一種上行式反應(yīng)分離器及加氫方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種上行式反應(yīng)分離器及加氫方法。反應(yīng)分離器包括：氣液分離區(qū)和反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)和氣液分離區(qū)置于同一容器殼體內(nèi)，反應(yīng)區(qū)設(shè)在下部，氣液分離區(qū)設(shè)在上部，反應(yīng)區(qū)和氣液分離區(qū)之間設(shè)置有環(huán)形的中間分隔板和人孔通道，中間分隔板、人孔通道和容器殼體組成下端封閉上端開(kāi)口的環(huán)形空間。方法包括：原料油與部分氫氣從上行式反應(yīng)分離器底部進(jìn)入，另一部分氫氣從反應(yīng)區(qū)催化劑床層間注入，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)人孔通道進(jìn)入氣液分離區(qū)進(jìn)行氣液分離，頂部采出氣相產(chǎn)物，側(cè)壁采出液相產(chǎn)物。本發(fā)明減少了設(shè)備投資與占地面積，又減少了兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備之間用管線連接而產(chǎn)生的泄漏點(diǎn)多的問(wèn)題，提高了裝置安全性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種上行式反應(yīng)分離器及加氫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加氫反應(yīng)領(lǐng)域，更進(jìn)一步說(shuō)，涉及一種上行式反應(yīng)分離器及加氫方法。【背景技術(shù)】
[0002]加氫領(lǐng)域中常見(jiàn)設(shè)置獨(dú)立的固定床反應(yīng)器與氣液分離器，固定床反應(yīng)器通常采用下行式，即原料從反應(yīng)器的頂部進(jìn)入，反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器的底部流出。反應(yīng)產(chǎn)物再進(jìn)入單獨(dú)設(shè)置的氣液分離器進(jìn)行氣相產(chǎn)物與液相產(chǎn)物的閃蒸分離。[0003]當(dāng)采用上行式反應(yīng)器的方案時(shí)，原料由反應(yīng)器的底部進(jìn)入，反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器的頂部流出。由于上行式反應(yīng)器內(nèi)氣體的流動(dòng)方向與氣體的擴(kuò)散方向一致，減少了氣體在反應(yīng)器內(nèi)局部累積的可能性，有助于提高氣相與液相在固定床催化劑床層流動(dòng)的均勻性，減少催化劑床層局部熱點(diǎn)的形成，尤其適用于氣相負(fù)荷較小的工況。同時(shí)，上行式反應(yīng)器內(nèi)的介質(zhì)流動(dòng)方向與重力方向相反，有助于減少催化劑床層的摩擦壓力降，延長(zhǎng)催化劑的操作周期。
[0004]但是，目前上行式反應(yīng)器和分離器是兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備，設(shè)備投資和占地面積大，并且，設(shè)備之間用管線連接而產(chǎn)生泄露點(diǎn)多，容易造成安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種上行式反應(yīng)分離器和加氫方法。將上行式固定床反應(yīng)器與氣液分離器整合在同一容器的殼體內(nèi)，即減少了設(shè)備投資與占地面積，又減少了兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備之間用管線連接而產(chǎn)生的泄漏點(diǎn)多的問(wèn)題，提高了裝置本質(zhì)安全性。
[0006]本發(fā)明的目的之一是提供一種上行式反應(yīng)分離器。
[0007]包括:氣液分離區(qū)和反應(yīng)區(qū)，
[0008]所述反應(yīng)區(qū)和氣液分離區(qū)置于同一容器殼體內(nèi)，反應(yīng)區(qū)設(shè)在下部，氣液分離區(qū)設(shè)在上部，反應(yīng)區(qū)和氣液分離區(qū)之間設(shè)置有環(huán)形的中間分隔板和人孔通道，中間分隔板、人孔通道和容器殼體組成下端封閉上端開(kāi)口的環(huán)形空間，氣液分離區(qū)在所述環(huán)形空間內(nèi)；
[0009]所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)裝填上行式固定床催化劑床層，
[0010]容器底部設(shè)有反應(yīng)原料入口，容器頂部設(shè)置有氣相產(chǎn)物出口 ；反應(yīng)區(qū)容器側(cè)壁設(shè)置有氫氣入口 ；氣液分離區(qū)底部容器側(cè)壁設(shè)置有液相產(chǎn)物出口。
[0011]所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上行式固定床催化劑床層的底部設(shè)有分布板，分布板上設(shè)置有孔，分布板下固定連接垂直布置的分布管，分布管與分布板的孔連通；使分布管下端的反應(yīng)物料與分布板上端的物料連通；
[0012]所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上行式固定床催化劑床層的頂部設(shè)有催化劑格柵壓板。
[0013]所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上行式固定床催化劑床層按I~6床層分段裝填，優(yōu)選2-3床層；
[0014]所述人孔通道的直徑范圍優(yōu)選DN500mm~DN1000mm。
[0015]所述人孔通道與容器上切線的距離范圍優(yōu)選O~1.0倍容器半徑，更優(yōu)選為0.5倍容器半徑。
[0016]所述中間分隔板與最上部的催化劑格柵壓板的距離優(yōu)選0.3^1.0倍容器半徑，更優(yōu)選為0.5倍容器半徑。
[0017]具體可采用以下技術(shù)方案:
[0018]包括反應(yīng)區(qū)和氣液分離區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)和氣液分離區(qū)置于同一容器殼體內(nèi)，反應(yīng)區(qū)設(shè)在容器的下部，氣液分離區(qū)設(shè)在容器的上部，采用中間分隔板和內(nèi)置的人孔通道將氣液分離區(qū)的液相空間與反應(yīng)區(qū)的催化劑床層空間隔離，下部的反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)人孔通道上行進(jìn)入上部的氣液分離區(qū)；所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)裝填上行式固定床催化劑床層，底部設(shè)有反應(yīng)原料入口，頂部設(shè)置有分隔板及人孔通道，反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)人孔通道的頂部出口進(jìn)入氣液分離區(qū)；所述氣液分離區(qū)處在容器殼體、分隔板、人孔通道圍成的環(huán)形空間內(nèi)；所述氣液分離區(qū)的頂部設(shè)有氣相產(chǎn)物出口，底部設(shè)有液相產(chǎn)物出口。
[0019]本發(fā)明的目的之二是提供一種加氫方法。
[0020]包括:原料油與部分氫氣從上行式反應(yīng)分離器底部進(jìn)入，另一部分氫氣從反應(yīng)區(qū)催化劑床層間注入，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)人孔通道進(jìn)入氣液分離區(qū)進(jìn)行氣液分離，頂部采出氣相產(chǎn)物，側(cè)壁采出液相產(chǎn)物。
[0021]在實(shí)際操作過(guò)程中，氣液兩相混合物料由反應(yīng)區(qū)底部的原料入口進(jìn)入所述的反應(yīng)分離器，由下向上流動(dòng)，經(jīng)分布管與分布板進(jìn)入催化劑床層。在分布管與分布板的作用下將氣、液混合物均勻的分布在催化劑床層的橫截面上，繼而發(fā)生一系列的催化反應(yīng)。每催化劑床層的頂部設(shè)有催化劑格柵壓板，該壓板的格柵開(kāi)口尺寸小于催化劑的顆粒，從而保證氣、液反應(yīng)產(chǎn)物順利通過(guò)該壓板，但限制催化劑顆粒離開(kāi)床層向上擾動(dòng)。在兩個(gè)催化劑床層之間設(shè)有氫氣入口，用以補(bǔ)充化學(xué)反應(yīng)消耗掉的氫氣。氣、液反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)反應(yīng)區(qū)最上層的催化劑床層后，由于受到中間分隔板的阻隔，只能沿著內(nèi)置的人孔通道向上流動(dòng)，在人孔通道的頂部出口進(jìn)入氣液分離區(qū)。人孔通道在本發(fā)明中的主要作用為:a.檢修容器內(nèi)構(gòu)件、裝卸催化劑時(shí)人員進(jìn)出通道；b.與中間分隔板、容器器壁圍成環(huán)形的氣液分離空間；c.反應(yīng)區(qū)氣液反應(yīng)產(chǎn)物向上流動(dòng)的通道。
[0022]在氣液分離區(qū)內(nèi)，氣相與液相反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)閃蒸分離后，氣相產(chǎn)物繼續(xù)向上流動(dòng)，經(jīng)容器頂部的氣相產(chǎn)物出口流出；液相反應(yīng)產(chǎn)物在重力的作用下向下流入分離區(qū)下部環(huán)形的液相緩沖空間，通過(guò)氣液分離區(qū)底部容器側(cè)壁的液相產(chǎn)物出口流出所述的反應(yīng)分離器。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0024]I)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造便利，節(jié)省投資；
[0025]2)占地面積?。?br> [0026]3)本質(zhì)安全性高。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明所述的上行式反應(yīng)分離器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0028]圖2圖1的A-A向視圖
[0029]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0030]1-容器殼體；2-中間分隔板；3-人孔通道；4-原料入口 ；5_分布管；6-分布板；7-催化劑床層；8_催化劑格柵壓板；9_液相產(chǎn)物出口 ；10_氣相產(chǎn)物出口； 11-氫氣入口?！揪唧w實(shí)施方式】
[0031 ] 下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0032]實(shí)施例:
[0033]如圖1所示，一種上行式反應(yīng)分離器。包括:氣液分離區(qū)和反應(yīng)區(qū)，
[0034]所述反應(yīng)區(qū)和氣液分離區(qū)置于同一容器殼體內(nèi)，反應(yīng)區(qū)設(shè)在下部，氣液分離區(qū)設(shè)在上部，反應(yīng)區(qū)和氣液分離區(qū)之間設(shè)置有環(huán)形的中間分隔板2和人孔通道3，中間分隔板
2、人孔通道3和容器殼體組成下端封閉上端開(kāi)口的環(huán)形空間，氣液分離區(qū)在所述環(huán)形空間內(nèi)；
[0035]所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)裝填上 行式固定床催化劑床層7，
[0036]容器底部設(shè)有反應(yīng)原料入口 4，容器頂部設(shè)置有氣相產(chǎn)物出口 10 ;反應(yīng)區(qū)容器側(cè)壁設(shè)置有氫氣入口 11 ;氣液分離區(qū)底部容器側(cè)壁設(shè)置有液相產(chǎn)物出口 9。
[0037]所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上行式固定床催化劑床層的底部設(shè)有分布板6，分布板6上設(shè)置有孔，分布板6下固定連接垂直布置的分布管5,分布管5與分布板6的孔連通；使分布管下端的反應(yīng)物料與分布板上端的物料連通；
[0038]所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上行式固定床催化劑床層7的頂部設(shè)有催化劑格柵壓板8。
[0039]所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上行式固定床催化劑床層按2床層分段裝填。
[0040]所述人孔通道的直徑范圍優(yōu)選DN600mm。
[0041]所述人孔通道與容器上切線的距離為0.5倍容器半徑。
[0042]所述中間分隔板與最上部的催化劑格柵壓板的距離為0.5倍容器半徑。
[0043]氣液兩相混合物料由反應(yīng)區(qū)底部的原料入口進(jìn)入所述的反應(yīng)分離器，由下向上流動(dòng)，經(jīng)分布管與分布板進(jìn)入催化劑床層。在分布管與分布板的作用下將氣、液混合物均勻的分布在催化劑床層的橫截面上，繼而發(fā)生一系列的催化反應(yīng)。每催化劑床層的頂部設(shè)有催化劑格柵壓板，該壓板的格柵開(kāi)口尺寸小于催化劑的顆粒，從而保證氣、液反應(yīng)產(chǎn)物順利通過(guò)該壓板，但限制催化劑顆粒離開(kāi)床層向上擾動(dòng)。在兩個(gè)催化劑床層之間設(shè)有氫氣入口，用以補(bǔ)充化學(xué)反應(yīng)消耗掉的氫氣。氣、液反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)反應(yīng)區(qū)最上層的催化劑床層后，由于受到中間分隔板的阻隔，只能沿著內(nèi)置的人孔通道向上流動(dòng)，在人孔通道的頂部出口進(jìn)入氣液分離區(qū)。
[0044]在氣液分離區(qū)內(nèi)，氣相與液相反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)閃蒸分離后，氣相產(chǎn)物繼續(xù)向上流動(dòng)，經(jīng)容器頂部的氣相產(chǎn)物出口流出；液相反應(yīng)產(chǎn)物在重力的作用下向下流入分離區(qū)下部環(huán)形的液相緩沖空間，通過(guò)氣液分離區(qū)底部容器側(cè)面的液相產(chǎn)物出口流出所述的反應(yīng)分離器。
【權(quán)利要求】
1.一種上行式反應(yīng)分離器，包括:氣液分離區(qū)和反應(yīng)區(qū)，其特征在于: 所述反應(yīng)區(qū)和氣液分離區(qū)置于同一容器殼體內(nèi)，反應(yīng)區(qū)設(shè)在下部，氣液分離區(qū)設(shè)在上部，反應(yīng)區(qū)和氣液分離區(qū)之間設(shè)置有環(huán)形的中間分隔板和人孔通道，中間分隔板、人孔通道和容器殼體組成下端封閉上端開(kāi)口的環(huán)形空間，氣液分離區(qū)在所述環(huán)形空間內(nèi)； 所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)裝填上行式固定床催化劑床層， 容器底部設(shè)有反應(yīng)原料入口，容器頂部設(shè)置有氣相產(chǎn)物出口 ；反應(yīng)區(qū)容器側(cè)壁設(shè)置有氫氣入口 ；氣液分離區(qū)底部容器側(cè)壁設(shè)置有液相產(chǎn)物出口。
2.如權(quán)利要求1所述的上行式反應(yīng)分離器，其特征在于: 所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上行式固定床催化劑床層的底部設(shè)有分布板，分布板上設(shè)置有孔，分布板下固定連接垂直布置的分布管，分布管與分布板的孔連通； 所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上行式固定床催化劑床層的頂部設(shè)有催化劑格柵壓板。
3.如權(quán)利要求2所述的上行式反應(yīng)分離器，其特征在于: 所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上行式固定床催化劑床層按I~6床層分段裝填。
4.如權(quán)利要求3所述的上行式反應(yīng)分離器，其特征在于: 所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上行 式固定床催化劑床層按2~3床層分段裝填。
5.如權(quán)利要求1所述的上行式反應(yīng)分離器，其特征在于: 所述人孔通道的直徑范圍是DN500mm~DN1000mm。
6.如權(quán)利要求1所述的上行式反應(yīng)分離器，其特征在于: 所述人孔通道與容器上切線的距離范圍是O~1.0倍容器半徑。
7.如權(quán)利要求6所述的上行式反應(yīng)分離器，其特征在于: 所述人孔通道與容器上切線的距離是0.5倍容器半徑。
8.如權(quán)利要求2所述的上行式反應(yīng)分離器，其特征在于: 所述中間分隔板與最上部的催化劑格柵壓板的距離是0.3^1.0倍容器半徑。
9.如權(quán)利要求8所述的上行式反應(yīng)分離器，其特征在于: 所述中間分隔板與最上部的催化劑格柵壓板的距離是0.5倍容器半徑。
10.一種采用如權(quán)利要求1、之一所述的上行式反應(yīng)分離器的加氫方法，其特征在于所述方法包括: 原料油與部分氫氣從上行式反應(yīng)分離器底部進(jìn)入，另一部分氫氣從反應(yīng)區(qū)催化劑床層間注入，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)人孔通道進(jìn)入氣液分離區(qū)進(jìn)行氣液分離，頂部采出氣相產(chǎn)物，側(cè)壁采出液相產(chǎn)物。
【文檔編號(hào)】C10G49/00GK103834433SQ201210476712
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】劉凱祥, 劉家明, 孫麗麗, 李 浩, 阮宇紅, 王鶴 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司