一种新型沸腾床反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种新型的沸腾床加氢反应器。本发明专利技术的沸腾床加氢反应器包括垂直于地面的圆筒型反应器壳体、壳体内上部的相分离器及至少一个内循环区。所述的内循环区由圆形套筒和锥形扩散段及一个导向结构构成。在沸腾床反应器内增设内循环区可以在反应器内形成小的循环区间，有利于增强反应器内物流的返混效果，提高液体的加氢效果和转化深度。

【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 物质在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
沸腾床反应器是气、液、固三相流化床，可以处理高金属、高浙青质含量的重、劣质 原料油，具有压力降小、温度分布均勻、可保持整个运转周期内催化剂活性恒定、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，在沸腾床反应器中设置内循环杯进行 气液分离，同时提高液体的转化率。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，结果造成装置被迫停工；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。中国专利CN02109404. 7和CN101376092A分别介绍了一种新型的沸腾床反应器， 采用三相分离器及带有导向口的三相分离器进行气液固有效分离，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。但由于沸腾床反应器为全返混反 应器，所以部分未来得及反应的进料将随着反应后物流流出反应器，所以原料转化率相对 较低。
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新型的沸腾床加氢反应器。该反应器 内增设内循环区，可以提高原料转化率。本专利技术提供的沸腾床加氢反应器包括垂直于地面的圆筒型反应器壳体、位于壳体 内上部的相分离器和至少一个内循环区；所述的内循环区由圆筒、锥形扩散段和导向结构 构成，所述的导向结构为设置于反应器内壁的环形凸起结构，其沿反应器轴线的纵截面为 梯形或弓形。本专利技术新型沸腾床加氢反应器的具体结构为在所述反应器壳体的底部设有原料入口和气液分布器。在反应器壳体顶部设有气 体出口，上部壳壁设有液体排出口，用于将反应生成的气体和液体导出。所述的相分离器设 置于壳体内上部空间内，包括内径不同的两个同心圆筒内筒和外筒。所述的内筒和外筒的 上下两端全部开口，外筒的上端开口高于内筒的上端开口，而外筒的下端开口也应高于内 筒的下端开口。所述内筒的下部为一锥形扩散段，该扩散段的开口(即内筒的下端开口) 直径小于反应器的内径；所述外筒的下部同样为一锥形扩散段，该扩散段的开口(即外筒 的下端开口)直径也应小于反应器的内径。所述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相分 离器的折流筒，外筒与反应器内壁之间的环状空间为该相分离器的澄清液体产品收集区，所述内筒的下端开口为物流导入口，内筒的下端开口与反应器内壁构成的圆环状开口为三 相分离器的催化剂下料口，分离出的固体微粒催化剂从此处重新返回到催化剂床层中。 所述的相分离器各组成部件的具体尺寸及相对位置，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，或者可以采用本领域中公开的常规技术，例如可以参照本申请人之前 申请的专利 CN02109404. 7 或 CN101376092A。所述的内循环区包括圆筒、锥形扩散段和相邻的导向结构。圆筒与锥形扩散段相 连接，该锥形扩散段的下端开口直径小于反应器的内径，紧邻圆筒锥形扩散段的为一个导 向结构，三者结合构成一个内循环区。根据反应器的高径比和转化深度的要求可以在反应 器中设置一个或多个内循环区，优选设置2 3个内循环区，其中不同的内循环区的圆筒内 径可以相同或不同。所述导向结构为设置于反应器壳体内壁的环形凸起结构，其沿反应器 轴线的纵截面为梯形或弓形。靠近相分离器一侧的梯形腰线或弓形与反应器壁交点处的切 线与反应器内壁形成的夹角称为覆盖角，该覆盖角为锐角，最好小于60度；与之相对的一 侧，即远离相分离器的梯形的腰线或弓形与反应器壁交点处的切线与反应器内壁形成的夹 角称为摩擦角，该摩擦角亦为锐角，最好小于60度。所述导向结构围成的导向口的直径介 于相分离器的外筒和内筒直径之间。根据本专利技术的沸腾床加氢反应器，在紧邻相分离器的下部也可以设置导向结构， 所述导向结构位于反应器内中上部，位于相分离器与内循环区之间。所述导向结构与内循 环区中的导向结构相类似。所述的气体排出口一般位于在反应器顶部中心处。为了将分离出的澄清液体排出反应器，液体排出口 一般设置在反应器壳壁的上 部，其位置应介于相分离器外筒的上端开口与下端开口之间。所述相分离器的上部通常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。一般说来，反应器的径高比范围在0. 01 0. 1之间。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，而所述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。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，例如可参照美国专利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勻接触，一般还应在所述圆筒型反应器壳 体内的底部设置分布板，分布板可以选用任何可以使气体或液体物流均勻分布的结构，例 如可采用泡帽结构。反应器的内循环区作用原理为物流通过不同的反应器横截面积，流速发生变化。 沸腾床反应器内的物流由气液固三相构成，即固态的催化剂，液态的反应物流，气态的氢气 及生成的轻烃。当反应器内物流通过的横截面积发生变化时，气体和液体流速随之发生变 化，则靠气液夹带的催化剂将发生快速提升或沉降现象，液相原料在沸腾床反应器中随着 反应的进行生成部分轻组分，该组分会随着氢气一直向上通过反应器，而部分反应后的液体物流及未反应的原料将与催化剂的运动状态相类似，在反应器内横截面较小的圆筒区快 速向上流动，在随之的横截面积瞬间扩大处将发生与主物流流动方向相反的逆流现象。与现有技术相比，本专利技术沸腾床加氢反应器的优点是1、在沸腾床反应器中形成一个或多个循环区，可以形成多个沸腾的操作区间，使 得整个沸腾床反应器操作更灵活。2、循环区间的存在延长了反应后物流中液体组分在沸腾床反应器中的停留时间， 有利于增加轻油收率。3、由于沸腾床反应器为返混程度很高的反应器，所以通常反应器流出物中含有部 分未转化的原料，设置多个小的循环区，可以使得原料多次循环转化，有利于提高转化率。附图说明图1为本专利技术反应器的一种实施方案的结构示意图(只设置一个内循环区)。 具体实施例方式为进一步阐述本专利技术的具体特征，将结合附图加以说明。结合图1，本专利技术反应器的结构特征和工作原理如下反应原料混合后由进料口 1进入反应器，经气液分布器2后均勻的通过催化剂床 层7，反应器壳体3内的催化剂装量至少为反应器容积的35%，通常为40% 70%,最好为 50% 60%。在气液物流的携带作用下，催化剂床层膨胀到一定的高度，其膨胀后体积通 常比其静态体积大20 % 70 %。进入反应区的气液物流在与催化剂进行接触反应，反应后 的气液物流与未转化的原料及氢气沿着反应器的轴线携带着固体催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沸腾床加氢反应器，包括垂直于地面的圆筒型反应器壳体、位于壳体内上部的相分离器，其特征在于，在所述相分离器的下部设置至少一个内循环区，所述内循环区包括圆筒、锥形扩散段和导向结构，所述的导向结构为设置于反应器内壁的环形凸起结构，导向结构沿反应器轴线的纵截面为梯形或弓形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾丽，葛海龙，胡长禄，
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]