CN108889249A - 一种移动床反应设备及进料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动床反应设备及进料方法，设备包括：移动床反应器；高压催化剂储罐，所述高压催化剂储罐通用于向移动床反应器内输送催化剂颗粒；可变压催化剂储罐，所述可变压催化剂储罐底部与所述高压催化剂储罐顶部可通断连接，所述可变压催化剂储罐用于根据自身压力变化向所述高压催化剂储罐中输送催化剂颗粒；输送装置，所述输送装置安装在所述移动床反应器底部并将所述移动床反应器中的催化剂颗粒从出料口输送出。本发明实现了变压操作，使输送固体催化剂的速率较快。

Description

一种移动床反应设备及进料方法

技术领域

本发明涉及石油化工科研设备技术领域，具体涉及一种用于石油化工中小型实验设备移动床反应器结构的固体催化剂进料的设备和方法。

背景技术

在石油化工装置上进行产品加工时，移动床反应器是一种重量的方式。流体和固体颗粒催化剂同时进入反应器，它们相互接触进行反应，同时催化剂颗粒进行移动，这种反应床层成为移动床。

目前用在移动床反应器的固定催化剂流动控制器，主要采用双阀间歇控制方法和静态催化剂模拟移动床的控制方法。

双阀间歇控制方法有许多不足，这种方法只能用于手动，只能是间歇，而且只能是常压，而且阀的使用寿命很短，最长只能使用一周，更换频率太高。

静态催化剂模拟移动床的控制方法也有很多不足，这种控制方法催化剂并不是实际意义上的移动床，只是做成模拟移动。而且只能是常压操作，且阀门更换频率也很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种移动床反应设备及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种移动床反应设备，包括：

移动床反应器；

高压催化剂储罐，所述高压催化剂储罐通用于向移动床反应器内输送催化剂颗粒；

可变压催化剂储罐，所述可变压催化剂储罐底部与所述高压催化剂储罐顶部可通断连接，所述可变压催化剂储罐用于根据自身压力变化向所述高压催化剂储罐中输送催化剂颗粒；

输送装置，所述输送装置安装在所述移动床反应器底部并将所述移动床反应器中的催化剂颗粒从出料口输送出。

本发明的有益效果是：本发明的移动床反应设备，通过在移动床反应器上设置可变压催化剂储罐和高压催化剂储罐，可通过可变压催化剂储罐自身压力变化向所述高压催化剂储罐内输送催化剂颗粒，然后再通过高压催化剂储罐向移动床反应器中输送催化剂颗粒，最后通过输送装置将移动床反应器中的催化剂颗粒从出料口输送出；本发明实现了变压操作，使输送固体催化剂的速率较快。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述可变压催化剂储罐通过充入惰性气体来调节自身压力。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过向可变压催化剂储罐中通入惰性气体来调节可变压催化剂储罐的压力，实现催化剂颗粒的输送，防止催化剂颗粒在有氧的高压环境下发生变性。

进一步，所述高压催化剂储罐通过充入惰性气体向移动床反应器内输送催化剂颗粒。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过向高压催化剂储罐中通入惰性气体来实现催化剂颗粒的输送，防止催化剂颗粒在有氧的高压环境下发生变性。

进一步，所述可变压催化剂储罐的容积为所述高压催化剂储罐容积的三分之二。

采用上述进一步方案的有益效果是：将可变压催化剂储罐的容积设置为高压催化剂储罐容积的三分之二，防止可变压催化剂储罐一次输送过多的催化剂颗粒到高压催化剂储罐中，使高压催化剂储罐发生堵塞。

进一步，所述可变压催化剂储罐顶部设有向其内输入催化剂的第一进料管，所述第一进料管上设有第一阀门。

采用上述进一步方案的有益效果是：在可变压催化剂储罐顶部设置第一进料管，并在第一进料管上设置第一阀门，可以通过第一进料管箱可变压催化剂储罐内输送催化剂颗粒，也可通过第一阀门来使可变压催化剂储罐密封，或者使可变压催化剂储罐卸压。

进一步，所述可变压催化剂储罐与所述高压催化剂储罐之间设有控制其通断的第二阀门。

采用上述进一步方案的有益效果是：在可变压催化剂储罐与高压催化剂储罐之间设置第二阀门，可在向移动床反应器中输送催化剂颗粒的时候，将可变压催化剂储罐与高压催化剂储罐之间切断，防止高压催化剂储罐中的压力受可变压催化剂储罐的影响。

进一步，所述输送装置包括电机和螺旋输送器，所述螺旋输送器水平设置在所述移动床反应器的底部内侧，其两端分别转动连接在所述移动床反应器的侧壁上；所述电机的电机轴与所述螺旋输送器的其中一端固定连接并驱动所述螺旋输送器转动；所述出料口开设在所述移动床反应器的底壁上且位于所述螺旋输送器输送方向的尾端。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置电机和螺旋输送器，可通过电机带动螺旋输送器转动，使螺旋输送器将移动床反应器内的催化剂颗粒输送至出料口的位置并排出。

进一步，还包括反应原料分布器，所述反应原料分布器安装在所述移动床反应器的顶部，且用于将所述高压催化剂储罐输送的物料均匀分布在所述移动床反应器内。

采用上述进一步方案的有益效果是：反应原料分布器的设置，使进入到移动床反应器内的催化剂颗粒能够均匀的分散进入到移动床反应器内部。

一种移动床反应设备进料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，向所述可变压催化剂储罐中输送催化剂颗粒，然后将可变压催化剂储罐密封充压，使所述可变压催化剂储罐中的压力高于所述高压催化剂储罐中的压力；

S2，当所述高压催化剂储罐中的催化剂颗粒储量小于其容积的预设百分比时，使所述可变压催化剂储罐与所述高压催化剂储罐之间连通，将所述可变压催化剂储罐中的催化剂颗粒输送至所述高压催化剂储罐内；

S3，待所述可变压催化剂储罐中的催化剂颗粒完全输送至所述高压催化剂储罐内时，将所述可变压催化剂储罐进行卸压，再向所述可变压催化剂储罐中输送催化剂颗粒，以实现向所述移动床反应器中连续输送催化剂颗粒；

S4，通过输送装置将高压催化剂储罐中的催化剂颗粒输送到移动床反应器的出料口排出。

本发明的有益效果是：本发明的方法，每当高压催化剂储罐中的催化剂颗粒储量小于一定量时，就将可变压催化剂储罐中的催化剂颗粒输送到高压催化剂储罐中，使高压催化剂储罐中的催化剂颗粒一直不停的向移动床反应器中输送，而可变压催化剂储罐中的催化剂颗粒间隔的对高压催化剂储罐进行补给，进料效率高。

进一步，所述预设百分比为20％。

采用上述进一步方案的有益效果是：将预设百分比设置为20％，避免高压催化剂储罐中的催化剂颗粒太少，而出现空罐的现象，保证了催化剂颗粒的持续不间断输送。

附图说明

图1为本发明移动床反应设备的结构原理示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、移动床反应器；11、出料管；2、高压催化剂储罐；21、第二进料管；3、可变压催化剂储罐；31、第一阀门；4、输送装置；41、电机；42、螺旋输送器；5、第二阀门；6、反应原料分布器；7、催化剂颗粒；8、输送通道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种移动床反应设备，包括：

移动床反应器1；

高压催化剂储罐2，所述高压催化剂储罐2通用于向移动床反应器1内输送催化剂颗粒7；

可变压催化剂储罐3，所述可变压催化剂储罐3底部与所述高压催化剂储罐2顶部可通断连接，所述可变压催化剂储罐3用于根据自身压力变化向所述高压催化剂储罐2中输送催化剂颗粒7；

输送装置4，所述输送装置4安装在所述移动床反应器1底部并将所述移动床反应器1中的催化剂颗粒7从出料口输送出。

其中，所述可变压催化剂储罐3顶端设置有可打开或关闭的进料口，可通过进料口向可变压催化剂储罐内输送催化剂颗粒。另外，所述可变压力催化剂储罐3和高压催化剂储罐4都可采用圆筒形结构，可有效避免催化剂储罐的角落遗留催化剂颗粒，方便清理。

本实施例的移动床反应设备，通过在移动床反应器上设置可变压催化剂储罐和高压催化剂储罐，可通过可变压催化剂储罐自身压力变化向所述高压催化剂储罐内输送催化剂颗粒，然后再通过高压催化剂储罐向移动床反应器中输送催化剂颗粒，最后通过输送装置将移动床反应器中的催化剂颗粒从出料口输送出；本发明实现了变压操作，使输送固体催化剂的速率较快。

实施例2

如图1所示，本实施例的一种移动床反应设备，包括：

移动床反应器1；

高压催化剂储罐2，所述高压催化剂储罐2通用于向移动床反应器1内输送催化剂颗粒7；

可变压催化剂储罐3，所述可变压催化剂储罐3底部与所述高压催化剂储罐2顶部可通断连接，所述可变压催化剂储罐3用于根据自身压力变化向所述高压催化剂储罐2中输送催化剂颗粒7；

输送装置4，所述输送装置4安装在所述移动床反应器1底部并将所述移动床反应器1中的催化剂颗粒7从出料口输送出。

其中，所述可变压催化剂储罐3通过充入惰性气体来调节自身压力。通过向可变压催化剂储罐中通入惰性气体来调节可变压催化剂储罐的压力，实现催化剂颗粒的输送，防止催化剂颗粒在有氧的高压环境下发生变性。惰性气体优选采用氮气。

所述高压催化剂储罐2通过充入惰性气体向移动床反应器1内输送催化剂颗粒7。通过向高压催化剂储罐中通入惰性气体来实现催化剂颗粒的输送，防止催化剂颗粒在有氧的高压环境下发生变性。惰性气体优选采用氮气。

本实施例的移动床反应设备，通过在移动床反应器上设置可变压催化剂储罐和高压催化剂储罐，可通过可变压催化剂储罐自身压力变化向所述高压催化剂储罐内输送催化剂颗粒，然后再通过高压催化剂储罐向移动床反应器中输送催化剂颗粒，最后通过输送装置将移动床反应器中的催化剂颗粒从出料口输送出；本发明实现了变压操作，使输送固体催化剂的速率较快。

另外，本实施例的一个可选方案为，所述可变压催化剂储罐3的容积为所述高压催化剂储罐2容积的三分之二。将可变压催化剂储罐的容积设置为高压催化剂储罐容积的三分之二，防止可变压催化剂储罐一次输送过多的催化剂颗粒到高压催化剂储罐中，使高压催化剂储罐发生堵塞。

本实施例的一个具体方案为，所述可变压催化剂储罐3顶部设有向其内输入催化剂颗粒的第一进料管，所述第一进料管上设有第一阀门31。在可变压催化剂储罐顶部设置第一进料管，并在第一进料管上设置第一阀门，可以通过第一进料管箱可变压催化剂储罐内输送催化剂颗粒，也可通过第一阀门来使可变压催化剂储罐密封，或者使可变压催化剂储罐卸压。

本实施例的一个具体方案为，所述可变压催化剂储罐3与所述高压催化剂储罐2之间设有控制其通断的第二阀门5。实际上，是在可变压催化剂储罐3与所述高压催化剂储罐2之间连接第二进料管21，然后，将第二阀门5设在上所述第二进料管21上。在可变压催化剂储罐与高压催化剂储罐之间设置第二阀门，可在向移动床反应器中输送催化剂颗粒的时候，将可变压催化剂储罐与高压催化剂储罐之间切断，防止高压催化剂储罐中的压力受可变压催化剂储罐的影响。

本实施例中，输送装置可以选用任何能够将移动床反应器底部的催化剂颗粒输送至出料口的装置，例如，可以采用推料装置(气缸推杆)等。当然，本实施例的一个优选方案为，所述输送装置4包括电机41和螺旋输送器42，所述螺旋输送器42水平设置在所述移动床反应器1的底部内侧，其两端分别转动连接在所述移动床反应器1的侧壁上；所述电机41的电机轴与所述螺旋输送器42的其中一端固定连接并驱动所述螺旋输送器42转动；所述出料口开设在所述移动床反应器1的底壁上且位于所述螺旋输送器42输送方向的尾端。通过设置电机和螺旋输送器，可通过电机带动螺旋输送器转动，使螺旋输送器将移动床反应器内的催化剂颗粒输送至出料口的位置并排出。另外，电机可选为磁力电机。螺旋输送器实际上是在一根转轴上安装一个螺旋片，转轴转动，螺旋片就带动物料沿转轴螺旋运动。电机具体安装在移动床反应器下方的外侧，电机的磁力驱动轮驱动催化剂螺旋输送器的转轴。

具体的，所述移动床反应器1底部设有一输送通道8，所述螺旋输送器设置在所述输送通道8内，所述输送通道8横向设置，且一端与所述移动床反应器1的一侧壁平齐，另一端延伸出所述移动床反应器1一部分，且所述输送通道8下方设有出料管11，所述出料管11位于移动床反应器1的一侧。

本实施例的另一个优选方案为，移动床反应设备还包括反应原料分布器6，所述反应原料分布器6安装在所述移动床反应器1的顶部，且用于将所述高压催化剂储罐2输送的物料均匀分布在所述移动床反应器1内。反应原料分布器的设置，使进入到移动床反应器内的催化剂颗粒能够均匀的分散进入到移动床反应器内部。

本实施例的移动床反应设备的使用原理为，打开第一阀门，催化剂颗粒通过第一进料管进入到可变压力催化剂储罐内，关闭第一阀门，并向可变压力催化剂储罐中用氮气进行充压，并使可变压力催化剂储罐中的压力达到或略高于高压催化剂储罐内的压力，然后当高压催化剂储罐内的催化剂储量小于高压催化剂储罐容积的20％时，打开第二阀门，将可变压力催化剂储罐内的催化剂颗粒输送至高压催化剂储罐内；关闭第二阀门，打开第一阀门，将可变压力催化剂储罐卸压，再将催化剂颗粒通过进料口装入到可变压力催化剂储罐内。如此，可以实现催化剂颗粒从高压催化剂储罐到移动床反应器中的持续不间断输送。

实施例3

本实施例的一种移动床反应设备进料的方法，包括以下步骤：

S1，向所述可变压催化剂储罐3中输送催化剂颗粒7，然后将可变压催化剂储罐密封充压，使所述可变压催化剂储罐3中的压力高于所述高压催化剂储罐2中的压力；

S2，当所述高压催化剂储罐2中的催化剂颗粒7储量小于其容积的预设百分比时，使所述可变压催化剂储罐3与所述高压催化剂储罐2之间连通，将所述可变压催化剂储罐3中的催化剂颗粒7输送至所述高压催化剂储罐2内；

S3，待所述可变压催化剂储罐3中的催化剂颗粒7完全输送至所述高压催化剂储罐2内时，将所述可变压催化剂储罐4进行卸压，再向所述可变压催化剂储罐4中输送催化剂颗粒7，以实现向所述移动床反应器1中连续输送催化剂颗粒7；

S4，通过输送装置4将高压催化剂储罐2中的催化剂颗粒7输送到移动床反应器1的出料口排出。

本实施例的方法，每当高压催化剂储罐中的催化剂颗粒储量小于一定量时，就将可变压催化剂储罐中的催化剂颗粒输送到高压催化剂储罐中，使高压催化剂储罐中的催化剂颗粒一直不停的向移动床反应器中输送，而可变压催化剂储罐中的催化剂颗粒间隔的对高压催化剂储罐进行补给，进料效率高。

本实施例的所述预设百分比为20％。将预设百分比设置为20％，避免高压催化剂储罐中的催化剂颗粒太少，而出现空罐的现象，保证了催化剂颗粒的持续不间断输送。

本发明的设备和方法可用于任何移动床反应，可通过控制电机的转速来对催化剂颗粒的流速进行控制。先对电机设定三个恒定转速，分别为转速A、转速B和转速C，对三个恒定转速下的催化剂颗粒在催化剂下料管中的流量进行标定。表1和表2分别给出了电机在转速A和转速C下的催化剂颗粒每分钟的流量，并分别对表1和表2的流量数据模拟形成了线性回归方程。电机在转速B下的催化剂流量数据未列出，但对该流量数据模拟出了线性回归方程。电机在转速A、转速B和转速C下的线性回归方程分别为Y1＝4.423t+2*10^-12，Y2＝2.211t-7*10^-13，Y3＝0.3687t-2*10^-13(Y-流量，克；t-时间，分)，均方差R²均为1；三条曲线线性度都非常好，不同转速下，催化剂颗粒的流量非常稳定，平均偏差为10^-12克/分。

表1催化剂流量计量表(系列1)

(注：催化剂粒径：2毫米，催化剂流率：4.423克/分)

表2催化剂流量计量表(系列3)

(注：催化剂粒径：2毫米，催化剂流率：0.3687克/分)

因此，本实施例的移动床反应器结构的设备，可通过调整电机的转数可实现催化剂颗粒流速的稳定，可连续精确控制催化剂颗粒的流量。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种移动床反应设备，其特征在于，包括：

移动床反应器；

高压催化剂储罐，所述高压催化剂储罐通用于向移动床反应器内输送催化剂颗粒；

可变压催化剂储罐，所述可变压催化剂储罐底部与所述高压催化剂储罐顶部可通断连接，所述可变压催化剂储罐用于根据自身压力变化向所述高压催化剂储罐中输送催化剂颗粒；

输送装置，所述输送装置安装在所述移动床反应器底部并将所述移动床反应器中的催化剂颗粒从出料口输送出。

2.根据权利要求1所述一种移动床反应设备，其特征在于，所述可变压催化剂储罐通过充入惰性气体来调节自身压力。

3.根据权利要求1所述一种移动床反应设备，其特征在于，所述高压催化剂储罐通过充入惰性气体向移动床反应器内输送催化剂颗粒。

4.根据权利要求1所述一种移动床反应设备，其特征在于，所述可变压催化剂储罐的容积为所述高压催化剂储罐容积的三分之二。

5.根据权利要求1所述一种移动床反应设备，其特征在于，所述可变压催化剂储罐顶部设有向其内输入催化剂的第一进料管，所述第一进料管上设有第一阀门。

6.根据权利要求1所述一种移动床反应设备，其特征在于，所述可变压催化剂储罐与所述高压催化剂储罐之间设有控制其通断的第二阀门。

7.根据权利要求1至6任一项所述一种移动床反应设备，其特征在于，所述输送装置包括电机和螺旋输送器，所述螺旋输送器水平设置在所述移动床反应器的底部内侧，其两端分别转动连接在所述移动床反应器的侧壁上；所述电机的电机轴与所述螺旋输送器的其中一端固定连接并驱动所述螺旋输送器转动；所述出料口开设在所述移动床反应器的底壁上且位于所述螺旋输送器输送方向的尾端。

8.根据权利要求1至6任一项所述一种移动床反应设备，其特征在于，还包括反应原料分布器，所述反应原料分布器安装在所述移动床反应器的顶部，且用于将所述高压催化剂储罐输送的物料均匀分布在所述移动床反应器内。

9.一种权利要求1至8任一项所述的移动床反应设备进料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，向所述可变压催化剂储罐中输送催化剂颗粒，然后将可变压催化剂储罐密封充压，使所述可变压催化剂储罐中的压力高于所述高压催化剂储罐中的压力；

S2，当所述高压催化剂储罐中的催化剂颗粒储量小于其容积的预设百分比时，使所述可变压催化剂储罐与所述高压催化剂储罐之间连通，将所述可变压催化剂储罐中的催化剂颗粒输送至所述高压催化剂储罐内；

S3，待所述可变压催化剂储罐中的催化剂颗粒完全输送至所述高压催化剂储罐内时，将所述可变压催化剂储罐进行卸压，再向所述可变压催化剂储罐中输送催化剂颗粒，以实现向所述移动床反应器中连续输送催化剂颗粒；

S4，通过输送装置将高压催化剂储罐中的催化剂颗粒输送到移动床反应器的出料口排出。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预设百分比为20％。