一种下流式混合气泡流加氢反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种下流式混合气泡流加氢反应器，包括原料罐，所述原料罐内安装有反应器床层，所述原料罐的顶部入口上方安装有混合气泡流入口装置，所述原料罐的顶部安装有入口扩散器，所述入口扩散器的下方安装有过滤装置，所述过滤装置的下方安装有除沫装置，所述气液分布盘安装在所述反应器床层的上方，所述原料罐的底部安装有出口收集器，本发明专利技术通过设置混合气泡流入口装置，将微气泡与普通气泡进行结合，形成混合气泡流的物料进入方式，有效提高气含率，增大相接触面积，提高床层反应效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种下流式混合气泡流加氢反应器


[0001]本专利技术涉及石油化工
，具体涉及一种下流式混合气泡流加氢反应器。

技术介绍

[0002]随着目前国内加工原油的日趋重质化和劣质化，加之我国经济高速发展和环保法规的日益严格，市场对清洁油品需求也在急速增加，因此，重质油轻质化和优质化是当前急需解决的重要任务。加氢处理技术是解决上述问题的一种有效手段，通过加氢可以实现油品中的硫、氮、金属、胶质、残炭等杂质的有效脱除以及将不饱和烃加氢转化为饱和烃。根据反应器类型可以将加氢工艺分为固定床加氢工艺、悬浮床加氢工艺、沸腾床加氢工艺，其中以固定床加氢工艺的应用最为广泛。
[0003]下流式加氢固定床作为最常见的反应器类型在世界各炼厂广泛存在，但由于其结构形式的限制，下流式固定床加氢反应器普遍存在着气液分配程度较差、装置运行过程压降较大、径向温差难以保证等问题。为了延长反应器的运行周期同时减少反应器由于温度不均匀产生热点飞温等问题，国内外均从反应器的内构件结构形式入手，通过对内构件的优化改进对反应器的气液分布情况以及压降增大问题进行改善，经过各地多年的探索研究，下流式固定床加氢反应器的内构件改善对于提升反应过程中气液两相的快速混合以及均布均达到了瓶颈状态，已经是很成熟的阶段，同时对于原料和催化剂之间接触的比表面积很难通过改进反应器内构件得到提升，现阶段对于下流式加氢固定床的研究方向主要是对入口扩散器、气液分布器、支撑格栅、催化剂压盖等进行结构改进，在反应器的不同位置起到相应的作用。
[0004]传统氢气循环的下流式反应器运行时，过量循环氢气为化学消耗所需氢气量的10倍，气体和液体混合并流向下经过内构件和催化剂床层，在催化剂床层中处于气液平衡状态，在催化剂表面，溶解氢气和进料中反应物质之间发生化学反应，液相中的氢气逐渐减少，所以气相氢气逐渐溶入液相进行补充，由此可见：传统的流床反应器内的反应速度主要受传质速度影响，一般情况下，传质速度比动力学反应速度慢很多。
[0005]综合分析国内外下流式固定床加氢反应器，具有一些共性问题：
[0006](1)反应器中的气液分布状态主要依靠反应器中内构件对流体的撞击引导等作用进行扩散分布，提升效果有限，反应器的径向温差以及气液分布均匀度达到了瓶颈；
[0007](2)床层中的反应效率与气液固三相接触的比表面积大小息息相关，常规反应器中气液固比表面积大小很难得到提升，气液两相各自作为连续相存在，催化剂利用率低；
[0008](3)反应器中气含率提升困难，很难通过反应器形式的改进优化对气含率进行提升。
[0009]专利文献CN201910768245.1微界面强化液相循环加氢的装置及方法中提出了一种用于液相循环加氢中的微界面强化方法可以有效减少氢气用量，增大相接触面积，提高反应效率，但这种强化方式必须要使反应器中保持纯液相环境，极大程度地限制了应用场景，对于应用更为广泛的固定床反应器这种强化方式并不适用，并且使用的强化方式仅强
化气液两相的相接触面积，使反应过程中的氢气气相均作为微气泡存在于液相之中，有可能导致床层推动力不足、流动缓慢等问题，若考虑使用微气泡对下流式固定床进行强化，现有的反应器内构件技术不能满足这种强化思想理论，需要对反应器内构件进行整体重新设计以满足创新要求。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种下流式混合气泡流加氢反应器，通过对进入反应器的物流进行微气泡强化，在进料阶段形成混合气泡流，并开发适用于混合气泡流的新型内构件，使传统反应器中的气液连续流变为含有大量微气泡的混合气泡流，改善流体的分布状态，提高气含率，使床层在扰动程度较小的状态下均匀分布且不增加压降。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0012]一种下流式混合气泡流加氢反应器，包括原料罐，所述原料罐内安装有反应器床层，所述原料罐的顶部入口上方安装有混合气泡流入口装置，所述原料罐的顶部安装有入口扩散器，所述入口扩散器的下方安装有过滤装置，所述过滤装置的下方安装有除沫装置，气液分布盘安装在所述反应器床层的上方，所述原料罐的底部安装有出口收集器。
[0013]优选的，所述混合气泡流入口装置包括反应器壳体，所述反应器壳体内安装有多孔介质管，所述反应器壳体的一侧设有液相入口，另一侧设有混合物料出口和气相出口，所述液相入口、多孔介质管和混合物料出口连通，所述反应器壳体的上部设有气相入口，所述多孔介质管与所述反应器壳体之间形成有氢气容纳腔，所述氢气容纳腔与所述气相出口连通。
[0014]优选的，所述反应器床层至少为2层。
[0015]优选的，相邻反应器床层之间设有微气泡冷氢箱。
[0016]优选的，所述入口扩散器为平板型、锥板型或筒式加椎板型。
[0017]优选的，所述入口扩散器为伞板形状挡板。
[0018]优选的，伞板角度为30
°
到90
°
。
[0019]优选的，所述过滤装置为筒式过滤器、格栅盘过滤器或槽式过滤盘。
[0020]优选的，所述气液分布盘的开孔率为10
‑
50％。
[0021]优选的，所述反应器床层下方安装有支撑格栅，用于支撑所述反应器床层。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023](1)本专利技术通过设置混合气泡流入口装置，将微气泡与普通气泡进行结合，形成混合气泡流的物料进入方式，有效提高气含率，增大相接触面积，提高床层反应效率；
[0024](2)本专利技术通过将一部分反应所需的氢气作为微气泡混合在液相中，减少床层压降，稳定反应流体对催化剂床层的冲击；
[0025](3)本专利技术增设了微气泡冷氢箱，一方面可以补充冷氢降低床层温度并为反应补充原料，另一方面对混合气泡流中的微气泡进行补充，将冷氢作为微气泡进行补充可以很大程度上提高传质传热效率，提高冷氢箱的效果，降低冷氢箱高度；
[0026](4)本专利技术提出了在过滤装置下安装除沫装置，对经过过滤装置后形成的泡沫进行消除，保证混合气泡流的流型完整。
附图说明
[0027]图1为本专利技术提供的一种下流式混合气泡流加氢反应器的结构简图；
[0028]图2为本专利技术提供的混合气泡流入口装置的结构简图；
[0029]图3为本专利技术提供的微气泡在加氢反应器内部产生的结构示意图；
[0030]图4为本专利技术提供的下流式混合气泡流加氢反应器冷模试验进料流程简图；
[0031]图5为本专利技术冷模试验床层中混合气泡流的微观效果图；
[0032]图6为普通下流式反应器床层的气液流动状态效果图。
具体实施方式
[0033]以下通过具体较佳实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下的实施例。
[0034]需要说明的是，无特殊说明外，本专利技术中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
[0035]下面对本专利技术实施例的下流式混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下流式混合气泡流加氢反应器，包括原料罐(1)，所述原料罐(1)内安装有反应器床层(2)，其特征在于，所述原料罐(1)的顶部入口上方安装有混合气泡流入口装置(3)，所述原料罐(1)的顶部安装有入口扩散器(4)，所述入口扩散器(4)的下方安装有过滤装置(5)，所述过滤装置(5)的下方安装有除沫装置(6)，气液分布盘(7)安装在所述反应器床层(2)的上方，所述原料罐(1)的底部安装有出口收集器(8)。2.根据权利要求1所述的下流式混合气泡流加氢反应器，其特征在于，所述混合气泡流入口装置(3)包括反应器壳体(31)，所述反应器壳体(31)内安装有多孔介质管(32)，所述反应器壳体(31)的一侧设有液相入口(33)，另一侧设有混合物料出口(34)和气相出口(35)，所述液相入口(33)、多孔介质管(32)和混合物料出口(34)连通，所述反应器壳体(31)的上部设有气相入口(36)以及气相入口(38)，所述多孔介质管(32)与所述反应器壳体(31)之间形成有氢气容纳腔(37)，所述气相入口(38)通过氢气容纳腔(37)内的管线(39)与气相出口(35)连通。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，李毅，盛维武，李立权，魏嘉，陈崇刚，李小婷，赵颖，陈险峰，程永攀，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司中石化广州工程有限公司，
类型：发明
国别省市：