一种沸腾床反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种沸腾床反应器，该沸腾床反应器包括壳体、三相分离部件、内管和气液分布器，所述壳体从上至下依次包括扩大段、过渡段和直筒段，且所述扩大段的直径大于所述直筒段的直径，所述三相分离部件设置于所述扩大段和所述过渡段内，所述内管设置于所述直筒段内，所述气液分布器设置于所述内管的底部，其中，所述三相分离部件包括沿周向形成的锥形挡板和设置于该锥形挡板上方的中空回转体，所述锥形挡板上设置有通孔，所述通孔到所述壳体的纵向中心轴线的最小距离大于所述中空回转体的内侧到所述壳体的纵向中心轴线的最小距离，所述中空回转体的上部为倒锥台形，下部为锥台形。本发明专利技术所述的沸腾床反应器可以获得较优的反应效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种沸腾床反应器，具体地，涉及一种气液固三相内环流式沸腾床反 应器。
技术介绍
沸腾床加氢反应器是气液固三相流化床反应器，这类反应器具有以下优点：可加 工高金属含量、高残炭值的重、劣质原料；反应器温度易控且均匀，压降低且恒定；可在线 加入和取出催化剂，因此催化剂性能可以在整个操作周期保持恒定；可达到较高的转化率 和较长的操作周期。 现有的工业化沸腾床加氢技术包括H-Oil工艺和LC-Fining工艺等。典型的沸腾 床工艺过程如下：油气混合后从沸腾床反应器下部进入反应器，经气液分布器后向上流动， 带动反应器内的固体催化剂呈流化"沸腾"状态；沸腾床反应器上部设置有三相分离器，分 离气体和固体后的物流部分排出反应器，部分从三相分离器进入循环下降管，再经循环泵 打回沸腾床反应器下部。现有的沸腾床加氢工艺存在着以下不足：（1)催化剂沸腾料面比 静止料面高30-50%，且沸腾后的料面和三相分离器间还需要有一定的空间，所以反应器内 催化剂藏量较低，反应器空间利用率低；（2)三相分离器分离固体的效率低，需要使用复杂 的料面监控仪监视催化剂料面；（3)能耗大，固体催化剂的流化靠循环油泵打入大量的循 环油来实现；（4)循环下降管中氢气很少，为非临氢环境，液体在高温下会发生二次裂解反 应结焦而降低产品质量。 沸腾床反应器改进的方向包括：提高反应器的空间利用率，降低工艺的复杂性，降 低能耗和提高反应器的操作弹性等。CN1448212A提出了一种新型的沸腾床反应器，该沸腾 床反应器取消了复杂的料面监控仪和循环油泵，因此具有结构简单、操作容易等特点。但由 于该反应器使用粒径为0. 1-0. 2_的固体催化剂，而其三相分离器使用典型的扩大缩小结 构，靠重力沉降分离固体，因此操作弹性较小，催化剂容易带出反应器，影响系统的操作稳 定性。 典型的沸腾床反应器通过循环下降管和循环油泵实现油品在反应器内的循环，而 气升式环流反应器通过结构设计将反应器分为上升管和下降管，上升管和下降管在顶部和 底部连接形成循环通道。根据上升管和下降管结构位置的不同，气升式环流反应器可以分 为外环流式和内环流式两种。在稳定操作时，气升式环流反应器的上升管和下降管之中存 在气含率差，该气含率差为液体或液固的循环流动提供动力。因此，气升式环流反应器与经 典的沸腾床反应器相比，具有能耗低和操作简单等优点。因此，将气升式环流反应器与沸腾 床反应器结合，可以将气升式环流反应器的优点发挥出来，设计出更优秀的沸腾床反应器。 CN201529519U公开了一种外环流式的沸腾床反应器，催化剂可以更好地流化，但 该反应器的循环下降管中几乎没有氢气存在，液体在高温下会发生二次裂解反应结焦而降 低产品质量，同时外环流反应器的结构在实际生产中对材料的要求会较高。 值得注意的是环流反应器较多的应用在气液体系和气液浆体系，如费托合成、悬 浮床加氢和废水处理等过程。由于固体粒径过小以及环流反应器内物流速度较快，这些 过程的液固分离通常不是用传统的三相分离器完成的，而是采用过滤或者蒸馏等方式完成 的。虽然沸腾床反应器采用的催化剂通常是毫米级的，但将环流引入沸腾床反应器后，由于 环流速度较快，三相分离器的效率和操作弹性变得更加重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的沸腾床反应器存在的上述缺陷，提供一种新的沸 腾床反应器。 本专利技术提供了一种沸腾床反应器，该沸腾床反应器包括壳体、三相分离部件、内管 和气液分布器，所述壳体从上至下依次包括扩大段、过渡段和直筒段，且所述扩大段的直径 大于所述直筒段的直径，所述三相分离部件设置于所述扩大段和所述过渡段内，所述内管 设置于所述直筒段内，所述气液分布器设置于所述内管的底部，其中，所述三相分离部件包 括沿周向形成的锥形挡板和设置于该锥形挡板上方的中空回转体，所述锥形挡板上设置有 通孔，所述通孔到所述壳体的纵向中心轴线的最小距离大于所述中空回转体的内侧到所述 壳体的纵向中心轴线的最小距离，所述中空回转体的上部为倒锥台形，下部为锥台形，所述 三相分离部件的四周与所述壳体的内壁分离，并且对应于所述中空回转体的壳体的侧壁上 设置有液体排出口。 在本专利技术的所述沸腾床反应器中，通过设置于所述壳体内的三相分离部件和内 管，将所述壳体的内部从上至下依次分为三相分离区、沸腾区和环流区，物料在反应器内环 流区的循环完全可以由入口物料的动能以及上升管（即所述内管）和下降管（即由所述内管 和所述壳体构成的环形管）中物料的密度差来共同推动，从而可以取消能耗大的循环泵；此 夕卜，通过在环流区上部设置沸腾区作为环流区和三相分离区之间的缓冲，可以最大程度地 降低环流区高速度的物流对三相分离区的冲击，同时通过优化三相分离部件，提高了三相 分离的效率和弹性，从而可以取消操作复杂的料面监控仪。上述几个方面的改进使得沸腾 床反应器在反应过程中更加节能，并且操作更加简便。 而且，在本专利技术的所述沸腾床反应器的运行过程中，下降管内是气液固三相共存 的状态，因而在下降管中仍然可以进行反应，从而大大提高了反应器的利用效率；并且还保 证了下降管的临氢气氛，因而大大减少了非临氢环境下的热裂解反应的发生，从而可以避 免由于非临氢气氛的热裂解反应而产生的结焦。 本专利技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【附图说明】 附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中： 图1是根据本专利技术的沸腾床反应器的结构示意图； 图2是根据本专利技术的一种优选实施方式的沸腾床反应器的结构示意图； 图3是根据本专利技术的另一种优选实施方式的沸腾床反应器的结构示意图； 图4是图3所示的沸腾床反应器的参数示意图； 图5是根据本专利技术的另一种优选实施方式的沸腾床反应器的结构示意图； 图6是气液分布器的一种实施方式的结构不意图。 附图标记说明 1 壳体 2 三相分尚部件 3 内管 4 气液分布器 5 催化剂入口 6 催化剂排出管 7 进料口 8 排气口 9 液体排出口 10 喷嘴 11 扩大段 12 过渡段 13 直筒段 20 锥台形挡板 21 锥形挡板 22 中空回转体 24a第一气体分离管24b第二气体分离管 24c第三气体分离管25 通孔【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。 在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如"上、下"通常是指参考附 图所示的上、下；"内、外"是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。如图1-5所示，根据本专利技术的所述沸腾床反应器包括壳体1、三相分离部件2、内管 3和气液分布器4,所述壳体1从上至下依次包括扩大段11、过渡段12和直筒段13,且所述 扩大段11的直径大于所述直筒段13的直径，所述三相分离部件2设置于所述扩大段11和 所述过渡段12内，所述内管3设置于所述直筒段13内，所述气液分布器4设置于所述内管 3的底部，其中，所述三相分离部件2包括沿周向形成的锥形挡板21和设置于该锥形挡板 21上方的中空回转体22,所述锥形挡板21上设置有通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沸腾床反应器，其特征在于，该沸腾床反应器包括壳体（1）、三相分离部件（2）、内管（3）和气液分布器（4），所述壳体（1）从上至下依次包括扩大段（11）、过渡段（12）和直筒段（13），且所述扩大段（11）的直径大于所述直筒段（13）的直径，所述三相分离部件（2）设置于所述扩大段（11）和所述过渡段（12）内，所述内管（3）设置于所述直筒段（13）内，所述气液分布器（4）设置于所述内管（3）的底部，其中，所述三相分离部件（2）包括沿周向形成的锥形挡板（21）和设置于该锥形挡板（21）上方的中空回转体（22），所述锥形挡板（21）上设置有通孔（25），所述通孔（25）到所述壳体（1）的纵向中心轴线的最小距离大于所述中空回转体（22）的内侧到所述壳体（1）的纵向中心轴线的最小距离，所述中空回转体（22）的上部为倒锥台形，下部为锥台形，所述三相分离部件（2）的四周与所述壳体（1）的内壁分离，并且对应于所述中空回转体（22）的壳体（1）的侧壁上设置有液体排出口（9）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓中活，戴立顺，牛传峰，刘涛，邵志才，董凯，施瑢，杨清河，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11