用于流化床的挡板制造技术

本发明专利技术涉及用于流化床反应器的反应区内设有挡板构件B j（1），该挡板构件（1）层数在每种情况下独立地为m，m为在1~10之间变化的值；相邻两个所述挡板构件Bj（1）之间的距离为Hj，除H1之外的其余各个Hj独立地为流化床反应区直径D的0.2~1倍，其中j=1~m；所述挡板构件Bj（1）包含多个肋板（7），肋板（7）的排布为辐射状（A）、螺旋状（B1

【技术实现步骤摘要】
用于流化床的挡板


[0001]本专利技术涉及一种在流化床中使用的挡板，以及利用包含该挡板的流化床。

技术介绍

[0002]低碳烯烃，特别是乙烯和丙烯，是重要的基础化工原料，其需求量在不断增加。目前，由含氧化合物通过流化床反应器转化制烯烃的工艺，特别是由甲醇通过流化床反应器转化制烯烃(MTO)的工艺受到越来越多的重视。
[0003]MTO工艺中，流化床反应器的操作条件，包括温度、压力、重量空速、积碳量、以及反应区内平均催化剂密度等等如何匹配以达到最理想的双烯收率，是人们一直关注的问题。例如，文献CN101328103A公开了一种甲醇或二甲醚转化为低碳烯烃的工艺，包括甲醇或二甲醚的原料进入流化床反应器的反应区中，与包括硅铝磷酸盐分子筛的催化剂接触；其中，反应压力以表压计为0.05～1MPa、反应区平均温度为450～550℃、反应区平均空塔气速为0.8～2.0米/秒的条件下，反应区的平均密度为20～300千克/立方米，所述反应区内的催化剂平均积炭量为1.5～4.5％重量。低碳烯烃碳基选择性最高达到81.51%重量。
[0004]然而，随着市场上对乙烯、丙烯需求量的不断增加，对低碳烯烃生产技术提出了更高的要求。
[0005]利用流化床反应器进行生产（例如低碳烯烃的生产）时，流化床反应器的操作压力、空速是重要的参数。例如在甲醇生产低碳烯烃的工艺中，由于甲醇转化为低碳烯烃的反应为增分子反应，提高反应压力一般都会导致甲醇转化率和低碳烯烃选择性的降低，因此一般MTO工艺都选择在低压（如小于0.2MPa）下进行反应。随着市场对低碳烯烃的需求增加，MTO工艺大型化、规模化是必然趋势。通过按一定比例增加原料的投入，同时提高流化床反应器的压力和空速，技术人员是很容易达到增加低碳烯烃产能的目的。但是， 根据现有技术，对于生产厂商而言，压力和空速提高后，虽然低碳烯烃的产能增加了，但由甲醇转化为目标产物的效率相应会降低，造成甲醇物耗增加，从经济的角度来看，未必是划算的；另一方面，压力和空速提高后，有更多的催化剂颗粒悬浮于反应器的稀相段，在旋风分离器处理能力有限的情况下，反应气体将会夹带更多的催化剂带出反应器系统，造成催化剂跑损量的增加，久而久之，反应器内催化剂藏量不断减小，催化剂负荷增加，最终影响到甲醇转化到目标产物的收率。

技术实现思路

[0006]本专利技术的专利技术人发现，在较高的反应压力和空速条件下，通过调整流化床反应器反应区内空床气速μ与反应区内平均催化剂密度ρ（在本专利技术的上下文中，为方便起见，“反应区内平均催化剂密度”与“床层平均催化剂密度”和“床层密度”互换使用）的关系，既能保证高的甲醇转化率，又能保证高的低碳烯烃选择性。另一方面，已知的是，压力和空速提高后，有更多的催化剂颗粒悬浮于反应器的稀相段，在旋风分离器处理能力有限的情况下，反应气体将会夹带更多的催化剂带出反应器系统，造成催化剂跑损量的增加；对此，本专利技术的
专利技术人进一步发现，通过设计特定的挡板结构用于流化床，能够有助于实现空床气速μ与床层密度ρ的调整。本专利技术基于这些发现而完成。
[0007]具体而言，本专利技术涉及以下方面的内容：1、用于流化床反应器的挡板构件B（1），所述挡板构件B（1）包含多个肋板（7），肋板（7）的排布为辐射状（A）、螺旋状（B1-B2）、树枝状（C1~ C3）中的一种；所述挡板构件B（1）投影于流化床的反应区横截面时，未被该投影占据的横截面积占流化床的反应区横截面面积的70%~95%；其中的肋板（7）为π型（D1~ D4）、倒V型（D5）、斜板型（D6）、圆弧型（D7）中的任意一种；所述肋板（7）开有小孔（10）；所述的小孔（10）为圆形、椭圆形、矩形、三角形、多边形等的任一种；所述π型（D1~ D4）肋板（6）包括肋板侧翼（9）和肋板顶部（8）。
[0008]2、根据方面1或本专利技术任何其它方面所述的挡板构件B，其中的辐射状（A）或螺旋状（B1-B2）排布的挡板构件B
j
（1）包括肋板（7）和定位圈R
i
（6）；所述定位圈R
i
（6）同心布置；所述肋板（7）与定位圈R
i
（6）相连，且沿周向均匀分布，其中：（a）所述定位圈R
i
（6）数量独立地为n，n为在1~10之间变化的值，i=1~n；所述n个定位圈R
i
将所述流化床的反应区在径向分为同轴的n+1个肋板圈层，每个肋板圈层用L
g
表示，g=1~(n+1)；和（b）所述每个肋板圈层的肋板（7）数量为p，第g个肋板圈层L
g
中的肋板（7）数量为p
g
，p
g
的范围为（3~10）
×
g。
[0009]3、根据方面2或本专利技术任何其它方面所述的挡板构件B，其中的螺旋状（B1-B2）排布挡板构件（1）的肋板（7）外弧度切线与半径方向的夹角为α，α为10~80
°
，优选为20~70
°
，还优选30~60
°
。
[0010]4、根据方面2或本专利技术任何其它方面所述的挡板构件B，其中的树枝状（C1~ C3）排布的挡板构件B
j
（1）肋板（7）由多个主肋板（4）和多个副肋板（5）组成；每个所述挡板构件B
j
（1）上主肋板（4）数量独立地为k，k为2~8；所述主肋板（4）和副肋板（5）垂直交叉排列；所述每个挡板构件B
j
（1）上的副肋板（5）总数独立地为q，q为10~40。
[0011]5、根据方面4或本专利技术任何其它方面所述的挡板构件B，其中的树枝状挡板构件B
j
（1）具有I型树枝状排布（C1），其中所述多个主肋板（4）中的两个长度各自为D-2
×
h1且彼此垂直，分别称为第一主肋板和垂直主肋板；所述多个主肋板（4）中的其它主肋板（4）平行于所述第一主肋板排布，间距h4相同；每个主肋板（4）上的副肋板（5）平行排布，间距h2相同；第一主肋板上最靠近所述垂直主肋板的一对副肋板分别与该垂直主肋板距离h2，与第一主肋板相邻的两个主肋板上分别最靠近所述垂直主肋板的一对副肋板分别与该垂直主肋板距离1/2h2，间隔主肋板（4）上的副肋板（5）在长度方向上处于一条直线上；间隔主肋板（4）上的副肋板（5）端间距离h3为（D-2
×
h1）/k的（0.01~0.2）倍。
[0012]6、根据方面4或本专利技术任何其它方面所述的挡板构件B，其中的树枝状挡板构件B
j
具有II型树枝状排布（C2~ C3），其中的挡板构件（1）的主肋板（4）交叉排布，且在圆周方向上均匀排布，长度为D-2
×
h1；每个主肋板（4）上的副肋板（5）数量相同，彼此平行布置且间距h5相同；每个主肋板（4）上的副肋板（5）形成扇形区域，各扇形区域间的距离h6为h1的0.5~3倍。
[0013]7、根据方面2或4或本专利技术任何其它方面所述的挡板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于流化床反应器的挡板构件B（1），所述挡板构件B（1）包含多个肋板（7），肋板（7）的排布为辐射状（A）、螺旋状（B1-B2）、树枝状（C1~ C3）中的一种；所述挡板构件B（1）投影于流化床的反应区横截面时，未被该投影占据的横截面积占流化床的反应区横截面面积的70%~95%；其中的肋板（7）为π型（D1~ D4）、倒V型（D5）、斜板型（D6）、圆弧型（D7）中的任意一种；所述肋板（7）开有小孔（10）；所述的小孔（10）为圆形、椭圆形、矩形、三角形、多边形等的任一种；所述π型（D1~ D4）肋板（6）包括肋板侧翼（9）和肋板顶部（8）。2.根据权利要求1所述的挡板构件B，其中的辐射状（A）或螺旋状（B1-B2）排布的挡板构件B
j
（1）包括肋板（7）和定位圈R
i
（6）；所述定位圈R
i
（6）同心布置；所述肋板（7）与定位圈R
i
（6）相连，且沿周向均匀分布，其中：（a）所述定位圈R
i
（6）数量独立地为n，n为在1~10之间变化的值，i=1~n；所述n个定位圈R
i
将所述流化床的反应区在径向分为同轴的n+1个肋板圈层，每个肋板圈层用L
g
表示，g=1~(n+1)；和（b）所述每个肋板圈层的肋板（7）数量为p，第g个肋板圈层L
g
中的肋板（7）数量为p
g
，p
g
的范围为（3~10）
×
g。3.根据权利要求2所述的挡板构件B，其中的螺旋状（B1-B2）排布挡板构件（1）的肋板（7）外弧度切线与半径方向的夹角为α，α为10~80
°
，优选为20~70
°
，还优选30~60
°
。4.根据权利要求2所述的挡板构件B，其中的树枝状（C1~ C3）排布的挡板构件B
j
（1）肋板（7）由多个主肋板（4）和多个副肋板（5）组成；每个所述挡板构件B
j
（1）上主肋板（4）数量独立地为k，k为2~8；所述主肋板（4）和副肋板（5）垂直交叉排列；所述每个挡板构件B
j
（1）上的副肋板（5）总数独立地为q，q为10~40。5.根据权利要求4所述的挡板构件B，其中的树枝状挡板构件B
j
（1）具有I型树枝状排布（C1），其中所述多个主肋板（4）中的两个长度各自为D-2
×
h1且彼此垂直，分别称为第一主肋板和垂直主肋板；所述多个主肋板（4）中的其它主肋板（4）平行于所述第一主肋板排布，间距h4相同；每个主肋板（4）上的副肋板（5）平行排布，间距h2相同；第一主肋板上最靠近所述垂直主肋板的一对副肋板分别与该垂直主肋板距离h2，与第一主肋板相邻的两个主肋板上分别最靠近所述垂直主肋板的一对副肋板分别与该垂直主肋板距离1/2h2，间隔主肋板（4）上的副肋板（5）在长度方向上处...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗弘元，齐国祯，曹静，李晓红，王莉，郑毅俊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：