CN100364652C - 一种积垢分配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种积垢分配器。本发明积垢分配器克服了现有技术采用积垢筐或保护剂层在运转过程中压降增加快，气液分配不均，影响正常操作等缺点。本发明具有集垢、分配双重作用，可以改善物流分布，减少内构件占用反应器的体积，增加催化剂装量，起到良好的作用。本发明积垢分配器包括积垢器分配底板和积垢器，积垢器设置在积垢器分配底板上；积垢器为外筒骨架和内筒骨架构成的套筒结构，积垢器顶部设置挡板，外筒骨架和内筒骨架侧壁设过滤网，内筒骨架底部及积垢器分配底板与内筒骨架底部对应处为开口结构，积垢分配器下部出口设碎流扳。本发明积垢分配器在运转过程中具有气液分配、不增加压降、延长运转周期、操作弹性大，适合各种介质的性能特点、填料(保护剂)利用率高等优点。本发明积垢分配器可以用于各种固定床反应器，特别是石油化工等领域。

Description

一种积垢分配器

技术领域

本发明涉及一种积垢分配器，属于反应器内构件，特别是石油化工中固定床反应器的内构件，尤其是用于固定床反应器内过滤液体中金属杂质、悬浮颗粒易结垢物质及流体分配的积垢构件。

背景技术

许多固定床反应过程中，反应器催化剂床层上面广泛采用分配盘结构，分配盘下部是积垢筐占据反应器的体积太大，减少了催化剂装量。虽然反应器催化剂床层上面的分配盘进行物料分配，但进料中经常含有一些固体物质，这些固体物质会沉积在催化剂床层顶部，造成床层压降过高甚至堵塞，缩短运转周期，增加运行成本。虽然可以将原料进行过滤处理，但因为原料进入系统后由于设备腐蚀等原因物料中还会有一些固体杂质，另外有一些物料在反应条件下才会产生结垢物质，这些是不能在反应器外通过过滤的方式去除掉的。所以，在许多固定床反应过程中，催化剂顶部床层的积垢现象十分普遍和严重。

现有技术中普通的积垢拦截方式是在反应器顶部设置积垢筐，积垢筐外使用一定的填料按反应器横截面水平装填。这种方式虽然可以一定程度上阻止积垢物质在催化剂床层上沉积，但沉积在积垢筐外仍会引起压降升高直至积垢筐堵塞，仍需要停工打开反应器，更换积垢筐才能继续运转，操作仍十分繁琐，影响正常运转。

在烃类原料加氢领域，由于加氢反应物料通常含有胶质、沥青质、金属杂质及悬浮颗粒等杂质，这些杂质进入催化剂段就会沉积到催化剂的表面，堵塞了催化剂的孔道，使催化剂的孔容大大下降，从而使催化剂活性快速降低。因此，大都是直接在固定床加氢反应器主催化剂床层之前装填一段保护剂，但是保护剂床层由于原料中金属杂质、悬浮颗粒等，在运行中不断在保护剂段或催化剂段积累产生堵塞结焦。如CN1197105A、ZL00124903、ZL01106004.2，使用催化剂级配装填技术，即使用两种或两种以上不同催化剂，其中通常是使原料依次与加氢保护剂、加氢脱金属剂、加氢脱硫剂、加氢脱氮剂、加氢裂化剂接触等。上述技术未能十分有效解决运行中反应器压降增长过快的问题，影响效率和运转周期。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种反应器内构件既有减缓积垢又有流体分配功能的积垢分配器，该积垢分配器把积垢器与分配器合为一体，减少占用反应器内部体积，增加催化剂装量，有效减缓催化剂床层的积垢结焦，降低床层压降，延长催化剂使用寿命，又具有流体分配作用，特别适用于固定床反应器。

本发明的固定床反应器积垢分配器包括积垢器分配底板和积垢器，积垢器直立设置在积垢器分配底板上。积垢器为外筒骨架和内筒骨架构成的套筒结构，外筒骨架和内筒骨架侧壁设过滤网，积垢器顶部设置挡板，内筒骨架底部及分配底板对应处为开口结构，外筒过滤网和内筒过滤网之间根据反应需要装填料或保护剂。在积垢分配器与分配底板通孔下部设置碎流板，为了破碎黏度较大的物料或成股流体使之进一步分散物料，碎流板拉筋焊接在密封底板上，下部与碎流板用螺母连接，碎流板上设置扩散孔。

积垢器分配底板为开孔的平板结构，外形与反应器截面形状相适应。积垢器与积垢器分配底板可以采用焊接、螺纹连接、法兰连接等适宜形式。积垢器外筒骨架和内筒骨架可以是圆形、多边形等适宜形状，优圆形。积垢器外筒骨架与内筒骨架之间套筒底部可以设置密封底板，也可以利用积垢器分配底板作为其密封底板。积垢器外筒和内筒侧壁上开有长条孔以形成骨架，积垢器外筒骨架和内筒骨架侧壁上设过滤网，外筒骨架过滤网最好设置在外筒外侧壁上，内筒骨架过滤网最好设置在内筒外侧壁上，过滤网焊接在积垢器外筒骨架和内筒骨架侧壁上，过滤网孔直径一般可以为3～8mm。挡板可以是平板，也可以是锥形帽或不同曲线连接形式等其它适宜的上凸形状，挡板面积不小于内筒截面积，最好约等于或稍大于外筒截面积。挡板以螺纹连接等可拆卸的连接方式固定在积垢器上。碎流板上设4-12个长条孔，4-20个扩散孔和4～8个螺栓孔。碎流板面积约等于或稍大于内筒截面积。

上述积垢器的数量，积垢器内外筒骨架形状、直径及高度，积垢器内外筒侧壁上过滤网孔的大小，积垢器与积垢器分配底板的连接方式，填料或保护剂的类型等，可以根据反应器的规模、反应物料的性质等因素按本领域一般知识通过简单设计来确定。

本发明积垢分配器可以在任何有积垢问题的固定床反应器中应用，主要用于液体进料的反应过程，如烃类加氢反应过程等。

本发明积垢分配器在使用时设置在反应器上部，催化剂床层顶部，本发明的积垢器具有减缓积垢及物料分配的作用。在使用时，从反应器顶部进来的物料降落在积垢器分配底板上，然后从积垢器外筒侧壁过滤网筛孔进入积垢器，通过积垢器套筒内的填料或保护剂后，由积垢器内筒侧壁过滤网筛孔经内筒底部开口喷流到碎流板上，气体则从积垢器挡板与内外筒顶部之间向下进入内筒骨架内，气体与液体在碎流板上碰撞经过4个长条孔和4扩散口破碎流体成散壮分配到床层中去。随着运转时间的延长，当积垢器下部的填料或保护剂堵塞后，物料就会从积垢器外筒侧壁稍高一点的溢流孔进入积垢器，完成过滤或去除在反应条件下易积垢的物质。从上述操作过程可以看出，本发明积垢分配器下部的填料或保护剂堵塞后，则利用了上部的填料或保护剂，而不影响装置运转，达到不增加压降的条件下延长运转周期，同时提高了填料或保护剂的利用率。而现有技术是反应器上部采用分配器下部是积垢筐占据反应器体积太大，减少了催化剂装量，填料或保护剂是在反应器横截面分层装填，物流直接纵向接触填料或保护剂，而且不论是采用积垢筐还是分层装置保护剂，反应物料中的杂质总是先积累在最上层的填料或保护剂上，随着运转时间的延长，压降会逐渐增加，直至影响正常操作，而下层的填料或保护剂可能还未充分利用。

附图说明

图1是积垢分配器一种典型结构的示意图。

图2是积垢分配器内筒骨架的一种典型布置示意图。

图3是积垢分配器外筒骨架的一种典型布置示意图。

图4是碎流板结构示意图。

图5积垢分配器是在积垢器分配板上以三角形布置。

图6是积垢分配器在一般反应器中的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明一种典型结构的积垢分配器及操作方式。

如图1所示，本发明积垢分配器是由连接螺栓1、连接螺母2、挡板3、连接架4、积垢器内筒骨架5、积垢器外筒骨架6、长条孔7、内筒过滤网8、外筒过滤网9、密封底板10、分配底板等11、碎流板拉筋12、碎流板13、拉筋螺母14组成。其中积垢器内筒骨架5、积垢器外筒骨架6侧面围有过滤网8、9，积垢器内筒5与积垢器外筒6之间装有填料或保护剂，挡板3的顶部设有中心孔通过螺栓与连接架4连接，连接架4与积垢器内筒骨架5焊接，连接架把挡板与积垢分配器连接在一起，在内外筒骨架上端设置挡板3，为了防止原料通过积垢器时走短路，积垢器内筒骨架5、积垢器外筒骨架6与密封底板10焊接，积垢分配器与分配底板焊接。在积垢分配器与分配底板通孔下部设置碎流板，为了破碎黏度较大的物料或成股流体使之进一步分散物料，碎流板拉筋12焊接在密封底板10上，下部与碎流板用螺母连接，碎流板上设4-8个长条孔，4-8个扩散孔和4个螺栓孔。

附图2是积垢分配器内筒骨架周向开有长条孔以形成骨架。

附图3是积垢分配器外筒骨架周向开有长条孔以形成骨架。

附图4是碎流板图碎流板上一般设4-8个长条孔，4-8个扩散孔和4个

螺栓孔，为了破碎黏度较大的物料或成股流体使之进一步分散物料。

附图5积垢分配器是在积垢器分配板上以三角形布置。

附图6积垢分配器是在反应器内气液分配器上部，进料管15、进料管扩散器16、封头17、积垢分配器18、积垢器分配板11、催化剂床层19。

以烃类原料加氢过程为例，工作时原料由进料管15经进料管扩散器16后到积垢器分配板上，原料在许多积垢分配器上分配，液体原料溢流通过积垢器外筒侧面的过滤网9进入保护剂，通过保护剂把液体原料中的胶质、沥青质、金属杂质及悬浮颗粒等杂质滤出，然后进入积垢器内筒侧面的过滤网8。气体则从上部溢流孔或积垢器内筒5积垢器外筒6上端与挡板之间通流面积进入，携带着液体向下到碎流板，在碎流板上气液碰撞混合后向下扩散，再分配到催化剂床层进行反应。通过保护剂后液体原料中所含的金属杂质、悬浮颗粒被脱出，减少了金属杂质、悬浮颗粒进入催化剂段堵塞催化剂孔径，使催化剂过早失去活性或结焦。当延迟积垢分配器下端保护剂堵塞结焦后液位上移通过上部保护剂不会增加压降，延迟催化剂结焦、延长催化剂运转时间。在内外圆筒骨架上端设置挡板帽，为了防止原料通过积垢分配器时走短路。

Claims (12)

1.一种积垢分配器，其特征在于包括积垢分配器分配底板和积垢器，积垢器设置在积垢器分配底板上；积垢器为外筒骨架和内筒骨架及过滤网构成的套筒结构，积垢器顶部设置挡板，外筒骨架和内筒骨架侧壁装过滤网，内筒底部及积垢器分配底板与内筒底部对应处为开口结构，开口下方设置碎流板，外筒和内筒之间根据反应需要装填料或保护剂；所述的挡板与内外筒顶部之间设置气体流动的通道。

2.按照权利要求1所述的积垢分配器，其特征在于所述的积垢器分配底板为开孔的平板结构，外形与反应器截面形状相适应。

3.按照权利要求1所述的积垢分配器，其特征在于所述的积垢器与积垢器分配底板采用焊接、螺纹连接或法兰连接形式。

4.按照权利要求1所述的积垢分配器，其特征在于所述的积垢器外筒骨架和内筒骨架是圆形或多边形。

5.按照权利要求1所述的积垢分配器，其特征在于所述的积垢器外筒骨架与内筒骨架之间套筒底部设置密封底板，或利用积垢器分配底板作为其密封底板。

6.按照权利要求1所述的积垢分配器，其特征在于所述的积垢器外筒骨架外侧壁和内筒骨架外侧壁上具有过滤网。

7.按照权利要求1所述的积垢分配器，其特征在于所述外筒骨架与内筒骨架是圆筒或方筒上开有长条孔成为支撑过滤网的支架。

8.按照权利要求1所述的积垢分配器，其特征在于所述的挡板是平板、锥形帽或不同曲线连接形式的其它形状。

9.按照权利要求1所述的积垢分配器，其特征在于所述的挡板可以拆卸的连接方式固定在积垢器上。

10.按照权利要求1所述的积垢分配器，其特征在于所述积垢器的数量，积垢器内外筒形状、直径及高度，积垢器内外筒侧壁上溢流孔孔径大小及数量，积垢器与积垢器分配底板的连接方式，填料或保护剂的类型，根据反应器的规模、反应物料的性质确定。

11.按照权利要求1所述的积垢分配器，其特征在于所述积垢器的下方设置碎流板，碎流板是圆形平板，圆形平板上开有4-12个长条孔和4-20个扩散长条豁口及4～8个螺栓孔。

12.按照权利要求11所述的积垢分配器，其特征在于碎流板与积垢分配器底板通过拉筋焊接或螺栓连接。

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