多段固定床反应器的段间进料结构、多段固定床反应器及其应用制造技术

多段固定床反应器的段间进料结构、多段固定床反应器及其应用，所述的多段固定床反应器的段间结构由上至下包括支撑上段催化剂床层的上层筛板(5)和上层筋板(6)、段间进料分布器(7)、物料收集板(8)、强化混合箱体(11)、下层分布板(9)和固定及支撑段间进料结构的下层筋板(10)，所述的段间进料分布器设置有伸出反应器壁的段间进料入口(2)，所述的段间进料分布器(7)上设置有开孔；所述的强化混合箱体(11)为上下表面设有引流孔道的箱体结构。本发明专利技术提供的段间进料结构、多段固定床反应器及其应用方法可提高原料预混合分配性能，提高烷基化目标产物的选择性，降低产品分馏成本，大幅提高装置操作运行的经济效益。

Feed structure between stages, fixed bed reactor and its application

【技术实现步骤摘要】
多段固定床反应器的段间进料结构、多段固定床反应器及其应用
本专利技术涉及一种化工领域的反应器内构件和反应器结构，更具体地说，涉及一种多段式固定床反应器段间进料结构、多段固定床反应器及应用方法。
技术介绍
目前，炼油工业的最主要任务之一是提供运输燃料，汽油作为一种重要的运输燃料，被广泛的应用于交通运输等行业中。随着汽油消耗量的增加和环保标准的日益严格，围绕着如何解决汽油清洁化生产的问题成为研究和讨论的热点。在强酸的作用下，以异构烷烃(主要是异丁烷)和烯烃(C3～C5烯烃)为原料生成烷基化油的技术为汽油的清洁化生产提供了可能。烷基化油具有较高的辛烷值和较低的蒸汽压，主要由饱和烃组成，且不含硫、氮、烯烃和芳烃等物质，因而被称为清洁化汽油，是航空汽油和车用汽油理想的调和组分。烷基化技术按催化剂形式可以分为液体酸烷基化和固体酸烷基化。目前，世界范围内约90％的烷基化产能是由液体酸烷基化技术(硫酸法和氢氟酸法)提供的，虽然液体酸烷基化技术比较成熟，且具有较好的反应选择性，但是也存在很多问题，比如液体酸烷基化过程都存在设备腐蚀严重的问题。除此之外，对于硫酸法而言，其过程耗酸量巨大，大量的废酸在运输和处理上都存在一定的安全隐患，对于氢氟酸法而言，由于氢氟酸具有较强的腐蚀性和毒性，而且容易挥发，会对人体造成很大的伤害。因此，与之对比，采用固体酸作为催化剂，不仅不会对环境造成污染，而且不存在设备腐蚀的问题，可以视为一种绿色的烷基化工艺技术，具有很好的发展前景。但是在固体酸烷基化过程中，由于固体酸催化剂容易失活，为了保持一定的反应活性周期，需要在较大的烷烯比条件下操作，因此，开发一种能够段间进料的多段固定床反应器技术，对于降低操作能耗，提高固体酸烷基化技术的经济性具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一是提供一种多段固定床反应器的段间进料结构及多段固定床反应器。本专利技术要解决的技术问题之二是提供一种多段固定床反应器的应用方法。本专利技术要解决的技术问题之三是提供一种固体酸烷基化反应方法。本专利技术提供的多段固定床反应器的段间进料结构，由上至下包括支撑上段催化剂床层的上层筛板5和上层筋板6、段间进料分布器7、物料收集板8、强化混合箱体11、下层分布板9和固定及支撑段间进料结构的下层筋板10，所述的段间进料分布器设置有伸出反应器壁的段间进料入口2，所述的段间进料分布器7上设置有开孔；所述的强化混合箱体11为上下表面设有引流孔道的箱体结构。本专利技术提供的多段固定床反应器，包括至少两段催化剂床层，相邻两段催化剂床层之间设置上述的多段固定床反应器的段间进料结构。本专利技术提供的多段固定床反应器的应用方法，采用上述的多段固定床反应器，液态原料经段间原料入口进入反应器，经段间进料结构中分布器的开孔喷入来自上游的主流体中，经物料收集板进入强化混合箱体进一步混合均匀，向下经物料初级分布板、下层分布板与下游的催化剂床层接触发生反应，反应物流排出该段催化剂床层，并在下一催化剂床层段间重复上述步骤，与新鲜原料混合后进入下一段催化剂床层继续参与反应，或者排出反应器，得到反应后物流。一种固体酸烷基化反应方法，采用上述的多段固定床反应器，液态烷基化原料经段间原料入口进入反应器，经段间进料结构中分布器的开孔喷入来自上游的主流体中，经物料收集板进入强化混合箱进一步混合均匀，向下经物料初级分布板、下层分布板与下游的固体酸催化剂床层接触发生反应，反应物流排出该段催化剂床层，并在下一段间重复上述步骤，与新鲜烷基化原料混合后进入下一段固体酸催化剂床层继续参与反应，或者排出反应器，得到反应后物流，反应后物流部分作为产品进行分馏处理，其余经循环泵增压后与新鲜烷基化原料混合均匀后继续参与反应。本专利技术提供的多段固定床反应器进料结构、多段固定床反应器及应用方法的有益效果为：本专利技术提供的段间进料结构形式的多段进料固定床反应器进行固体酸烷基化反应，提高原料混合分配性能，提升了催化剂的利用效率，提高了烷基化目标产物的选择性，降低了产品分馏成本，大幅提高了装置操作运行的经济效益。附图说明图1为本专利技术提供的多段固定床反应器的段间进料结构的示意图；图2为段间进料分布器的一种实施方式俯视图；图3为段间进料分布器的另一种实施方式俯视图；图4a、4b、4c为段间进料分布器的管道开孔形式示意图；图5为强化混合箱体的结构示意图；图6为强化混合箱体中旋转导流板的安装形式示意图；图7为多段进料固体酸烷基化固定床反应器示意图。其中：1-上游主流体；2-段间进料入口；3-混合后流体；4-反应器器壁；5-上层筛板；6-上层筋板；7-段间进料分布器；8-物料收集板；9-下层分布板；10-下层筋板；11-强化混合箱体；12-物料初级分布板；13-外筒体；14-下盖板；15-旋转导流板；16-内部节流筒体；17-上盖板及引流孔道；18-内部节流筒体下部节流孔道；19-竖置折流板；20、21-横置折流板；25-新鲜烯烃进料；26-段间进料结构；27-新鲜料进料管线；28-反应排出物料；29-反应循环物料；30-进料泵；31-多段进料式固定床反应器；32-物料循环泵；71段间进料分布器上的开孔。具体实施方式以下详细说明本专利技术提供的多段式固定床反应器段间进料结构及其作为固体酸烷基化反应设备的具体实施方式。本专利技术提供的多段固定床反应器的段间进料结构，由上至下包括支撑上段催化剂床层的上层筛板5和上层筋板6、段间进料分布器7、物料收集板8、强化混合箱体11、下层分布板9和固定及支撑段间进料结构的下层筋板10，所述的段间进料分布器设置有伸出反应器壁的段间进料入口2，所述的段间进料分布器7上设置有开孔；所述的强化混合箱体(11)为上下表面设有引流孔道的箱体结构。优选地，所述的段间分布器上开孔的总面积与反应器横截面积的比值在0.0005-0.005之间、更优选所述的段间分布器上开孔的总面积与反应器横截面积的比值在0.0008-0.004之间。优选地，所述段间进料分布器上所述的开孔的轴向与水平方向的夹角为0-45度，更优选0-30度。优选地，所述的强化混合箱体11由顶盖板17、外筒体13和底盖板14围成，所述的外筒体内设有内部节流筒体16，所述的内部节流筒体顶部与顶盖板相接，下部设有节流孔道18，所述的外筒体与所述的内部节流筒体之间的环形空间内设有旋转导流板15，所述的内部节流筒体内设有折流板组件；其中顶盖板的处于外筒体和内部节流筒体之间的圆环型区域内开有引流孔道；底盖板处于内部节流筒体内的圆形区域上开有引流孔道。优选地，所述的物料收集板8与所述的顶盖板为组装为一体的板式结构，且在顶盖板处于外筒体和内部节流筒体之间的圆环型区域内开有物料引流孔道，开孔率为2～20％。优选地，所述的强化混合箱体11和下层分布板9之间设有物料初级分布板12，所述的物料初级分布板为开通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多段固定床反应器的段间进料结构，其特征在于，由上至下包括支撑上段催化剂床层的上层筛板(5)和上层筋板(6)、段间进料分布器(7)、物料收集板(8)、强化混合箱体(11)、下层分布板(9)和固定及支撑段间进料结构的下层筋板(10)，所述的段间进料分布器设置有伸出反应器壁的段间进料入口(2)，所述的段间进料分布器(7)上设置有开孔；所述的强化混合箱体(11)为上下表面设有引流孔道的箱体结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种多段固定床反应器的段间进料结构，其特征在于，由上至下包括支撑上段催化剂床层的上层筛板(5)和上层筋板(6)、段间进料分布器(7)、物料收集板(8)、强化混合箱体(11)、下层分布板(9)和固定及支撑段间进料结构的下层筋板(10)，所述的段间进料分布器设置有伸出反应器壁的段间进料入口(2)，所述的段间进料分布器(7)上设置有开孔；所述的强化混合箱体(11)为上下表面设有引流孔道的箱体结构。


2.按照权利要求1所述的多段固定床反应器的段间进料结构，其特征在于，所述的段间进料分布器上开孔的总面积与反应器横截面积的比值在0.0005-0.005之间，优选0.0008-0.004之间。


3.按照权利要求1所述的多段固定床反应器的段间进料结构，其特征在于，所述段间进料分布器(7)上所述的开孔的轴向与水平方向的夹角为0-45度，优选0-30度。


4.按照权利要求1所述的多段固定床反应器的段间进料结构，其特征在于，所述的强化混合箱体(11)由顶盖板(17)、外筒体(13)和底盖板(14)围成，所述的外筒体内设有内部节流筒体(16)，所述的内部节流筒体顶部与顶盖板相接，下部设有节流孔道(18)，所述的外筒体与所述的内部节流筒体之间的环形空间内设有旋转导流板(15)，所述的内部节流筒体内设有折流板组件；其中顶盖板的处于外筒体和内部节流筒体之间的圆环型区域内开有引流孔道；底盖板处于内部节流筒体内的圆形区域上开有引流孔道。


5.按照权利要求4所述的多段固定床反应器的段间进料结构，其特征在于，所述的物料收集板(8)与所述的顶盖板为组装为一体的板式结构，且物料收集板和顶盖板在处于外筒体和内部节流筒体之间的圆环型区域内开有引流孔道，开孔率为2～20％。


6.按照权利要求1-5中任一种所述的多段固定床反应器的段间进料结构，其特征在于，所述的强化混合箱体(11)和下层分布板(9)之间设有物料初级分布板(12)，所述的物料初级分布板(12)为开通孔的圆形板，通孔直径为5～25mm，开孔率为2～30％。


7.按照权利要求1所述的多段固定床反应器的段间进料结构，其特征在于，所述的上层筋板(6)和所述的下层筋板(10)采用固定连接方式安装在反应器壁上，所述的上层筛板(5)固定安装在所述的上层筋板(6)上，所述的下层分布板(9)固定安装在所述的下层筋板(10)上，所述的物料收集板(8)以固定连接方式安装在反应器壁上。


8.按照权利要求1所述的多段固定床反应器的段间进料结构，其特征在于，所述的上层筛板和所述的下层分布板均为金属筛网板或金属格栅板。


9.按照权利要求4所述的多段固定床反应器的段间进料结构，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡立峰，朱振兴，毛俊义，唐晓津，赵志海，李永祥，
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