形件23的銷/槽裝置22安裝在錐面10上，並可卸開。錐體21由主支承結構13經(jīng)管形件24和凸裙25支承。
容器1內(nèi)還裝有兩個部件，一個是驟冷液供給管26，它從容器頂部通到與之相連的驟冷液注射管27;另一個是液體分配盤28，裝于支承在錐面10上的催化劑床的上方。
雖然在圖中僅畫出一個由錐面10組成的中間催化劑床支座，但應看作可使用數(shù)個這樣相互重疊的催化劑床支座。
在附圖所示容器中，通常由參考號30標示的下催化劑床支座的構造，與中間催化劑床支座9的構造相同。因此，支座30各部件也用與支座9部件所用參考號相同的參考號來標示。下催化劑座支座30的垂直出口通道12的下端終止在一個單獨的催化劑提取管31內(nèi)，提取管31穿過容器底部的開口，構成催化劑出口7。
如上所述，還可使用具有數(shù)倍于基數(shù)的出口通道的反應器，這些出口通道的軸線均勻地分布在一個園上。譬如，圖2和圖3所示六出口通道這個基數(shù)，可以按六陣列形式排列，或以更大的倍數(shù)排列，例如在橫截面大，或出口通道小或二者兼有的反應器上，即可這樣做。在正常情況下，是由環(huán)形篩所需總周長來決定出口通道數(shù)目，無論是否取基數(shù)的倍數(shù)形式。
很清楚，如果不使用單根催化劑提取管，還可使下垂直出口通道穿過容器底部開口延伸出去。在這種情況下，催化劑出口同垂直出口通道的下端即構成一體。
在圖示反應器設計中，中催化劑床支座和下催化劑床支座已按本發(fā)明制造。如上所述，按本發(fā)明配置支座的主要優(yōu)點就是，反應器流出物既能在容器的橫截面上進行再分配，催化劑也能夠均勻地分布在下一個催化劑床上。由于這些優(yōu)點在容器底部不起作用，所以下催化劑床支座可以采用與中催化劑床支座不同的結構，而不背離本發(fā)明。
垂直出口通道12內(nèi)的環(huán)形篩15，可采用任何適宜的構型，譬如采用英國書8120176所述范例中的構型。
移動催化劑床反應器適于烴的催化處理。特別適合于對重烴，尤其是石油殘油的催化去硫和脫金屬處理。所采用的處理條件，對于熟練掌握此種工藝的人來說是不言而喻的。
應該指出，本發(fā)明不只是局限于上述舉例所講的改進范圍。在實際工作中，垂直出口通道數(shù)目的選擇取決于處理要求，特別是取決于所需容器以及相應的結構。
權利要求
1、移動催化劑床反應器由立式圓筒容器組成，容器上部有反應劑進口和催化劑進口，容器內(nèi)有中催化劑床支座和下催化劑床支座，容器下部有反應器流出物出口和催化劑出口，其中，至少中催化劑床支座由若干個互相連接的下斂截頭錐面組成，其下端與若干個相互隔開的垂直出口通道連接，出口通道的圍壁上配有從催化劑中分離反應器流出物的環(huán)形篩，垂直出口通道的軸線均勻地分布在一個圓周上。
2、根據(jù)權利要求
1所述的移動催化劑床反應器，其特征是每個中催化劑床支座垂直出口通道的數(shù)目應選在三到八范圍內(nèi)，或是這個基數(shù)的若干倍。
3、根據(jù)權利要求
1或2所述的移動催化劑床反應器，其特征是垂直出口通道均由完全安置在所述通道外面的外支座支承。
4、根據(jù)權利要求
1-3中任何一項所述的移動催化劑床反應器，其特征是，截頭錐面彼此相對的部分的上端連接到與容器基本上同軸的上斂錐面上，并可卸開。
5、根據(jù)權利要求
4所述的移動催化劑床反應器，其特征是，上斂錐面頂角與相鄰截頭錐面頂角大體相等。
6、根據(jù)權利要求
4或5所述的移動催化劑反應器，其特征是，上斂錐面頂角和相鄰截頭錐面頂角均應在約30°-90°的范圍內(nèi)。
7、根據(jù)權利要求
4-6中任何一項所述的移動催化劑床反應器，其特征是，容器還具備有用于支承上斂錐面的單獨支座。
8、根據(jù)權利要求
7所述的移動催化劑床反應器，其特征是單獨支座又由垂直出口通道的外支座支承。
9、如上所述的移動催化劑床反應器，特別是參照附圖所描述的形式。
10、對烴類催化處理的方法，其中使用如權利要求
1-9中任何一項所述的反應器。
11、如權利要求
10所述的處理方法，該方法對石油殘油進行催化去硫和脫金屬處理。
專利摘要
移動催化劑床反應器由立式圓筒容器組成，容器上部有反應器進口和催化劑進口(3、4)，容器內(nèi)有中催化劑床支座9和下催化劑床支座30，容器上還有反應器流出物出口和催化劑出口(6、7)。此種反應器的特征是，起碼中催化劑床支座9由若干互相連接的下斂截頭錐面10組成，此錐面10的下端與相互隔開的垂直出口通道12連接，垂直出口通道12上有圍壁16，圍壁16上裝有從催化劑中分離反應器流出物的環(huán)形篩，垂直出口通道12的軸線均勻地分布在一個圓周上。
文檔編號B01J8/12GK85101196SQ85101196
公開日1986年10月8日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者朱納斯·巴普帝斯特·維杰費爾斯, 格雷特·簡·普隆克, 阿里·皮埃特·旦·哈托格 申請人:殼牌國際研究有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan