一种径向移动床反应系统技术方案

本公开涉及一种径向移动床反应系统。该系统提高了催化剂装填区的温度分布均匀性，有助于催化反应进行，并能够有效防止催化剂的非正常流动和死区；且该系统能够使进入反应器的反应原料均匀分布，有效避免反应原料短路。

【技术实现步骤摘要】
一种径向移动床反应系统
本公开涉及石油化工领域，具体地，涉及一种径向移动床反应系统。
技术介绍
移动床是石油化工领域中常用的一种反应器型式。在移动床内，固体颗粒缓慢移动并与气体或液体相接触。按照固体和流体的相对运动方向，移动床反应器包括逆流式、并流式和错流式。其中，径向移动床是实现低压降、高通量的较优选择。现有的径向移动床通常应用于连续重整、异构化、低碳烃转化及水处理等领域。径向移动床在工业应用过程中的主要问题是流体分布不均、催化剂流动不畅、存在流动死区等。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种径向移动床反应系统和方法，该装置和方法能够使得反应器内的流体轴向分布均匀、消除流动死区。为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种径向移动床反应系统，所述反应系统包括反应器筒体和料斗，所述料斗一体设置于所述反应器筒体的上部；所述反应器筒体内设有沿反应器轴向延伸的催化剂装填区，所述催化剂装填区的径向截面为环形；所述催化剂装填区将所述反应器筒体内分隔为第一流道和第二流道，所述第一流道和所述第二流道仅通过所述催化剂装填区流体连通；所述催化剂装填区仅通过催化剂进料器与所述料斗的底部开口连通，所述催化剂装填区的底部设有催化剂出料口，所述催化剂进料器全部位于所述反应器筒体内。可选地，所述料斗形成为顶部具有催化剂入口的圆柱形筒体，所述圆柱形筒体的外壁与所述反应器筒体的顶部密封连接，以使至少部分所述圆柱形筒体位于所述反应器筒体内。可选地，所述催化剂进料器包括一个或多个进料管，多个所述进料管的出口端在所述催化剂装填区的顶端周向间隔分布；所述催化剂进料器的轴向长度与所述催化剂装填区的轴向长度之比为1：(0.5～20)。可选地，所述催化剂装填区的外侧壁与一部分所述反应器筒体内壁之间形成为所述第一流道，所述催化剂装填区的内侧壁与另一部分所述反应器筒体内壁之间形成为所述第二流道；所述反应器筒体上设有第一开口和第二开口；所述第一开口与所述第一流道流体连通，所述第二开口与所述第二流道流体连通；所述第一开口高于所述催化剂装填区，所述第二开口不高于所述催化剂装填区；或者，所述第二开口高于所述催化剂装填区，所述第一开口不高于所述催化剂装填区。可选地，所述料斗、所述催化剂装填区与所述反应器筒体同轴设置；所述催化剂装填区的顶端设有环形盖板；所述催化剂进料器的底端开口穿过所述环形盖板以与所述催化剂装填区连通；所述催化剂装填区的内侧壁形成为中心筒，中心筒顶端开口、底端封闭，所述中心筒的外侧设有多孔套筒或扇形筒模块，以形成为所述催化剂装填区的外侧壁。可选地，所述反应器筒体由上至下依次包括锥形筒段、柱形筒段和倒锥形筒段，所述料斗的底端与所述锥形筒段的顶端密封连接；所述第二开口位于所述锥形筒段，所述第一开口位于所述柱形筒段的上部或下部；所述催化剂出料口设置于所述倒锥形筒段的底部；所述中心筒的底部设有催化剂导流组件，所述催化剂导流组件包括导流筒；所述导流筒与所述中心筒同轴设置，所述导流筒为倒锥形筒状，该倒锥形筒状的锥底对准所述催化剂出料口；所述倒锥形筒段与所述导流筒之间的空隙形成为催化剂下料区，所述催化剂下料区与所述催化剂装填区底部连通。可选地，所述导流筒的锥底封闭，所述催化剂出料口设有密封气入口，以由下至上向所述催化剂出料口内喷入密封气；或者，所述导流筒的锥底具有开口，所述导流筒内部设有密封气入口，以由上至下向所述催化剂出料口喷射密封气。可选地，所述反应器筒体内沿轴向设有中心筒，所述中心筒的筒壁分布有开孔，所述中心筒顶端封闭、底端形成贯穿所述反应器筒体的所述第二开口，以在所述中心筒的内部形成所述第二流道；所述中心筒的外侧套设有多孔套筒或扇形筒模块，以在所述多孔套筒与所述中心筒之间或所述扇形筒模块与所述中心筒之间形成所述催化剂装填区，并在所述催化剂装填区的外壁与一部分所述反应器筒体内壁之间形成所述第一流道；所述催化剂装填区的顶端封闭、底端设有多个催化剂出料口；所述反应器筒体由上至下依次包括锥形筒段、柱形筒段和下封头，所述料斗的底端与所述锥形筒段的顶端密封连接，所述催化剂出料口位于所述下封头上。可选地，所述扇形筒模块包括多个径向截面为扇形的扇形筒，所述扇形筒上下贯通且径向截面为扇形，所述扇形筒的内弧形壁设有开孔；所述扇形筒绕反应器轴向中心对称分布，所述第一流道包括所述扇形筒的筒内空间。可选地，所述催化剂装填区的外侧壁的上端和下端其中之一固定、另一端为自由端；所述催化剂装填区的内侧壁的上端和下端其中之一固定，另一端为自由端；所述外侧壁和所述内侧壁不设置膨胀节；优选地，所述多孔套筒的顶端与所述反应器筒体固定连接、底端为自由端；所述中心筒的底端通过加强筋连接在所述反应器筒体上、顶端为自由端。本公开的径向移动床反应系统具有与反应器筒体一体设置的料斗，且料斗通过位于反应器筒体内的催化剂进料管与反应器筒体内的催化剂装填区连通，使得催化剂等固体物料能够在反应器筒体内预热后再进入装填区，并沿轴向向下移动，提高了催化剂装填区的温度分布均匀性，有助于催化反应进行；另外，本公开的反应器能够使得反应原料均匀分布，有效避免反应原料短路，使得流体流动近平推流且固体流动顺畅、无死区。本公开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公开的进一步理解，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公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是本公开的径向移动床反应系统的一种具体实施方式的结构示意图。图2是本公开的径向移动床反应系统的另一种具体实施方式的结构示意图。图3是本公开的径向移动床反应系统的第三种具体实施方式的结构示意图。图4是本公开的径向移动床反应系统的第四种具体实施方式的结构示意图。附图标记说明1-反应器2-料斗3-第一开口4-第二开口5-催化剂入口6-催化剂出料口7-进料分布器8-第一流道9-第二流道10-催化剂装填区11-催化剂下料区12-反应器筒体13-多孔套筒14-中心筒15-进料管16-导流筒17-倒锥形筒段18-固体物料(催化剂)具体实施方式以下结合附图对本公开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公开，并不用于限制本公开。在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下，具体可参考图1的图面方向。“内、外”是针对装置本身的轮廓而言的。催化剂装填区内流动的物料不限于固体催化剂，还可以或替换为固体吸附剂、固体吸收剂等与反应器内的流体物料反应和/或接触的固体物料，下文所述的“催化剂”或“固体催化剂”可指代上述的固体物料。如图1所示，本公开第一方面提供一种径向移动床反应系统，反应系统包括反应器筒体和料斗2，料斗一体设置于反应器筒体12的上部；反应器筒体12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径向移动床反应系统，其特征在于，所述反应系统包括反应器筒体(12)和料斗(2)，所述料斗(2)一体设置于所述反应器筒体(12)的上部；所述反应器筒体内设有沿反应器轴向延伸的催化剂装填区(10)，所述催化剂装填区(10)的径向截面为环形；所述催化剂装填区(10)将所述反应器筒体内分隔为第一流道(8)和第二流道(9)，所述第一流道和所述第二流道仅通过所述催化剂装填区流体连通；所述催化剂装填区(10)仅通过催化剂进料器与所述料斗(2)的底部开口连通，所述催化剂装填区(10)的底部设有催化剂出料口(6)，所述催化剂进料器全部位于所述反应器筒体(12)内。/n

【技术特征摘要】
1.一种径向移动床反应系统，其特征在于，所述反应系统包括反应器筒体(12)和料斗(2)，所述料斗(2)一体设置于所述反应器筒体(12)的上部；所述反应器筒体内设有沿反应器轴向延伸的催化剂装填区(10)，所述催化剂装填区(10)的径向截面为环形；所述催化剂装填区(10)将所述反应器筒体内分隔为第一流道(8)和第二流道(9)，所述第一流道和所述第二流道仅通过所述催化剂装填区流体连通；所述催化剂装填区(10)仅通过催化剂进料器与所述料斗(2)的底部开口连通，所述催化剂装填区(10)的底部设有催化剂出料口(6)，所述催化剂进料器全部位于所述反应器筒体(12)内。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述料斗(2)形成为顶部具有催化剂入口(5)的圆柱形筒体，所述圆柱形筒体的外壁与所述反应器筒体(12)的顶部密封连接，以使至少部分所述圆柱形筒体位于所述反应器筒体内。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述催化剂进料器包括一个或多个进料管(15)，多个所述进料管的出口端在所述催化剂装填区(10)的顶端周向等间隔分布；所述催化剂进料器的轴向长度与所述催化剂装填区(10)的轴向长度之比为1：(0.5～20)。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述催化剂装填区(10)的外侧壁与一部分所述反应器筒体内壁之间形成为所述第一流道(8)，所述催化剂装填区(10)的内侧壁与另一部分所述反应器筒体内壁之间形成为所述第二流道(9)；所述反应器筒体(12)上设有第一开口(3)和第二开口(4)；所述第一开口(3)与所述第一流道(8)流体连通，所述第二开口(4)与所述第二流道(9)流体连通；所述第一开口(3)高于所述催化剂装填区(10)，所述第二开口(4)不高于所述催化剂装填区(10)；或者，所述第二开口(4)高于所述催化剂装填区(10)，所述第一开口(3)不高于所述催化剂装填区(10)。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述料斗(2)、所述催化剂装填区(10)与所述反应器筒体(12)同轴设置；所述催化剂装填区(10)的顶端设有环形盖板；所述催化剂进料器的底端开口穿过所述环形盖板以与所述催化剂装填区连通；所述催化剂装填区(10)的内侧壁形成为中心筒(14)，中心筒(14)顶端开口、底端封闭，所述中心筒(14)的外侧设有多孔套筒(13)或扇形筒模块，以形成为所述催化剂装填区(10)的外侧壁。


6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述反应器筒体(12)由上至下依次包括锥形筒段、柱形筒段和倒锥形筒段(17)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉新，袁忠勋，高丽萍，李啸东，许伟，司马坚，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11