CN104650959B - 减少催化剂泄露的重整反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种重整反应器，反应器顶部油气进口直接连结中心管，在反应器底部设绕壁油气集合管，将每个扇形筒底部可插入集合管，使反应油气汇集其中，最后从器壁两侧油气出口导出。油气从反应器顶部直接进入中心管，穿过中心管网后进入催化剂床层。油气经催化剂床层向四周辐射扩散再进入沿器壁的扇形筒，再从扇形筒底部进入集合管，从两侧导出汇合后进入下游的催化剂过滤器。该重整反应器结构连接部位较少，几乎没有泄漏点，减少了催化剂的泄漏；中心管与扇形筒没有连接，不会因热膨胀不均导致内构件变形、破损，此种结构降低了生产成本，保证装置安全平稳长周期运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种减少催化剂泄露的重整反应器结构，尤其是涉及石油加工连续催化重整装置重整反应器结构。
背景技术
催化重整装置是石油二次加工的重要过程，是通过一系列特殊反应，将低辛烷值的直馏石脑油在催化剂的作用下生产高辛烷值汽油组分和芳烃为目的的催化反应过程。重整反应器是重整装置的重要设备，也是整个重整装置的核心部分。重整反应器的作用是让油气在反应条件下与催化剂接触，同时不让催化剂离开时不夹带产品。该设备为径向反应器，在高温临氢环境下运行。如图1所示，反应器由油气进出口部分、催化剂料腿及反应器内构件组成。内构件包括油气分配器、扇形筒（某些小直径反应器为约翰逊网圆管）、中心管、锥形格栅、锥形格板等组成。在扇形筒与中心管之间形成了一个催化剂床层，扇形筒紧贴反应器壁，下部封闭，扇形筒下部坐落在反应器筒体沿器壁焊接的支撑圈上，上部开口，为自由端，油气经分配器分布，沿扇形筒上部进入扇形筒内部，扇形筒中部有4～6个撑圈，撑圈由三片角铁组成，角铁之间用螺栓固定。中心管外部为约翰逊网制作成的筒形，为了增强其强度，内部为开有小孔的筒体，其上端与锥形格板用螺栓连接，下端坐在反应器底部，用套筒定位后用销钉从内部进行固定，套筒与反应器底部油气出口用销钉连接。锥形格板下部与中心管上部连接，上部盖板与催化剂料腿实现催化剂的隔离，锥形格栅下部与扇形筒上部顶板连接。催化剂料腿插入锥形格板盖板下，盖板上部有以用来密封的套筒，实现催化剂与油气的隔离，催化剂进入床层，反应器底部开有催化剂输送口，与油气接触反应后的催化剂经输送口进入料腿，油气经油气分配器进入器壁扇形筒，穿过催化剂床层，反应后的产物进入中心管流出反应器。
由于重整反应器内件非常复杂，连接件非常多，在高温热膨胀过程中，膨胀量不一，导致反应器扇形筒、锥形盖板等内构件发生变形，开裂、破损等问题。而且重整反应器受原料、温度、压力波动影响极大，扇形筒破损会导致催化剂泄漏，使催化剂消耗变大，催化剂的泄漏会使产品辛烷值降低、芳烃含量减少、氢气纯度下降，影响产品质量及下游装置的安全平稳运行，给装置长周期运行造成极大隐患。
发明内容
本发明所需要解决的技术问题是：针对现有重整反应器内构件连接部位较多，泄漏点较多，受原料、温度、压力波动影响极大，造成内构件及其连接部位变形、开裂、破损。在内件（扇形筒）内积有大量催化剂，催化剂消耗大，加工成本大，而且死区催化剂在高温环境下烧结、积碳，造成内构件大面积破损，给装置安全、平稳、长周期运行造成了极大的隐患。
鉴于以上问题，本发明减少催化剂泄漏的重整反应器，有顶部封头，顶部封头开有人孔，并焊接有催化剂料腿，使催化剂沿料腿进入重整反应器内，重整反应器中含有中心管、扇形筒，其特征在于反应器顶部封头中心开口，中心管置于其中，中心管在反应器顶部用螺栓固定，中心管顶部开口，底部盲肠结构，中心管顶部开口上接油气入口，中心管底部自由端悬空，沿器壁布有扇形筒，扇形筒顶部密闭，下部开口，在扇形筒下是绕壁而设的集合管，每个扇形筒下部开口均与集合管相接，设于重整反应器下部的集合管接油气出口使油气排出重整反应器，扇形筒与中心管之间为催化剂，重整反应器底部设有催化剂出口；油气经油气入口从重整反应器顶部进入中心管，然后再与催化剂接触反应，反应后的油气从扇形筒进入集合管，再由油气出口排出重整反应器。
本发明减少催化剂泄漏的重整反应器的中心管固定在反应器顶部，可用螺栓连接。中心管外部为约翰逊网，内部为有筛孔的筒体，中心管顶部开口，通向油气入口，底部为盲肠结构；中心管底部悬空不与反应器底部相接。
中心管下部最好套有套筒，套筒上导向架用于固定。导向架最好另一端固定在重整反应器器壁上，由于中心管底部悬空纵向可以自由膨胀，避免由于热膨胀引起的损坏。导向架可以为三角导向架，导向架可以有多个，最好有3～4个。
中心管底部最好为球面或锥面，可以尽量减少对催化剂的磨损。
本发明减少催化剂泄漏的重整反应器的扇形筒为约翰逊网扇形筒，横断面为扇形，上端为光管，其余为约翰逊网，使用时扇形筒背面紧贴反应器内壁，扇形筒顶部密闭，下部开口且与反应器底部的集合管相接，各扇形筒排出的油气在集合管混合后从油气出口流出。
扇形筒顶部封闭，为减少催化剂磨损，最好顶部光管为楔形光管，楔形坡面与扇形筒背面的角度最好为30～50度。
本发明的重整反应器的扇形筒基本形状、构造均与现有技术相同，扇形筒外部为约翰逊网，内部为有筛孔的筒体，不同之处在于现有技术中扇形筒顶部开口底部封闭，而本发明正好相反，本发明需要扇形筒完成的是相反的物料走向。
重整反应器的扇形筒扇形面中部最好有多个支撑架，用于固定扇形筒。
扇形筒出口与集合管的连接方式可以是：将每个扇形筒出口插入集合管。
集合管可以是利用重整反应器侧壁，形成环绕的空腔。
油气出口最好设于重整反应器下部两侧。
本发明减少催化剂泄漏的重整反应器的底部最好为锥形或球形，方便催化剂下料。
集合管外壁为重整反应器侧壁时，与集合管相通的油气出口直接焊于重整反应器侧壁上。
现有重整反应器与内构件连接部位较多，泄漏点较多，受原料、温度、压力波动影响极大，造成扇形筒及其连接部位变形、开裂、破损。在扇形筒内积有大量催化剂，催化剂消耗大，加工成本大，而且死区催化剂在高温环境下烧结、积碳，造成扇形筒大面积破损，给装置安全、平稳、长周期运行造成了极大的隐患。鉴于以上问题，本发明反应器，大幅度减少连接部位，减少甚至消除催化剂泄漏，保证装置安全平稳运行。
本发明反应器，结构上具有如下特色：
1、改变油气在反应器内的流向
油气在反应器内的流向变为的“由内而外”，即油气从反应器顶部直接进入中心管5，穿过中心管网后进入催化剂床层。油气经催化剂床层向四周辐射扩散再进入沿器壁的扇形筒4，再从扇形筒底部进入集合管8，从两侧导出汇合后进入下游的催化剂过滤器。
2、反应器顶部油气进口1直接连结中心管5，顶封头上开人孔3，在反应器底部设绕壁油气集合管8，将每个扇形筒4底部可插入集合管8，使反应油气汇集其中，最后从器壁两侧油气出口导出。
3、反应器底部可为锥形漏斗下料，消除了死区催化剂堆积。
采用本发明，具有如下有益效果：
1、此种新型反应器结构连接部位较少，几乎没有泄漏点，减少了催化剂的泄漏；中心管与扇形筒没有连接，不会因热膨胀不均导致内构件变形、破损，此种结构降低了生产成本，保证装置安全平稳长周期运行。
2、改变油气在反应器内的流向，由传统的“由外而内”变为现在的“由内而外”，即油气从反应器顶部直接进入中心管，穿过中心管网后进入催化剂床层。油气经催化剂床层向四周辐射扩散再进入沿器壁的扇形筒，再从扇形筒底部进入集合管。此种结构可以扩大催化剂与油气接触面积，增大油气在催化剂上停留时间，相同苛刻度下，提高产品质量。
3、取消了原技术中反应器下部的催化剂料腿，彻底消除了死区催化剂堆积，方便了检维修，减少了重整反应器框架高度。
附图说明
图1是现有技术中的重整反应器结构示意图。
图2为所示为一种应用本发明的重整反应器结构示意图。
图3是图2所示重整反应器催化剂流动示意图。
附图中：
1---油气进口，2---催化剂进口，3---人孔，4---重整反应器扇形筒，5---中心管，6---油气出口，7---催化剂出口，8---集合管，9---法兰。
具体实施方式
采用图2所示的重整反应器。重整反应器扇形筒4上部位置在反应器顶部，与反应器顶部封头焊缝线基本平齐，扇形筒顶部密闭，顶部光管为楔形，楔形坡面与扇形筒背面的角度为45度，扇形筒沿反应器内壁均布，采用3～5组支撑架10使其紧贴反应器内壁，减少了催化剂在扇形筒上的磨损；扇形筒底部开口，插入反应器集合管8，相接的方式为扇形筒底部有一环形凹槽，与集合管配合后用销钉进行固定。反应器集合管为一空腔，环壁焊接在反应器器壁上。中心管5在反应器顶部用螺栓固定，顶部开口，底部盲肠结构，中心管底部自由端悬空。
油气从重整反应器顶部油气进口1进入，再进入中心管5中，在离心力作用下，油气向器壁扩散，穿过催化剂床层反应后进入扇形筒4中，再进入集合管8，各扇形筒汇合的反应后的油气经集合管混合后从反应器油气出口6流出；催化剂自催化剂进口2靠自身重力沿催化剂料腿进入重整反应器中，在扇形筒4与中心管5组成的催化剂床层与油气参与反应，从催化剂出口7流出。人孔3为停工检修时，反应器检修及拆卸内件时使用。
Claims (12)
1.一种减少催化剂泄漏的重整反应器，有顶部封头，顶部封头开有人孔，并焊接有催化剂料腿，使催化剂沿料腿进入重整反应器内，重整反应器中含有中心管、扇形筒，其特征在于反应器顶部封头中心开口，中心管置于其中，中心管在反应器顶部用螺栓固定，中心管顶部开口底部密封，中心管顶部开口上接油气入口，中心管底部自由端悬空，沿器壁布有扇形筒，扇形筒顶部密闭，下部开口，在扇形筒下是绕壁而设的集合管，每个扇形筒下部开口均与集合管相接，设于重整反应器下部的集合管接油气出口使油气排出重整反应器，扇形筒与中心管之间为催化剂，重整反应器底部设有催化剂出口；油气经油气入口从重整反应器顶部进入中心管，然后再与催化剂接触反应，反应后的油气从扇形筒进入集合管，再由油气出口排出重整反应器。
2.根据权利要求1所述的重整反应器，其特征在于：中心管外部为约翰逊网，内部为有筛孔的筒体，中心管在反应器顶部固定，顶部开口，通向油气入口，底部为密封部；中心管底部悬空不与反应器底部相接。
3.根据权利要求1所述的重整反应器，其特征在于：中心管下部套有套筒，套筒上有导向架用于固定。
4.根据权利要求3所述的重整反应器，其特征在于：套筒上的导向架为三角导向架。
5.根据权利要求3或4所述的重整反应器，其特征在于：导向架另一端固定在重整反应器器壁上。
6.根据权利要求3或4所述的重整反应器，其特征在于：导向架为多个。
7.根据权利要求6所述的重整反应器，其特征在于导向架为3～4个。
8.根据权利要求1所述的重整反应器，其特征在于：中心管底部为球面或锥面。
9.根据权利要求1所述的重整反应器，其特征在于：扇形筒为约翰逊网扇形筒，横断面为扇形，顶端为光管，其余为约翰逊网，使用时扇形筒背面紧贴反应器内壁；扇形筒顶部密闭，下部开口且与反应器底部的集合管相接，各扇形筒排出的油气在集合管混合后从油气出口流出。
10.根据权利要求9所述的重整反应器，其特征在于：扇形筒顶部光管为楔形光管。
11.根据权利要求10所述的重整反应器，其特征在于：扇形筒顶部楔形光管楔形坡面与扇形筒背面的角度为30～50度。
12.根据权利要求9所述的重整反应器，其特征在于：重整反应器扇形筒的扇形面中部有多个支撑架，用于固定扇形筒。
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