一种强效预混式固定床反应器制造技术

一种强效预混式固定床反应器，属于石油化工领域的加氢反应设备，在反应器壳体内设置有至少两组的加氢单元，且每组加氢单元的上方形成催化反应区；入口管线内设置有微气泡预混装置，经过微气泡预混装置的反应油气再通过入口扩散器进入反应器壳体内，在入口扩散器的下方设有过滤布液组件，过滤布液组件包括过滤盘、除沫盘和气液分布盘。本发明专利技术中，液相在进入反应器之前先进入微气泡预混装置内，使氢气在进入反应器之前与液相进行充分混合，形成微气泡的拟均相体系，在反应器入口处即形成良好的初始分布，为后续整个反应器中的反应提供良好的开端，保障整个反应的顺利进行，避免由于分布不均匀导致的偏流生焦等问题。不均匀导致的偏流生焦等问题。不均匀导致的偏流生焦等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种强效预混式固定床反应器


[0001]本专利技术涉及到石油化工领域的加氢反应，具体的说是一种强效预混式固定床反应器。

技术介绍

[0002]在环保法规日趋严格的大背景下，各类石油产品中杂质含量的标准也日益提高。加氢技术作为清洁燃料生产过程中必不可少的技术，在炼厂生产中发挥重大作用。加氢技术包括加氢裂化、加氢精制等。加氢反应为放热反应，目前国内绝大多数采用下流式固定床反应器结构，反应过程中床层初始气液的不均匀分布，会导致反应器内产生热点、催化剂结焦、飞温等，影响产品质量和不安全生产，因此稳定的气液分布对提高反应器内的流动特性和催化剂利用率至关重要。
[0003]由于管线物流是从垂直于反应器方向而来，之后再从顶部向下进入反应器，而气相单独进入反应器，导致气液混合程度差，在反应器入口处未形成良好的初始分布。

技术实现思路

[0004]为了解决现有固定床反应器气相和液相分散进入反应器导致的气液混合差、分布不均匀的问题，本专利技术提供了一种强效预混式固定床反应器，使油、气两相在进入反应器之前进行缓冲混合避免偏流现象，同时使用微气泡强化理论，使气相以微气泡的形式随着油相一同稳定进入反应器，有效改善了油气混合不均匀及进入反应器后初始分布不均匀的问题。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种强效预混式固定床反应器，在反应器壳体的顶部和底部分别设置有入口管线和出口收集器，在反应器壳体内设置有至少两组的加氢单元，且每组加氢单元的上方形成催化反应区；所述反应器壳体的顶部设置有入口扩散器，所述入口管线内设置有微气泡预混装置，经过微气泡预混装置的反应油气再通过入口扩散器进入反应器壳体内，在入口扩散器的下方设置有过滤布液组件，该过滤布液组件包括自上而下依次设置的过滤盘、除沫盘和气液分布盘；所述微气泡预混装置包括设置在入口管线内拐角处朝向入口管线来流方向的两块折流缓冲板，且两块折流缓冲板的顶部与入口管线内壁之间具有间隙，两块折流缓冲板之间形成液相溢流区，在该液相溢流区内设置有与氢气源连接的微气泡发生器。
[0006]作为上述强效预混式固定床反应器的一种优化方案，靠近所述拐角处的一块折流缓冲板底部具有排液孔。
[0007]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述排液孔距离其所在折流缓冲板底部的距离为5
‑
10mm。
[0008]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述微气泡发生器在水平方向垂直贯穿入口管线后，其气泡发射端处于液相溢流区内。
[0009]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述微气泡发生器的主体
由微孔材料制成，且微孔材料的孔径为2μm。
[0010]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述两块折流缓冲板的高度为入口管内径的1/4
‑
3/4。
[0011]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述两块折流缓冲板的高度不同。
[0012]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，靠近所述拐角处的折流缓冲板的高度高于另一块折流缓冲板的高度。
[0013]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述两块折流缓冲板之间的间距为500
‑
1200mm。
[0014]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述拐角处为弧形，且其位置高的一端与折流缓冲板接触。
[0015]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，靠近所述拐角处的折流缓冲板与反应器壳体中心轴线的垂直距离为500
‑
800mm。
[0016]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述加氢单元自上而下包括催化剂格栅、加氢管线、冷氢箱、均布器和气液分布盘。
[0017]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述催化剂格栅包括表面分布有细缝的支撑板，且在支撑板上分布有若干向上凸起的支撑梁。
[0018]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述加氢管线包括冷氢气进入管和环绕冷氢箱设置的环形管线，且在环形管线上分布有若干朝下的氢气喷嘴。
[0019]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述冷氢箱设置在反应器壳体内的水平隔板上，且水平隔板使油气在其上蓄积形成环绕冷氢箱的油气液层；所述冷氢箱包括设置在水平隔板上的外筒和处于外筒上方的盖板，且外筒顶部和盖板底面之间形成油气进入缝隙，在盖板的底面设置有内筒，且内筒底部与水平隔板之间具有间隙，内筒和外筒之间形成折流环缝，所述外筒的中心设置有贯通水平隔板的油气出口。
[0020]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述均布器位于冷氢箱的油气出口下方，包括表面密布通孔的矩形底壁和环绕矩形底壁边缘的四条侧壁围成，且四条侧壁的顶端为锯齿状溢流区。
[0021]作为上述强效预混式固定床反应器的另一种优化方案，所述入口扩散器包括筒体和设置在筒体油气出口下方的碎流板，在筒体内设置有溢流堰，所述溢流堰为具有弧形表面的圆台状筒体，溢流堰小直径端朝向油气入口方向，并设置有折流挡板，且折流挡板与溢流堰之间具有侧面通道；溢流堰表面沿其周向均匀分布若干条溢流缝，将溢流堰的侧壁分为靠近入口管线来流方向的近来流区和远离入口管线来流方向的远来流区，在远来流区上的溢流缝之间设置若干出液孔。
[0022]本专利技术的主要特点在于：本专利技术在入口管线内设置微气泡预混装置事先实现油相和气相的预混合，微气泡预混装置内利用微气泡进气装置、对油相进行缓冲的折流缓冲板，进入反应器的液相，在进入反应器之前的入口管线处经过两层折流缓冲板进行缓冲，防止高流速的液相在进入反应器时由于离心力的作用，发生偏流现象。同时，两层折流缓冲板可以使缓冲板之间形成一定的液层，为微气泡的产生提供场所。进入反应器的气相通过微气泡进气装置在两个折流缓冲板的液层中产生微气泡，液气两相在进入反应器时即可形成良
好的初始分布，稳定进入反应器中。
[0023]本专利技术在使用时，油气自入口管线进入反应器上方，在进入反应器入口之前，液相即油首先遇到第一块折流缓冲板，折流缓冲板对液相进行缓冲阻挡作用，经过缓冲后的液相绕过第一块折流缓冲板进一步在入口管靠近反应器处碰撞至第二块折流缓冲板，第二块折流缓冲板对液相主要起到积液溢流的作用。液相在两块缓冲板之间形成一定的液位，为微气泡发生器提供液相环境。气相通过垂直于入口管的微气泡发生器进入到入口管中，气相通过微气泡发生器的金属烧结管，通过液相的切割作用使气相以微气泡的形式与液相混合一起进入反应器内。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0025]1)本专利技术中，液相在进入反应器之前先进入微气泡预混装置内，经过双层折流缓冲板，使液相得到缓冲并形成液层，减小高速而来的流体在封头处产生偏流现象；之后再利用微气泡发生器形成氢气微气泡与液相预混合，使氢气在进入反应器之前与液相进行充分混合，形成微气泡的拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强效预混式固定床反应器，在反应器壳体(1)的顶部和底部分别设置有入口管线(101)和出口收集器(102)，在反应器壳体(1)内设置有至少两组的加氢单元(B)，且每组加氢单元(B)的上方形成催化反应区(103)；所述反应器壳体(1)的顶部设置有入口扩散器(9)，其特征在于：所述入口管线(101)内设置有微气泡预混装置(A)，经过微气泡预混装置(A)的反应油气再通过入口扩散器(9)进入反应器壳体(1)内，在入口扩散器(9)的下方设置有过滤布液组件，该过滤布液组件包括自上而下依次设置的过滤盘(104)、除沫盘(105)和气液分布盘(106)；所述微气泡预混装置(A)包括设置在入口管线(101)内拐角处(108)朝向入口管线(101)来流方向的两块折流缓冲板(3)，且两块折流缓冲板(3)的顶部与入口管线(101)内壁之间具有间隙(301)，两块折流缓冲板(3)之间形成液相溢流区(4)，在该液相溢流区(4)内设置有与氢气源连接的微气泡发生器(2)。2.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器，其特征在于：靠近所述拐角处(103)的一块折流缓冲板(3)底部具有排液孔(302)。3.根据权利要求2所述的一种强效预混式固定床反应器，其特征在于：所述排液孔(302)距离其所在折流缓冲板(3)底部的距离为5
‑
10mm。4.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器，其特征在于：所述微气泡发生器(2)在水平方向垂直贯穿入口管线(101)后，其气泡发射端处于液相溢流区(4)内。5.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器，其特征在于：所述微气泡发生器(2)的主体由微孔材料制成，且微孔材料的孔径为2μm。6.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器，其特征在于：所述两块折流缓冲板(3)的高度为入口管(1)内径的1/4
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3/4。7.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器，其特征在于：所述两块折流缓冲板(3)的高度不同。8.根据权利要求7所述的一种强效预混式固定床反应器，其特征在于：靠近所述拐角处(108)的折流缓冲板(3)的高度高于另一块折流缓冲板(3)的高度。9.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器，其特征在于：所述两块折流缓冲板(3)之间的间距为500
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1200mm。10.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器，其特征在于：所述拐角处(108)为弧形，且其位置高的一端与折流缓冲板(3)接触。11.根据权利要求1所述的一种强效预混式固定床反应器，其特征在于：靠近所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，李立权，盛维武，陈崇刚，魏嘉，郭为民，赵颖，李小婷，程永攀，陈险峰，
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：