一种沸腾床反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种沸腾床反应器，包括反应器壳体和三相分离器，三相分离器设置在反应器壳体内的上部，三相分离器为包括内筒和外筒的套筒结构，所述内筒和外筒的上下两端均为开口结构，内筒和外筒均由相连的上段和下段组成，内筒和外筒的上段均为倒置的锥台形结构，内筒和外筒的下段均为圆柱筒形结构，外筒的上端开口高于内筒的上端开口。本发明专利技术反应器主要适用于不同种类液体和气体物质在与固体颗粒接触情况下进行的化学反应，具有催化剂藏量大，反应器利用率高、结构简单、操作容易和适宜于长周期稳定运转等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气液固三相沸腾床反应器，具体地说是用于不同种类液体和气体物质并流向上与固体颗粒接触情况下进行化学反应的一种改进的三相沸腾床加氢反应器。
技术介绍
重油沸腾床加氢反应器属于气、液、固三相流化床反应器，可以处理高金属、高沥青质含量的重、劣质原料油，具有压力降小、温度分布均匀、可保持整个运转周期反应器内催化剂活性均一、可在运转中加入新鲜催化剂和取出废催化剂等特点。 US Re 25， 770中描述了典型的沸腾床工艺，采用循环油泵的操作方式，但该工艺方法在实际应用中存在以下不足反应器内催化剂藏量较少，反应器空间利用率低；循环油泵维护保养费用较高，而且一旦循环油泵工作失常及损坏，就会造成催化剂下沉聚集，结果迫使装置被迫停工；反应器内液体产品在非催化加氢条件下停留时间过长，在高温下很容易进行二次热裂解反应结焦而降低产品质量。 CN02109404. 7介绍了一种新型的沸腾床反应器，和典型的沸腾床反应器相比，具 有结构简单、操作容易和反应器利用率高等特点。但由于使用粒径为0. 1 0. 2mm的微球催 化剂，催化剂容易随反应油气带出反应器。要保证此种沸腾床反应器的正常稳定操作，关键 是要求合理设计反应器的内部结构，使之与上部的高效的三相分离器相配合，将反应油气 携带的催化剂分离出来，避免催化剂从反应器中带出造成损失和对下游装置造成影响。该 专利介绍的三相分离器的下料口和反应器出口位置操作弹性小，被三相分离器分离下来的 催化剂会粘附在催化剂下料口并且下料口处，易发生气相串流现象，影响三相分离器的分 离效果，并且带出的催化剂容易堵塞下游装置，不利于装置的长周期运转。同时，沸腾床反 应器中，物料流速在径向上分布不均，在中心区域，流速较高；在边壁区域，流速较低，甚至 有向下流动的可能。流速差异随着反应器直径的增大而增大，这就可能导致气泡聚并，大气 泡的形成，气相与液相之间接触不充分，流化效果较差。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种可长期稳定操作的新型沸腾床反应器。该反应器结构简单，操作容易，操作弹性大，能够满足长周期稳定运转的需要。 本专利技术沸腾床反应器包括反应器壳体和三相分离器，三相分离器设置在反应器壳体内上部，三相分离器为包括内筒和外筒的套筒结构，所述内筒和外筒的上下两端均为开口结构，内筒和外筒均由相连的上段和下段组成，内筒和外筒的上段均为倒置的锥台形结构，内筒和外筒的下段均为圆柱筒形结构，外筒的上端开口高于内筒的上端开口。 本专利技术沸腾床反应器中，反应器壳体是由上至下包括扩大段和直筒段的反应器。反应器壳体包括扩大段时，所述的三相分离器设置在扩大段内。扩大段可以是直径增大的直筒形(直径为直筒段直径的1.2 2倍，扩大段的直径与高之比为0.3 2.0 : l，直筒形扩大段与下部的直筒段由倒置锥台形筒体连接)，也可以是倒置的锥台形。 本专利技术沸腾床反应器中，三相分离器外筒的下端开口高于内筒的下端开口 ，两者 下端开口也可以处于同一水平位置。本专利技术沸腾床反应器的一种具体结构为在反应器底部设有原料入口和气液分布器。反应器中部可以设有内构件，促进连续相和分散相的分布，对大气泡进行破碎，改善流化质量，使得流体径向速度分布更加均匀，同时对强烈的湍流进行干扰，提高传质速率。在反应器顶部设有气体出口 ，反应器上部壳体设有液体排出口 ，分别用于将相分离出的气体和液体导出，液体排出口的位置处于三相分离器外筒上端开口和下端开口之间。 所述三相分离器的内筒构成分离器的中心管，内筒与外筒之间的环状空间组成三相分离器的折流区，外筒与反应器内壁之间的环状空间为澄清液体产品收集区；所述内筒下端开口为物流导入口 ，内筒下端开口和外筒下端开口构成的圆环状开口为该三相分离器的催化剂下料口 ，分离出的固体微粒催化剂在此处重新返回到催化剂床层中。 三相分离器各组成部件的具体尺寸比例及相对位置，均可以由本领域设计人员根据所使用的催化剂尺寸、反应器处理量、反应条件及分离效果等具体要求通过计算或者简单的试验予以确定。本专利技术沸腾床反应器中，将独特设计的三相分离器与倒置锥台形扩大段相配合，可以发挥最佳的气、液、固分离效果。 为便于生成的产物及分离后的物质尽快转移出分离器区域，本专利技术沸腾床反应器 中，三相分离器外筒上段锥台面与水平面夹角(垂直切面上的夹角，记为夹角B)为35 70 度，三相分离器内筒上段锥台面与水平面夹角(垂直切面上的夹角，记为夹角C)为40 S0 度，优选B〈C。 所述三相分离器的上部通常应设置一定的缓冲空间，相分离后的气体产物于此富 集并从气体排出口排出反应器。 所述沸腾床反应器中部优选设置内构件，内构件为带有一定截面积的菱形椎体， 椎体水平截面积占反应器水平截面积的O. 1% 10%，高度占直筒段高度的0. 1% 20%。 所述内构件，反应器中可以设置2 4个，排列方式可以是上下排列、左右排列。所述内构 件可以对流体进行导向，促进连续相和分散相的分布，抑制大气泡的形成和聚并，改善流化 质量，使得流体径向速度分布更加均匀，同时对强烈的湍流进行干扰，提高传质传热效率， 使过程得到强化。 本专利技术的沸腾床反应器通常还包括至少一个从所述反应器排出催化剂的部件，和至少一个往所述反应器补充新鲜催化剂的部件。所述补充新鲜催化剂的部件通常设置于所述反应器顶部的位置，而排出催化剂的部件通常位于所述反应器底部附近。例如在反应器壳体顶部设置催化剂添加管，而在底部设置催化剂排出管。反应器上部的催化剂添加管，其投影位置介于三相分离器的外筒与内筒之间的套筒位置，这样加入的新鲜催化剂可以随着此处的物流向下进入催化剂床层。所述的催化剂置换系统及使用方法，可以是任何适用的设备或方法，例如可参照自由公知技术US3398085或US4398852所述的方法进行。 为了使反应原料在反应器中与催化剂均匀接触，一般还应在所述反应器壳体内的底部设置分布器，分布器可以选用任何可以使气体或液体物流均匀分布的结构，例如可采用泡帽结构。 本专利技术沸腾床反应器内，可以装填不同粒径的催化剂颗粒，如其中可以装填宽范 围粒径的催化齐U，如0. lmm 0. 5mm ;也可以装填窄范围粒径的催化剂，如0. 4mm 0. 5mm。 与现有技术相比，本专利技术的沸腾床反应器的优点是 (1)反应器三相分离器催化剂物料出口优化设计，增加了三相分离器的操作弹性，确保三相分离器对催化剂的高效分离，大大减少了催化剂的带出量，避免催化剂的大量带出。 (2)设计了独特结构的三相分离器，使澄清液体产品收集区到液相出口距离的縮短，流速加快，縮短了产物的停留时间，使产物能够迅速的离开反应器，减小了结焦的可能性。 (3)设计了独特结构的三相分离器，使催化剂下料口区域的扩大，增加了催化剂在液相的沉降时间，催化剂下料口为直筒结构，催化剂循环回催化剂床层时的流动阻力减少，降低了三相分离器结焦的可能性，提高了三相分离器的运转稳定性。 (4)所述沸腾床反应器中部设有内构件，为带有一定截面积的菱形椎体，椎体截面积占反应器截面积的O. 1% 10%，高度占直筒段高度的0. 1% 20%，直径小于反应器直径，可以对流体进行导向，促进连续相和分散相的分布，抑制大气泡的形成和聚并，改善流化质量，使得流体径向速度分布更加均匀，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沸腾床反应器，包括反应器壳体和三相分离器，三相分离器设置在反应器壳体内的上部，三相分离器为包括内筒和外筒的套筒结构，所述内筒和外筒的上下两端均为开口结构，内筒和外筒均由相连的上段和下段组成，其特征在于：内筒和外筒的上段均为倒置的锥台形结构，内筒和外筒的下段均为圆柱筒形结构，外筒的上端开口高于内筒的上端开口。

【技术特征摘要】
一种沸腾床反应器，包括反应器壳体和三相分离器，三相分离器设置在反应器壳体内的上部，三相分离器为包括内筒和外筒的套筒结构，所述内筒和外筒的上下两端均为开口结构，内筒和外筒均由相连的上段和下段组成，其特征在于内筒和外筒的上段均为倒置的锥台形结构，内筒和外筒的下段均为圆柱筒形结构，外筒的上端开口高于内筒的上端开口。2. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于反应器壳体由上至下包括扩大段和直筒段的反应器。3. 按照权利要求2所述的反应器，其特征在于所述的三相分离器设置在扩大段内。4. 按照权利要求3所述的反应器，其特征在于反应器的扩大段是直径增大的直筒形，或者是倒置的锥台形。5. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于三相分离器外筒的下端开口高于内筒的下端开口 ，或者外筒的下端开口与内筒下端开口处于同一水平位置。6. 按照权利要求1所述的反应器，其特征在于在反应器底...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建锟，杨涛，贾丽，胡长禄，陈涛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]