提升管反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种提升管反应器，该反应器的提升管内壁设置有抗滑落内构件，所述抗滑落内构件包括沿提升管内壁周向设置的凸棱，且该凸棱在提升管高度方向为至少一个。通过该结构设计，将本发明专利技术的提升管反应器用于反应时，可以避免固体颗粒沿边壁的滑落，避免在提升管截面上固体颗粒的浓度分布中间稀、边壁附近浓度高的环核现象，在提升管内实现平推流，使固体颗粒浓度和停留时间趋于一致，有利于提升管反应器内反应的进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种提升管反应器，具体是关于一种通过设置抗滑落内构件以消除反应中固体颗粒沿提升管径向在边壁浓、中间稀的“环核”结构现象的提升管反应器。
技术介绍
提升管反应器是炼油化工过程最重要的工艺之一——尤其是催化裂化过程的核心部件。传统的提升管反应器通常具有圆筒状的提升管，其工作过程为：预提升蒸汽和再生器过来的催化剂从提升管的下部进入，由预提升蒸汽驱动向上运动，通过进料段喷入雾化的原料油，原料油气化后与催化剂一起向上流动，进入主反应区。经过一段距离后，喷射进料产生的涡旋基本消失，但由于壁面效应产生的边界层，使壁面附近的气速降低，直至壁面上气速为零。只有当气速大于催化剂固体颗粒的终端沉降速度时，催化剂才能向上运动；当壁面附近气速小于催化剂固体颗粒在重力场中的终端沉降速度时，该处固体颗粒因没有足够的推动力而向下滑落，边壁处的固体颗粒的浓度变大，中心部位的固体颗粒向外补充流动，从而形成固体颗粒沿提升管直径方向在边壁浓、在中间稀的“环核”结构。此时固体颗粒浓度沿径向的分布是中间小，边壁大，浓度差可以达到4-5倍。在边壁附近固体颗粒及其夹带的油气停留时间变长，此处的反应物会过度反应(例如过度裂化)，从而对反应的目标产物的收率有不利影响。目前对这一现象业界正在积极寻找解决办法，例如在提升管预提升段加渐缩或渐扩结构，但这种结构只能在所述预提升段的附近起一定作用，-->有的即使在这一段也没有明显作用。还有的提出了下行式的提升管，在这种提升管中，物流的运动方向与重力的方向一致，所以这种提升管可以比较有效地解决催化剂的滑落问题，产生较为均匀的平推流，但是从环核结构产生的机理而言，下行式的提升管也不能完全消除环核结构，并且，下行式提升管的工业应用的困难很大，原因在于它与整个催化装置的反-再系统的设计和布置是不相适应的，若要进行工业应用，需要对装置实施较大改动，投资巨大，并且更换之后还会引起一系列的其它问题，工厂已有操作程序和操作经验有些不再适用，新的操作程序和操作经验的建立需要很长时间和较大的成本。目前国内外尚无有效的解决提升管中固体颗粒沿提升管直径上在边壁浓、在中间稀的“环核”结构分布现象的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题主要是针对现有的提升管反应器用于反应时固体颗粒沿提升管边壁的滑落从而导致该固体颗粒沿提升管径向出现中间稀边壁浓的“环核”分布现象，提供一种能够抗滑落的提升管反应器，以基本消除反应中固体颗粒沿提升管边壁的滑落，避免“环核”分布现象产生。为解决上述问题，本专利技术提供了一种提升管反应器，该反应器的提升管内壁设置有抗滑落内构件，所述抗滑落内构件包括沿提升管内壁周向设置的凸棱，且该凸棱在提升管高度方向为至少一个。这里所述的“凸棱”是指在提升管内壁沿周向形成，并向内凸出具有一定厚度的凸起结构，同时该凸棱沿提升管轴线的高度方向(纵向)还具有一定高度。应用本专利技术的提升管反应器实现各种催化反应，通过在提升管内设置这种内构件，当反应物流在提升管内流动时，靠近提升管内壁边界的物流-->在运动过程中将受到抗滑落内构件的作用而被推向离边壁较远、气速较高的靠近提升管中心的区域，而固体颗粒也会被高速气流携带加快运动，降低了壁面附近固体颗粒的浓度，提高了固体颗粒(例如催化剂)在反应物流中的分散度，从而，可有效消除反应中固体颗粒沿提升管边壁的滑落，避免固体颗粒沿提升管直径产生中间稀、边壁浓的“环核”分布，从而在提升管中产生较为均匀的平推流结构。由于具有显著的“抗滑落”效果，本专利技术中的提升管也称为“抗滑落提升管”。所以，对于所述抗滑落内构件的设置，应能对反应物流产生有效的阻挡和导流作用，具体地说，本专利技术中的所述凸棱可为至少一段且长度小于提升管内壁周长，或者所述凸棱沿提升管内壁周向设置形成封闭环；或者，所述凸棱也可沿提升管内壁周向设置形成螺旋体。本专利技术的提升管反应器中，所述抗滑落内构件可以为沿提升管内壁周向设置的由多段凸棱断续排列而成的不封闭的环或螺旋体。本专利技术中所述凸棱要求有一定的径向厚度和轴向高度，在其高度方向(该高度方向通常与提升管高度方向一致)的截面形状(该截面形状是指在凸棱任意部位实施垂直剖开看到的形状)可以基本上为梯形、矩形、三角形、楔形、多边形、弧形或不规则形状。例如，弧形是指该截面形状凸出提升管内壁的那部分的外形轮廓为具有一定弧度的曲线，其与提升管内壁间围成的面积，可以是圆或椭圆的一部分。作为本专利技术的优选实施方案，所述凸棱沿提升管轴向的截面形状基本上可为梯形、矩形或三角形，或者是半圆形、半椭圆形。根据本专利技术的设计，构成抗滑落内构件的凸棱沿提升管高度方向可以设置一个或多个，优选的设置为至少二个，上下相邻的二个凸棱间最小间距为提升管内径的0-30倍。即，上下相邻二个凸棱可以连续排列(间距基本为0)，也可以以一定间隔排列，可以是等间隔或不等间隔排列。例如，该抗滑落内构件可以是连续或间隔排列的多个封闭环(每个凸棱都封闭成-->环)；也可以是多个在提升管内壁沿周向呈一定弧度的凸棱，这些凸棱在提升管高度方向分层顺序排列或交错排列，上下层间同样可以是连续排列或间隔排列，每层可以只设一个凸棱，也可以分布多个凸棱。当凸棱为螺旋体设置时，可以是一个完整设置，也可以是一个以上螺旋体的间断设置(在提升管高度方向上每隔一段距离设置一个螺旋体)。每个螺旋体可以是由一整条凸棱构成，也可以是由多条凸棱断续排列而成，而每个螺旋体中的各环间也可以设置成提升管内径的0-30倍间距。可以理解，当所述上下相邻的二个凸棱间的间距为0时，是指所述凸棱在提升管高度方向上连续布置，这种情况下，所述凸棱的截面形状最好应避免矩形(这种情况下，如果所述凸棱的截面形状为矩形，各凸棱将组合成一具有平滑内壁的长筒状，相当于加厚了提升管的壁厚，并无法达到“凸棱”的效果)。所述凸棱高度可以设置成靠近提升管内壁处大于远离提升管内壁处。当所述凸棱在沿提升管高度方向间隔设置时，上下相邻两个凸棱之间的间距可视提升管直径、长度及流化床的特性而定，根据本专利技术的更优选的具体实施方案，所述上下相邻的二个凸棱间的间距可以为提升管内径的0-30倍，优选为提升管内径的1-3倍。各凸棱沿提升管高度方向的设置也可以呈不规则分布，即，上下相邻的凸棱之间的间距或各段凸棱之间的距离可以不相等，具体可根据实际需要而定。根据本专利技术的具体实施方案，所述凸棱沿提升管径向的设置厚度可以为提升管内径的0.001-0.35倍，优选可以为提升管内径的0.01-0.2倍。该厚度设计应显著大于反应中的边界层的厚度，以利于将流经该凸棱(抗滑落内构件)的物流被有效推出边界层而进入离边壁较远的区域，达到优良的“抗滑落”效果。所述凸棱沿提升管轴线方向的最大高度可以为提升管内径的0.001-20倍，优选可以为0.1-5倍。所述凸棱可以是其截面形状绕提升管轴线、沿提升管内壁规则或不规-->则旋转而成的旋转体螺旋状盘设而成的一段或多段。调整旋转方向，旋转体中的每圈凸棱可以与提升管轴线基本垂直设置，也可与提升管轴线倾斜一定角度设置。本专利技术的提升管反应器中，提升管内壁还可设置有衬里，此时所述凸棱可在该衬里的预制时被成型而成。所述抗滑落内构件的凸棱在具体制作时，可以是由耐磨衬里、或耐磨衬里和龟甲网成型而成，也可由耐磨衬里和龟甲网加钢结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升管反应器，其特征在于，该反应器的提升管内壁设置有抗滑落内构件，所述抗滑落内构件包括沿提升管内壁周向设置的凸棱，且该凸棱在提升管高度方向为至少一个。

【技术特征摘要】
1、一种提升管反应器，其特征在于，该反应器的提升管内壁设置有抗滑落内构件，所述抗滑落内构件包括沿提升管内壁周向设置的凸棱，且该凸棱在提升管高度方向为至少一个。2、根据权利要求1所述的提升管反应器，其中，所述凸棱为至少一段且长度小于提升管内壁周长，或者所述凸棱沿提升管内壁周向设置形成封闭环。3、根据权利要求1所述的提升管反应器，其中，所述凸棱沿提升管内壁周向设置形成螺旋体。4、根据权利要求1所述的提升管反应器，其中，所述抗滑落内构件为沿提升管内壁周向设置的由多段凸棱断续排列而成的不封闭的环或螺旋体。5、根据权利要求1所述的提升管反应器，其中，所述凸棱在提升管高度方向的截面形状基本上为梯形、矩形、三角形、楔形、多边形、弧形或不规则形状。6、根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛羽，高金森，徐春明，王娟，王刚，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]