一种具有减冲元件的加氢反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有减冲元件的加氢反应器。本发明专利技术的固定床加氢反应器包括物料入口管、入口扩散器、反应器上封头、减冲均流盘、催化剂床层、催化剂支撑格栅、反应器筒体、反应器下封头、出口收集器、物料出口管和卸剂管。所述的减冲均流盘设置在反应器上封头闲置的空间内、或反应器筒体顶端、顶部分配盘的上方；所述的减冲均流盘设置若干个分配器，包括均流盘、降料管和连杆，均流盘与降料管通过连杆连接。本发明专利技术的加氢反应器，适用于油品的加氢精制或加氢裂化处理过程。

A Hydrogenation Reactor with Impulse Reducing Elements

【技术实现步骤摘要】
一种具有减冲元件的加氢反应器
本专利技术涉及一种具有减冲元件的加氢反应器，属于化工设备领域，尤其是适用于油品加氢精制或加氢裂化处理的加氢反应器。
技术介绍
近年来，随着经济的快速发展和环保意识的增强，对石化产品的质量和环保要求越来越高。作为生产清洁燃料的一种技术手段，加氢技术在炼油工业中的重要性和作用越来越大。在加氢装置中，同加氢催化剂技术和加氢工艺技术一样，加氢反应器技术是反应器系统的重要组成部分，三者构成反应器性能三因素。在加氢装置中，作为关键设备的加氢反应器，按一定比例混氢后的原料油借助加氢催化剂的作用，完成了精制和裂化等反应。加氢反应器内的加氢反应能否稳定操作，加氢催化剂能否充分地发挥其作用，产品质量是否能够达到优质，很大程度上取决于气液在催化剂床层中分布的均匀性。而气液在催化剂床层中的分布是否均匀，与加氢反应器内构件的设计有着密切的关系。换言之，内构件性能的好坏直接影响到催化剂寿命、产品质量和装置的运转周期，即在加氢过程中采用一套性能优良的内构件技术所得到的效果决不亚于换用一种活性更高的催化剂。因此国内外对加氢反应器及其内构件的研究和工程开发一直非常重视，不断更新其反应器内构件，以求取得更好的效果。工业装置生产实践表明，制约加氢工艺装置平稳运行的因素主要有两个，一个是由于物料分布不均匀导致的反应器径向温差较大，一个是反应器催化剂床层压力降升高过快，导致非正常停工。加氢反应器以反应器顶部中心位置进料，尽管设置了入口扩散器，物料输送的残余动能会产生强大的冲击力；中心位置进料的另一个流态特点是，物料在反应器封头空间的形成的流线为倾斜线，物料的动能及呈倾斜线的流态，将顶部分配器塔盘上的液层向反应器四周冲送，形成物料在顶部分配盘上的“推浪”现象，即，反应器分配盘自中心位置至边缘位置的液层高度呈递增式分布：中心位区域物料液层较小，甚至没有液层，而反应器边壁处物料液层高度最大，给依赖塔盘水平度的分配器带来不利的入口条件，即使性能最好的分配器，在不同高度的液层条件下，也无法实现均匀分配物料。随著加氢反应器规模越来越大，物料进入反应器后残余动能和势能转化形成的冲击力所产生的“推浪”现象越来越严重，导致物料分布存在严重的偏差。加氢过程为放热反应，物料分布不均匀会导致催化剂润湿效果好的部位反应程度剧烈，生成热量较多；即影响反应器的径向温差。当径向温差较大时，催化剂局部温度越高，反应速率越快，形成过热点，使这部分催化剂性能过早失活，损害催化剂的性能，甚至会导致催化剂部分区域的结焦、板结，物料无法正常流过，由于固定床加氢反应器为滴流床流态，导致板结区域下方的催化剂不能发挥作用，从而大大降低催化剂的使用寿命与装置的开工周期。局部板结还导致催化剂床层压力降的升高，为了继续运行不得不提高反应器的操作压力，造成能耗的升高。随着加氢反应器规模的日益扩大，产品精度要求日益提高，物料在催化剂床层上的均匀分配十分重要。由于加氢过程是放热反应，原料油在催化剂床层径向截面上分布不均匀，会导致反应程度不同而产生径向温差，甚至会出现局部过热，损害催化剂的性能，从而大大降低催化剂的使用周期。因此选用合理设计的加氢反应器十分必要。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供了一种具有减冲元件的加氢反应器。本专利技术的具有减冲元件的加氢反应器，包括物料入口管、入口扩散器、反应器上封头、减冲均流盘、催化剂床层、催化剂支撑格栅、反应器筒体、反应器下封头、出口收集器、物料出口管和卸剂管；所述的减冲均流盘设置在反应器上封头闲置的空间内、或反应器筒体的上端；所述的减冲均流盘包括塔盘和设置于塔盘上的若干个分配器，所述分配器包括均流盘、降料管和连杆，均流盘与降料管通过连杆连接。所述减冲均流盘具有减冲均流功能、而且分布效果好、体积小、安装精度要求低等特点。在某些实施例的情况下，本专利技术的加氢反应器还包括床层卸剂管、冷氢管、冷氢盘、喷射盘和床层间分配盘。即本专利技术的加氢反应器包括两个以上的催化剂床层。在更进一步优选的实施例的情况下，本专利技术的加氢反应器还包括顶部分配盘。进一步的，所述均流盘的最下沿与降料管的最上沿之间存在空间，所述空间构成气相物料的流动通道。进一步的，所述减冲均流盘的塔盘最外边沿设置向上翻折的折边，折边具有一定高度。所述塔盘可以分割为若干块小塔盘，若干块小塔盘可以通过支撑梁和塔盘连接件组装成整体塔盘。若干个分配器在塔盘上呈三角形、四边形、菱形或圆形布置。进一步的，所述的分配器通过降料管与塔盘固定连接，如可以采用焊接、螺栓连接、螺丝连接或卡扣连接，优选采用螺栓连接。本专利技术中，所述均流盘和降料管的数量相同或不同，优选相同。进一步的，所述均流盘的中心线与降料管的中心线重合或不重合，优选重合。进一步的，所述均流盘的主体为板状（或盘状）结构。均流盘通常为多边形结构，具体可以为圆盘形结构、三角盘形结构、菱形盘形结构、正方形盘形结构或梯形盘形结构，优选为圆盘形结构。进一步的，所述均流盘的最外边沿设置向上翻折的折边，折边具有一定高度，并设置具有一定高度的齿槽。所述齿槽的形状为三角形、四边形或圆弧形，优选为三角形。进一步的，所述的降料管为上下两端敞口的圆筒形结构。降料管的材质为金属材质，优选为钢材。所述降料管上开设一定数量的溢流孔，所述溢流孔中心线与塔盘上表面之间有一定高度。进一步的，减冲均流盘设置于反应器的上封头内，或者设置于反应器筒体上端；当设置于反应器筒体上端时，优选设置于反应器内顶部分配盘的上方。与现有技术相比，本专利技术的具有减冲元件的加氢反应器具有如下优点：1、本专利技术首次提出了在反应器内设置齿堰式减冲均流盘这种新型反应器内构件的构思。齿堰式减冲均流盘为新增设的加氢反应器内构件，其可以削减物料进入反应器时因残余动能形成的强大冲击力；消除因采用现有的中心进料方式导致的呈倾斜流态的物料对反应器内顶部分配盘上液层的“推浪”作用；消除液体物料自反应器入口坠落至顶部分配盘上由势能转化而来的冲击力；实现液体物料流体流态精细化调节；实现物料的初分配。所述齿堰式减冲均流盘还可以替代顶部分配盘的分配功能，可为顶部催化剂床层提供良好的入口条件。新增的减冲均流盘具有减冲均流功能、而且还具有分布效果好、体积小、安装精度要求低等特点。2、齿堰式减冲均流盘包括若干具有减冲功能的分配器，分配器上部的均流盘可以阻挡因采用中心进料方式形成的呈倾斜流态的喷射流体，消除流体自反应器入口坠落至顶部分配盘由势能转化而来的冲击力，失去动能的流体被阻挡后在重力作用下，由原来的倾斜流态转化为垂直流态，并实现自然坠落，消除了物料对分配盘上液层的“推浪”现象。流体坠落在塔盘上可以形成深度一致的液层，给分配器提供友好平稳均匀的入口条件，实现流体流态精细化调节及物料的初分配。设置数量适宜、具有减冲功能的齿堰式减冲均流盘，可替代现有的顶部分配盘，实现物料的均匀分配功能。3、本专利技术的加氢反应器中，所述的齿堰式减冲均流盘，通过设置均流盘及降料管实现液相分布。与传统的抽吸原理的泡帽分配器相比，液相分配的分散动力由气相抽吸改为利用势能，形成喷溅，从而减小压降。4、本专利技术的加氢反应器，所述的齿堰式减冲均流盘，通过在降料管管壁的合适位置设置适宜形状的溢流孔，保证塔盘上形成并存在一定合理深度的液层，降低由塔盘水平度偏差与液位波动带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有减冲元件的加氢反应器，包括物料入口管、入口扩散器、反应器上封头、减冲均流盘、催化剂床层、催化剂支撑格栅、反应器筒体、反应器下封头、出口收集器、物料出口管和卸剂管；其特征在于，所述反应器还包括减冲均流盘，所述减冲均流盘设置在反应器上封头闲置的空间内，或者设置于反应器筒体上端；所述的减冲均流盘包括塔盘和设置于塔盘上的若干个分配器，所述的分配器包括均流盘、降料管和连杆，均流盘与降料管通过连杆连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有减冲元件的加氢反应器，包括物料入口管、入口扩散器、反应器上封头、减冲均流盘、催化剂床层、催化剂支撑格栅、反应器筒体、反应器下封头、出口收集器、物料出口管和卸剂管；其特征在于，所述反应器还包括减冲均流盘，所述减冲均流盘设置在反应器上封头闲置的空间内，或者设置于反应器筒体上端；所述的减冲均流盘包括塔盘和设置于塔盘上的若干个分配器，所述的分配器包括均流盘、降料管和连杆，均流盘与降料管通过连杆连接。2.按照权利要求1所述的加氢反应器，其特征在于，所述加氢反应器还包括床层卸剂管、冷氢管、冷氢盘、喷射盘和床层间分配盘。3.按照权利要求2所述的加氢反应器，其特征在于，所述加氢反应器还包括顶部分配盘。4.按照权利要求1-3任一所述的加氢反应器，其特征在于，所述均流盘的最下沿与降料管的最上沿之间存在空间，所述空间构成气相物料的流动通道。5.按照权利要求4所述的固定床加氢反应器，其特征在于，所述塔盘的最外边沿设置向上翻折的折边。6.按照权利要求1-3任一所述的加氢反应器，其特征在于，所述的塔盘分割为若干块小塔盘，若干块小塔盘通过支撑梁和塔盘连接件组装成整体塔盘。7.按照权利要求1-3任一所述的加氢反应器，其特征在于，若干个分配器在塔盘上呈三角形、四边形、菱形或圆形布置。8.按照权利要求1-3任一所述的加氢反应器，其特征在于，所述的分配器通过降料管与塔盘固定连接。9.按照权利要求8所述的加氢反应器，其特征在于，所述的固定连接采用焊接、螺栓连接、螺丝连接或卡扣连接，优选螺栓连接。10.按照权利要求1-3任一所述的加氢反应器，其特征在于，所述均流盘的中心线与降料管的中心线重合或不重合，优选重合。11.按照权利要求4所述的加氢反应器，其特征在于，所述的均流盘为圆盘形结构、三角盘形结构、菱形盘形结构、正方形盘形结构或梯形盘形结构，优选为圆盘形结构。12...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璐瑶，彭德强，刘杰，
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大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11