均热式渣油悬浮床加氢反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种均热式渣油悬浮床加氢反应器，克服了现有技术反应器反应温度分布不均，在反应热点区域易发生结焦等不良反应，无法长期稳定运转的问题。本实用新型专利技术采用在反应器内部设置换热结构的办法，特别是将换热部分集中设置在反应热点区域，在保持平均反应温度的条件下，使反应器的温度分布均衡。本实用新型专利技术可以消除反应器中存在的反应热点区域，用于渣油悬浮床加氢反应时，即可以保持一定的转化率，又可以避免发生大量结焦，可以长期稳定运转。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
均热式渣油悬浮床加氢反应器1、
本技术涉及一种反应器，具体说是一种渣油悬浮床加氢反应器，具体地说涉及一种可以控制反应温度均衡的渣油悬浮床加氢反应器。2、
技术介绍
渣油悬浮床加氢工艺是一种高转化率的渣油加氢技术，采用下进料形式实现物料和催化剂(或/和添加剂)的悬浮状态反应。在实际反应中为了尽量减少缩合生成焦炭的附着基面，并迅速将焦炭的前身物带出，渣油悬浮床加氢反应器一般是空筒结构，器内不设置任何构件，如加拿大的Canmmet加氢裂化工艺和(HC)3技术、德国的VCC技术所述渣油悬浮床加氢工艺等技术，均采用空筒反应器。采用空筒反应器的设计思想是反应器可以容纳部分生成的焦炭，并且也易于排出反应过程生成的焦炭。但是由于渣油悬浮床加氢反应一般需要采用较高的操作温度，并且在反应过程中也存在放热反应，从而容易引起反应区内局部温度过高。而在温度过高的部分，极易发生缩合结焦反应，并且结焦反应对温度较为敏感并且反应速度很快，一旦温度超过其结焦临界温度，反应生成的焦炭很快将反应器堵塞，再改变其它操作条件也为时已晚。因此，在实际操作中，这类反应通常因为结焦而无法长期稳定运转。3、
技术实现思路
针对现有技术中渣油悬浮床加氢反应存在易于结焦的问题，本技术提出一种可以有效控制反应温度，进而控制结焦反应渣油悬浮床加氢反应器。经过大量研究发现，在渣油悬浮床加氢反应过程中，在轴向上的温度分布是不均匀的。如当采取下进料时，在反应器中下部形成一个温度最高点，而在-->温度最高点处是结焦反应的起源位置，并在结焦后迅速扩大至整反应器，因而有效控制反应温度不是控制反应器的平均操作温度，而是控制并降低局部热点温度。当热点温度得以有效降低并控制后，整个反应器的反应温度较为均衡，在平均反应温度不变的情况下，由于没有突出的热点，有效地避免了结焦的发生，同时整个反应器的反应效果不受影响。基于上述发现，本技术提出一种均热式渣油悬浮床加氢反应器，其结构如下：本技术所述的均热式反应器由反应器结构和内部换热结构组成。所述反应器结构包括外筒、外筒上下位置的反应物料进出口，以及内部的进料分布器等。所述的内部换热结构包括：换热管、换热物料进出口结构、以及换热管的支撑固定结构等，换热位置集中于反应热点区域。换热管的结构及换热物料出入口的设置可根据需要具体设计。如换热管可以直管或盘管等结构，换热物料可以设计为参加反应的部分物料，也可以非反应物料。换热管的入口设置在反应器外，通常设置在反应器的上部或顶部；换热管的出口可以设置在反应器外也可以设置在反应器内(根据换热物料类型和具体换热方案而定)。本技术装置通过换热的方式将反应过程中产生的热点降低或消除，在不牺牲平均反应温度的同时，达到的均衡反应温度的效果。这种效果对于渣油悬浮床加氢反应来说意义是重大的，一方面，保持原有的平均反应温度不影响总体反应效果，另一方面，由于热点的消失，消除了结焦反应发生的根源，使得操作可以长期稳定进行。4、附图说明图1是本技术一种均热式渣油悬浮床加氢反应器实际结构示意图，采用直管式换热管，以反应物料为换热物料，换热管入口在反应器外、出口在反应器内。-->图2是本技术另一种均热式渣油悬浮床加氢反应器实际结构示意图，采用直管式换热管，换热管入、出口均在反应器外。图3是本技术第三种均热式渣油悬浮床加氢反应器实际结构示意图，采和盘管式换热管，以反应物料为换热物料，换热管入口设在反应器外，换热管出口设在反应器内。图4是本技术第四种均热式渣油悬浮床加氢反应器实际结构示意图，采用盘管式换热管，换热管入、出口均设在反应器外。5、具体实施方式根据采用不同换热方式以及换热管内所加热的物料类别，本技术所述均热式反应器的基本构造形式如附图1～附图4所示。附图1～附图4只是表示本技术的几种基本构造，并不构成对本技术的任何限制。附图1采用垂直列管作为换热管13，以部分反应原料在反应区域全程预热方式吸收反应区域的过量反应热，这部分预热的反应原料直接在反应器中、下或底部与来自下进料喷嘴的高温原料油混合后，一起以上流方式通过换热管外的反应区。因此，该结构的反应器由外筒1、上进料分配器3、换热管13、上进料喷嘴11、换热管固定拉筋12、下进料分配器9和喷嘴10构成，上进料口2设在反应器顶部正中，下进料口8设在反应器底部正中，反应生成物出口4设在反应器顶部侧边。附图2也采用垂直列管作为换热管13，以部分反应原料或其它物料预热方式吸收反应区域的过量反应热，预热后的物料经上进料出口14引出。如果是预热部分反应原料，则该部分反应原料引出后与另一部分反应原料混合，一起经加热炉加热到反应温度，从下进料口8进入反应区域。因此附图2与附图1区别是无上进料喷嘴而有汇集管15和上进料出口14，垂直列管内预热后的物料汇集一起经上进料出口14引出。该结构可在反应器中上部设置局部换热列管，也可在整个反应区域设置全程换热列管。如可以在反应器内反应热点集中的位置-->设置局部换列管，此时换热物料进入口位置可以相应调整。附图3采用螺旋盘管作为换热管13，以部分反应原料在反应区域全程预热方式吸收反应区域的过量反应热，这部分预热后的反应原料直接引到反应器底部与来自下进料口的高温原料油混合，再通过喷嘴进入反应区域。附图3与附图1的区别是：上进料口2设在反应器上部侧边，反应生成物出口4设在反应器顶部正中，换热管13是一路螺旋盘管而非多路列管，无上进料分配器和喷嘴，换热管内预热后的物料与另一部分高温反应原料在反应器底部下进料分配器前混合而不是在分配器后混合。附图4也采用螺旋盘管作为换热管13，除因换热管形状差别形成相应的结构不同外，其余与附图2相同。下面结合附图1对本技术作详细说明：参见附图1，反应器外筒1上下两端为半球形，中段为圆柱形，高径比大于2，进料分配器3与外筒1的上进料口2相连接，分配器3按均匀分布的规则在周边和底部伸出数目与换热管13相同的弯管、斜管和直管与垂直列管(换热管)13相连接，换热管13至少三根，在反应筒内均匀分布，每根换热管下端连接一个喷嘴11，所有换热管的管径、壁厚和长度规格相同，内径在5毫米到500毫米之间，最好在20毫米到200毫米范围内，所有列管内截面积之和与反应器外筒的内截面积之比不大于0.5，具体数据根据换热负荷和传热效率确定。上进料喷嘴11与下进料喷嘴10之间距离为100毫米到400毫米之间。反应器按一定高度间隔，在同一平面上，在换热管之间及换热管与外筒内壁之间用拉筋12固定位置，每根换热管外壁在同一固定平面有3至4点与拉筋相连，拉筋厚度不大于换热管壁厚，并具有在反应器操作温度下抗冲击变形、断裂的强度。下进料分配器9由一块圆形平板和均匀分布其上的多个下进料喷嘴10构成，下进料分配器周边与反应器底部无隙连接，下进料分配器与下进料口8之间的距离为下进料口口径的1.5倍到4倍。上进料喷嘴与下进料喷嘴的规格相同，方向相反，其数量比例由上下进料流量的比例确定。-->按照上述结构，附图1所示的反应器内部分为进料分配室、进料混合区和物料换热反应区。其中上进料分配室在上进料分配器3内，下进料分配室7在下进料分配器9下，进料混合区6在上下进料喷嘴11和10之间，上进料喷嘴11以上的反应器内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均热式渣油悬浮床加氢反应器，包括反应器结构，其特征在于在反应器有内部换热结构，所述内部换热结构包括换热管、换热物料进出口结构、以及换热管的支撑固定结构。

【技术特征摘要】
1、一种均热式渣油悬浮床加氢反应器，包括反应器结构，其特征在于在反应器有内部换热结构，所述内部换热结构包括换热管、换热物料进出口结构、以及换热管的支撑固定结构。2、按照权利要求1所述的均热式渣油悬浮床加氢反应器，其特征在于所述的反应器结构包括外筒、外筒上下位置的反应物料进出口，以及内部的进料分布器。3、按照权利要求1所述的均热式渣油悬浮床加氢反应器，其特征在于所述的换热管的结构为直管或盘管，换热管入口设置在反应器外，换热管出口设置在反应器外或反应器内。4、按照权利要求3所述的均热式渣油悬浮床加氢反应器，其特征在于所述的换热管的入口设置在反应器的上部或顶部。5、按照权利要求3所述的均热式渣油悬浮床加氢反应器，其特征在于所述的换热管为垂直列管结构，换热管出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭派，韩保平，吴长安，佟新，冷东，王军，张彦杰，
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抚顺石油化工研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]