急冷混合构件和固定床反应器制造技术

急冷混合构件和固定床反应器，所述的急冷混合构件包括：上部催化剂床层支撑格栅(10)、收集板(5)及其上的混合部件、以及多孔板(6)，所述的混合部件自外至内由冷介质引入环管(1)、导向板(2)、急冷混合箱(3)和中心管(4)组成；其中，所述的冷介质引入环管(1)与反应器的冷介质引入口相通并均布开孔，所述的急冷混合箱(3)顶部封闭、侧面开孔，所述的导向板(2)连接于急冷混合箱(3)侧面开孔边缘，所述的中心管(4)底部开口于收集板(5)上，以连通收集板的上部空间与下部空间。本实用新型专利技术提供的急冷混合构件可以实现固定床放热反应器内热反应物流与补充冷介质的充分混合与均匀分配，占用反应器的空间高度低，提高了反应器的空间利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
急冷混合构件和固定床反应器


[0001]本技术涉及一种固定床放热反应器内的急冷混合构件，具体地说是一种能够实现固定床放热反应器内部热的反应物流与补充的冷介质充分混合且能够实现混合物流均匀分配的急冷混合构件。

技术介绍

[0002]放热反应在化学反应工艺过程中是十分常见的，当放热量比较显著时，通常需要采用适当的措施对反应温度加以控制，一方面可以防止反应器内发生温度难于控制的“飞温”现象，避免安全事故的发生；另一方面有利于反应体系内的催化剂发挥较好的选择性，并维持活性稳定。放热反应器内的反应温度控制方式主要有直接取热和间接取热两种方式，直接取热方式是向反应器内补入温度较低的冷介质，通过热反应物流与冷介质的混合，达到调节反应温度的目的，补入的冷介质可以是参与反应的反应物流，也可以是不参与反应的惰性介质；间接取热方式是在反应器内设置取热构件，或将热反应物流引出反应器，在器外换热后再引回反应器。与间接取热方式相比，直接取热方式不需要设置独立的换热设施，反应热可以在反应系统内直接被利用，只要解决好热、冷物流的混合与分配问题，就能达到有效控制反应温度的目的，因此，直接取热方式通常被认为是一种较好的取热方式。
[0003]在非均相催化反应过程中，所采用的反应器有很多种类型，如固定床、流化床、浆态床等，其中催化剂以颗粒形式装填于反应器内的固定床反应器是较为常见的反应器类型。在发生显著放热反应的固定床反应器内，采用直接取热方式调控反应温度的方法通常是：将反应器内的催化剂床层分成至少两个床层，在相邻两个床层之间的空间内设置急冷混合构件，补充的温度较低的冷介质与上部催化剂床层来的热反应物流在急冷混合构件内实现充分混合，并均匀分配到下部催化剂床层的顶部。
[0004]固定床放热反应器内的急冷混合构件主要有两种功能，即热、冷物流的混合功能和混合物流的分配功能。为了有效地调控反应温度，引入的冷介质通常与反应器内的热物流具有较大的温差，若急冷混合构件的混合功能不好，就会在反应器内急冷混合构件下部催化剂床层顶部的同一轴向位置的截面上产生较大的径向温差，如果再叠加混合物流分配的不均匀性，同一截面的径向温差有可能大到显著影响催化剂的选择性，从而使反应产物不合格，也有可能由于局部热点的出现，缩短热点处催化剂的寿命，影响装置的操作周期，因此，急冷混合构件应具有较好的热、冷物流混合性能及优异的混合物流分配性能。
[0005]放热反应通常在高温、高压条件下进行，反应物流一般为易燃易爆或具有较强腐蚀性的介质，反应器的器壁较厚且多为特殊材质，急冷混合构件占用的空间不能装填催化剂，且反应器内往往需要设置多组急冷混合构件，因此，有效降低单组急冷混合构件占用的空间高度，可以提高反应器的空间利用率，节约反应器制造材料的投资，此外，反应器总高的降低，还可以减轻反应器的总重量，除能够给运输和安装带来方便外，还可以节省反应器支撑构筑物的投资。因此，急冷混合构件应具有结构上的紧凑性，占用反应器内的空间高度应尽可能低。
[0006]急冷混合构件一般由冷介质引入管、急冷箱和分布板组成，其中急冷箱是急冷混合构件的重要组成部分，上部催化剂床层出来的热反应物流与补充进来的冷介质在急冷箱内进行充分的混合，为了增强混合效果，在急冷箱的结构设计上，一般采用节流、碰撞与旋流的机理。US3502445提出的急冷箱是，气液两相经过收集板上的两个节流孔进入急冷箱内，气液两相混合物经过对撞后，分成两路出急冷箱。由于冷、热物流分别经过两个入口进入急冷箱，且急冷箱内部结构过于简单，两个入口处物流的不对称性不能在急冷箱内部得到及时修正，其混合效果不理想，下部催化剂床层顶部的径向温差较大。CN2600160Y以管状急冷混合器取代了急冷箱，物流在管状急冷混合器内经过两次汇合及对撞，达到了较好的混合效果，但当装置加工规模较大时，这种管状急冷混合器由于管径较大，在反应器内难于布置，且为了使冷介质引入管与管状急冷混合器在空间上互相不干扰，急冷混合构件占用的反应器空间高度不能得到有效降低。

技术实现思路

[0007]本技术要解决的技术问题是提供一种固定床反应器内的急冷混合构件和一种固定床反应器，实现热的反应物流与补充的冷介质的充分混合及均匀分配，将反应温度控制在适宜的范围内，有利于催化剂维持良好的选择性，克服现有技术下部催化剂床层顶部径向温差大及构件占用反应器空间大的缺点。
[0008]第一方面，本技术提供一种急冷混合构件，设置于固定床反应器内相邻催化剂床层之间，所述的急冷混合构件由上至下包括：上部催化剂床层支撑格栅、收集板和设置在收集板上的混合部件、以及多孔板，所述的混合部件沿径向自外至内由冷介质引入环管、导向板、急冷混合箱和中心管组成；其中，所述的冷介质引入环管与反应器的冷介质引入口相通，环管上均布开孔，所述的急冷混合箱顶部封闭、侧面开有孔，所述的导向板连接于急冷混合箱侧面开孔边缘，所述的中心管底部开口于收集板上，以连通收集板的上部空间与下部空间。
[0009]第二方面，本技术提供一种固定床反应器，包括反应器壳体、进料口、冷介质引入口、出料口以及壳体内沿轴向设置的多个催化剂床层，其特征在于，相邻催化剂床层之间设有上述的急冷混合构件。
[0010]本技术提供的急冷混合构件和固定床反应器的有益效果为：
[0011]本技术提供的急冷混合构件结构简单，便于在反应器内安装。首先，本技术提供的急冷混合构件将热反应物流与补充的冷介质集中于急冷混合箱中，混合物流在急冷混合箱内经过旋流、碰撞及节流过程实现充分混合，并经由中心管底部在收集板上的开口到达多孔板上方，多孔板再实现混合物流的均匀分配。热反应物流与补充的冷介质充分混合及均匀分配，除有效调控反应温度外，还避免了下部催化剂床层顶部出现较大的径向温差，有利于催化剂选择性的充分发挥及活性的稳定。另外，本技术提供的急冷混合构件的冷介质引入环管位于导向板的外侧，与急冷混合箱共用反应器内的空间高度，有效降低了急冷混合构件的总空间高度，提高了反应器的空间利用率，除节省反应器制造材料的费用外，还可以节省反应器的运输、安装及支撑构筑物的投资。
附图说明
[0012]附图是用来提供对本技术的进一步理解，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技术，但并不构成对本技术的限制。
[0013]图1为本技术提供的急冷混合构件的结构示意图。
[0014]图2为本技术提供的急冷混合构件的A
‑
A视图。
[0015]附图标记说明：
[0016]1‑
冷介质引入环管；2
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导向板；3
‑
急冷混合箱；4
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中心管；5
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收集板；6
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多孔板；7
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反应器器壁；8
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上部催化剂床层；9
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上部瓷球床层；10
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上部催化剂床层支撑格栅；11
‑
下部瓷球床层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种急冷混合构件，设置于固定床反应器内相邻催化剂床层之间，其特征在于，所述的急冷混合构件由上至下包括：上部催化剂床层支撑格栅(10)、收集板(5)和设置在收集板上的混合部件、以及多孔板(6)，所述的混合部件沿径向自外至内由冷介质引入环管(1)、导向板(2)、急冷混合箱(3)和中心管(4)组成；其中，所述的冷介质引入环管(1)与反应器的冷介质引入口相通，环管上均布开孔，所述的急冷混合箱(3)顶部封闭、侧面开有孔，所述的导向板(2)连接于急冷混合箱(3)侧面开孔边缘，所述的中心管(4)底部开口于收集板(5)上，以连通收集板的上部空间与下部空间。2.按照权利要求1所述的急冷混合构件，其特征在于，所述冷介质引入环管(1)为圆环形，冷介质引入环管中心线到反应器器壁(7)的距离与到急冷混合箱(3)外沿的距离相等。3.按照权利要求2所述的急冷混合构件，其特征在于，所述的冷介质引入环管(1)沿反应器轴向位置布置于收集板(5)和上部催化剂床层支撑格栅(10)之间，所述冷介质引入环管(1)的最高点不高于急冷混合箱(3)的最高点。4.按照权利要求2或3所述的急冷混合构件，其特征在于，所述冷介质引入环管的下部开有圆形孔或方形孔。5.按照权利要求4所述的急冷混合构件，其特征在于，所述的冷介质引入环管的开孔位于冷介质引入环...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志海，赵健棋，贾继斌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：