一种反应物料连续流动的斜下流反应器制造技术

一种反应物料连续流动的斜下流反应器，涉及一种化学催化反应设备。设有壳体、催化剂床、多孔催化剂装填框、催化剂拦截网和至少2个斜导流板；催化剂床设于壳体内，催化剂床由至少2层催化剂床层叠合构成，装填框包裹催化剂床，并与壳体中心线之间设有流体进入流道，装填框与壳体内壁之间设有流体排出流道，流体进入流道进口位于壳体上端，流体排出流道出口位于壳体下端，催化剂床通过装填框与流体进入流道及流体排出流道相通，拦截网设于各层催化剂床层周边，各个斜导流板间隔穿过装填框，并位于流体进入流道与催化剂床之间。可克服现有轴向反应式的固定床反应器易造成床层压降上升的缺点，可延长加氢装置的操作周期。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种化学催化反应设备，尤其是涉及一种反应物料连续流动的斜下流反应器。
技术介绍
由于世界石油资源有限、原油日趋变重变劣、经济发展对轻质油需求量增加以及环保法规愈加严格等，世界各国高度重视合理利用石油资源及加强炼油过程环境保护等， 这极大地促进了重油轻质化技术的发展。目前，处理重质原料的加氢工艺是以固定床反应器加氢处理技术最成熟。固定床反应器结构主要采用了轴向反应式结构，即流体沿轴向反应器中心轴所指的方向通过催化剂床层，轴向反应器结构简单、使用方便，但流体通道会受到设备横截面的限制，造成催化剂床层压降上升。而催化剂床层压降上升是导致重油、特别是渣油加氢装置操作周期缩短的最主要原因。催化剂床层压降上升主要是由于重质原料油中i^、Ca、Ni和V以及反应器中的积炭以固体颗粒形式在催化剂床层沉积造成的。为了延长装置操作周期，WO 2000/61706A1公开应用上流式反应器进行渣油加氢的方法。即在一般的加氢反应器之前设立一上流式反应器，在上流式反应器中至少包含两种催化剂，其中下部装填低活性的催化剂，上部装填高活性的催化剂。分布器位于反应器底部，床层间打急冷油。原料油和氢气从底部进入反应器，然后由下向上流动，此时催化剂发生微膨胀，因而有助于抑制反应器堵塞，延长操作周期。但是该上流式反应器长期加工狗、 Ca、Ni、V和颗粒物含量高的渣油，也会因反应器堵塞而压降升高。公开号为CN1621142的中国专利技术专利申请公开一种延缓压降上升的加氢反应器及方法。该反应器在顶部和底部各开一个口，物流在加氢反应器内先朝一个方向流动，当压降增大到一定程度时，流动方向切换成与原来相反的方向。这样反复切换虽能在一定程度延长操作周期，但由于轴向反应器固有的缺陷，压降仍将上升。另外，工业上常用的方法还有(1)增加保护剂的装填量，但这将大幅度降低主催化剂的装填量；(2)采用旁路保护反应器，当压降增加到设计极限时保护反应器短路，物流直接进入第二反应器，但该方法将造成保护反应器有一半的操作周期无法利用；(3)采用移动床反应器，但这将大幅度增加投资；(4)采用切换式保护反应器，但切换过程复杂并增加投资。由于渣油加氢催化剂昂贵，减轻和延缓催化剂结焦，延长装置操作周期，对提高装置运行效益，保证装置运行安全具有重大意义。因此，有必要寻找更好并且更经济的延缓压降上升的装置及方法。使之可以用于气液固三相同时存在的反应过程，特别是能适用于重油(如渣油)固定床加氢处理。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可克服现有轴向反应式的固定床反应器易造成床层压降上升的缺点，可延长加氢装置的操作周期的反应物料连续流动的斜下流反应器。本技术设有壳体、催化剂床、多孔催化剂装填框、催化剂拦截网和至少2个斜导流板；催化剂床设于壳体内，催化剂床的中心线与壳体中心线重合，催化剂床由至少2层催化剂床层叠合构成，多孔催化剂装填框包裹催化剂床，多孔催化剂装填框与壳体中心线之间设有流体进入流道，多孔催化剂装填框外侧与壳体内壁之间设有流体排出流道，流体进入流道进口位于壳体上端，流体排出流道出口位于壳体下端，催化剂床通过多孔催化剂装填框与流体进入流道及流体排出流道相通，催化剂拦截网设于各层催化剂床层周边，各个斜导流板间隔穿过多孔催化剂装填框，并位于流体进入流道与催化剂床之间。所述壳体最好为圆筒状的壳体。 所述催化剂床层最好为圆环形催化剂床层。所述多孔催化剂装填框最好开孔率为50% 85%，孔径可为2 8mm。所述多孔催化剂装填框与壳体中心线平行或斜交，斜交的夹角φ最好为 0° <φ^45° ο所述各个斜导流板间隔穿过多孔催化剂装填框最好是各个斜导流板由上至下等距间隔倾斜穿过多孔催化剂装填框，位于最下面的斜导流板挡住流体进入流道的下端口。 各个斜导流板与壳体中心线之间设有倾斜夹角，倾斜夹角最好为30° 60°。使用时，流体从位于壳体上端的流体进入流道进口进入，流体在流体进入流道中， 可沿各个斜导流板倾斜穿过多孔催化剂装填框而流入催化剂床，在催化剂作用下发生反应，反应后透过催化剂床和催化剂拦截网从多孔催化剂装填框排出而流入流体排出流道， 并从位于壳体下端的流体排出流道出口流出。由此可见，与现有轴向反应器式的固定床反应器比较，本技术应用时，流体流动路径缩短，而且流通面积大，因此催化剂床压降小； 而且随着操作时间的延长，即使催化剂床的上部因固体物等的沉积而堵塞时，催化剂床的下部仍然继续发挥作用，更充分利用整个床层的催化剂，显著延长加氢装置的操作周期。而对于现有轴向反应式固定床反应器，一旦催化剂床层上部堵塞时，则整个催化剂床层的压降将随之增大，催化剂床层下部的催化剂将无法发挥作用。附图说明图1为本技术实施例1的结构示意图。在图1中，箭头表示流体的流动方向。图2为本技术实施例2的结构示意图。在图2中，箭头表示流体的流动方向。具体实施方式实施例1参见图1，本技术设有壳体1、催化剂床2、多孔催化剂装填框3、9层催化剂拦截网4和7个斜导流板5。壳体1为圆筒状的壳体。所述催化剂床2为9层圆环形催化剂床层叠合构成，催化剂床2设于壳体1内，催化剂床2的中心线与壳体1中心线重合。多孔催化剂装填框3 设于催化剂床2的内侧和外侧，多孔催化剂装填框3的开孔率为50% 85%，孔径为2 8mm,多孔催化剂装填框3内侧与壳体1中心线之间设有流体进入流道(分流通道)6，多孔催化剂装填框3外侧与壳体1内壁之间设有流体排出流道(合流通道)7，多孔催化剂装填框3呈管状，多孔催化剂装填框3上端与壳体1上端内壁接合，多孔催化剂装填框3下端与壳体1下端内壁之间为流体排出流道(合流通道)7的一部分。流体进入流道6进口 61位于壳体1上端，流体排出流道7出口 71位于壳体1下端。催化剂床2通过多孔催化剂装填框3与流体进入流道6及流体排出流道7相通。各层催化剂拦截网4设于各层催化剂床层的周边及交界面上，用于阻止催化剂漏出。各个斜导流板5由上至下等距间隔倾斜穿过多孔催化剂装填框3，各个斜导流板5的斜面与壳体1中心线之间的倾斜夹角均相同(倾斜夹角也可不同，但在30° 60°之间)，各个斜导流板5位于流体进入流道6与催化剂床2 之间，位于最下面的斜导流板5挡住流体进入流道6的下端，使流体均从多孔催化剂装填框 3内侧进入催化剂床2。实施例2参见图2，与实施例1类似。区别在于，内侧的多孔催化剂装填框3'与壳体1中心线斜交，斜交的夹角φ为0°<φ<45°。图2中其余标号与图1对应一致。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种反应物料连续流动的斜下流反应器，其特征在于设有壳体、催化剂床、多孔催化剂装填框、催化剂拦截网和至少２个斜导流板；催化剂床设于壳体内，催化剂床的中心线与壳体中心线重合，催化剂床由至少２层催化剂床层叠合构成，多孔催化剂装填框包裹催化剂床，多孔催化剂装填框与壳体中心线之间设有流体进入流道，多孔催化剂装填框外侧与壳体内壁之间设有流体排出流道，流体进入流道进口位于壳体上端，流体排出流道出口位于壳体下端，催化剂床通过多孔催化剂装填框与流体进入流道及流体排出流道相通，催化剂拦截网设于各层催化剂床层周边，各个斜导流板间隔穿过多孔催化剂装填框，并位于流体进入流道与催化剂床之间。

【技术特征摘要】
1.一种反应物料连续流动的斜下流反应器，其特征在于设有壳体、催化剂床、多孔催化剂装填框、催化剂拦截网和至少2个斜导流板；催化剂床设于壳体内，催化剂床的中心线与壳体中心线重合，催化剂床由至少2层催化剂床层叠合构成，多孔催化剂装填框包裹催化剂床，多孔催化剂装填框与壳体中心线之间设有流体进入流道，多孔催化剂装填框外侧与壳体内壁之间设有流体排出流道，流体进入流道进口位于壳体上端，流体排出流道出口位于壳体下端，催化剂床通过多孔催化剂装填框与流体进入流道及流体排出流道相通，催化剂拦截网设于各层催化剂床层周边，各个斜导流板间隔穿过多孔催化剂装填框，并位于流体进入流道与催化剂床之间。2.如权利要求1所述的一种反应物料连续流动的斜下流反应器，其特征在于所述壳体为圆筒状的壳体。3.如权利要求1所述的一种反应物料连续流动的斜下流反应器，其特征在于所述催化剂床层为圆环...

【专利技术属性】
技术研发人员：方维平，郑进保，陈秉辉，李清彪，王跃敏，李枫，金浩，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：实用新型
国别省市：92