CN100371061C - 一种延迟积垢器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延迟积垢器。本发明延迟积垢器克服了现有采用积垢筐或保护剂层技术造成运转过程中压降增加快，影响正常操作等问题。本发明延迟积垢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；积垢器为外筒和内筒构成的套筒结构，积垢器顶部设置挡板帽，外筒和内筒侧壁从上至下分布溢流孔，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，外筒和内筒之间根据反应需要装填料或保护剂。本发明延迟积垢器具有在运转过程中不增加压降、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。本发明延迟积垢器可以用于各种固定床反应器，特别是石油化工等领域。

Description

一种延迟积垢器

技术领域

本发明涉及一种延迟积垢器，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、悬浮颗粒及易结垢物质作用的积垢构件。

背景技术

许多固定床反应过程中，由于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。因此，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，积垢筐外层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延迟积垢器，该发明把填料或保护剂在反应器横截面水平分层装填改为纵向装填在延迟积垢器内，该延迟积垢器能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，特别适用于固定床反应器。

本发明的固定床反应器延迟积垢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。积垢器为外筒和内筒构成的套筒结构，积垢器顶部设置挡板帽，外筒和内筒侧壁从上至下分布溢流孔，内筒底部及分配底板与内筒底部对应处为开口结构，外筒和内筒之间根据反应需要装填料或保护剂。

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。积垢器外筒和内筒可以是圆形、多边形等适宜形状，优圆形。积垢器外筒与内筒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的溢流孔最好均匀分布，溢流孔可以是圆孔、方孔、三角形孔或长条孔等各种适宜形状，优选为圆形孔，孔直径一般可以为3～8mm。挡板帽可以是平板，也可以是锥形帽或不同曲线连接形式等其它适宜形状。挡板帽以螺纹连接等可拆卸的连接方式固定在积垢器上。

上述积垢器的数量，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等，可以根据反应器的规模、反应物料的性质等因素通过简单设计来确定。

本发明延迟积垢器可以在任何有积垢问题的固定床反应器中应用，主要用于气体液体并流进料的反应过程，如烃类加氢反应过程等。

本发明延迟积垢器在使用时设置在反应器上部，设置反应物料分配器的反应器，则设置在物料分配器之上，其实本发明的延迟积垢器本身也具有物料分配的作用。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溢流孔进入积垢器，通过积垢器套筒内的填料或保护剂后，由积垢器内筒侧壁溢流孔经内筒底部开口流出延迟积垢器。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。气体则从挡板帽与内外筒顶部之间进入冲撞流体向下扩散。从上述操作过程可以看出，本发明延迟积垢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是延迟积垢器一种典型结构的示意图。

图2是积垢器在分配底板上的一种典型布置示意图。

图3是延迟积垢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延迟积垢器及操作方式。

如图1所示，本发明延迟积垢器是由连接螺栓1、连接螺母2、连接架3、挡板帽4、积垢器内筒5、积垢器外筒6、保护剂或填料7、密封底板10等组成。其中积垢器内筒5、积垢器外筒6侧面均布小圆孔8、9，积垢器内筒5与积垢器外筒6之间装有保护剂，挡板帽4的顶部设有中心孔通过螺栓与连接架3，连接架3与积垢器内筒5焊接，连接架把挡板帽与积垢器连接在一起，在内外圆筒上端设置挡板帽4，为了防止原料通过积垢器时走短路，积垢器内筒5、积垢器外筒6与密封底板10焊接，延迟积垢器与积垢器分配底板11焊接。

附图2积垢器是在积垢器分配板上以三角形布置。

附图3延迟积垢器是在反应器内气液分配器上部，进料管12、封头13、延迟积垢器14、积垢器分配板11、气液分配器15、气液分配器盘16。

以烃类原料加氢过程为例，工作时原料由进料管12经扩散后到积垢器分配板上，原料在许多积垢器上分配，液体原料溢流通过积垢器外筒6侧面的溢流孔进入保护剂，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5。气体则从上部溢流孔或积垢器内筒5积垢器外筒6上端与挡板帽之间通流面积进入，携带着液体向下扩散进入气液分配器，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 (10)

1.一种延迟积垢器，其特征在于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；积垢器为外筒和内筒构成的套筒结构，积垢器顶部设置挡板帽，外筒和内筒侧壁从上至下分布溢流孔，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，外筒和内筒之间根据反应需要装填料或保护剂；所述的挡板帽与外筒和内筒之间设置气体流动的通道。

2.按照权利要求1所述的延迟积垢器，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所述的延迟积垢器，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所述的延迟积垢器，其特征在于所述的积垢器外筒和内筒是圆形或多边形。

5.按照权利要求1所述的延迟积垢器，其特征在于所述的积垢器外筒与内筒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所述的延迟积垢器，其特征在于所述的积垢器外筒和内筒侧壁上的溢流孔均匀分布。

7.按照权利要求1所述的延迟积垢器，其特征在于所述溢流孔是圆孔、方孔、三角形孔或长条孔。

8.按照权利要求1所述的延迟积垢器，其特征在于所述的挡板帽是平板、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所述的延迟积垢器，其特征在于所述的挡板帽以可拆卸的连接方式固定在积垢器上。

10.按照权利要求1所述的延迟积垢器，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。

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