CN109603690B - 一种重整反应器及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种重整反应器及其应用，通过分段混氢及将提升氢、汽提氢分别引入不同的反应器中，合理调整了重整反应器中H2/HC摩尔比，可导致芳烃和氢气产率与常规现有技术配置相比有很大提高。与现有技术相比，本发明的重整反应器采用侧进顶出的径向反应器结构，可有效降低反应器的高度，解决反应器顶部空间浪费较大的问题，同时方便中心筒和扇形筒的检修，重整反应器底部设置有催化剂收集斗，采用氢气汽提，一方面可汽提出催化剂上携带的烃类组分，同时也降低了催化剂的提升温度，有利于安全操作及后续设备及管线的材料选择。

Description

一种重整反应器及其应用
技术领域
本发明涉及催化重整技术领域，尤其是涉及一种重整反应器及其应用。
背景技术
催化重整装置的目标是将环烷烃和链烷烃(正链烷烃和异链烷烃)转化成芳烃。所涉及的主要反应是环烷脱氢、链烷脱氢环化成芳烃和可能的异构化，同时也可能发生加氢裂化、氢解、芳烃脱烷基和生成焦炭等副反应。工艺技术发展的目标就是促进主反应，抑制副反应。
目前，世界上已经工业化的连续重整技术主要有美国UOP公司技术和法国Axens公司技术。UOP公司的连续重整装置中，反应系统一般采用重叠式反应器，反应进料和反应出料都是采用从反应器侧面进出的上进上出方式，重整循环氢按反应需要的H2/HC摩尔比一次性在重整进料换热器前混入进料，还原罐出来的还原氢送到末段重整反应器底部催化剂收集斗做汽提介质，出收集斗后与四反产物混合。
Axens公司的连续重整则通常采用四个并排的反应器，反应进料和反应出料采用顶进底出，上进下出方式，重整循环氢按反应需要的H2/HC摩尔比一次性在重整进料换热器前混入进料，还原罐出来的还原氢送到重整产物空冷器和重整产物混合后冷却。
在实际生产中，UOP和Axens的连续重整工艺仍存在着一些亟待完善的问题。如Axens重整反应器进料和反应出料采用顶进底出，上进下出的方式使得反应物料在催化剂床层的上下分布不均匀，不均匀度大于8％；UOP重整反应器进料和反应出料采用上进上出使得反应物料在催化剂床层的上下分布均匀，不均匀度小于2％，但其反应进料和反应出料均采用侧面进出，每个反应器上部有～40％的空间浪费，造成设备建造成本高，四合一反应器总高偏高等缺点；重整循环氢按反应需要的H2/HC摩尔比一次性在重整进料换热器前混入进料，由于在前面的两个反应器中氢气的分压高抑制了原料中包含的环烷烃和链烷烃的脱氢环化反应，且在最初两个反应器中生焦反应并不显著，而这种一次性引入全部所需的循环氢在热力学上也不利于上述反应，同时会造成前面两个反应器规格较大，投资增加等。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种侧进顶出连续重整反应器及其应用，通过改善反应器的进出口位置，增加反应器底催化剂收集斗等措施，保证反应物料在催化剂床层的上下均匀分布的同时，有效降低了反应器的高度，解决反应器顶部空间浪费较大的问题，通过催化剂收集斗氢气汽提以及优化提升氢气的去向，调整不同反应器内的H2/HC摩尔比，充分促进主反应并抑制副反应，减少投资，提高经济效益。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种重整反应器，采用径向床层结构，包括筒体、上部封头、下部封头和催化剂收集斗；
所述上部封头和下部封头分别设置在筒体的两端，与筒体固定连接形成密封的结构，所述催化剂收集斗位于下部封头下面；
所述筒体设置有反应物料进口，反应物料进口处设置入口分布板，将原料气体导入催化剂床层外侧。筒体内设扇形筒、中心筒，扇形筒上端、下端敞开，紧挨着筒体内壁布置，构成催化剂床层外侧空间；中心筒位于筒体中心，作为产物流通通道；扇形筒内侧和中心筒外侧围成的环形空间用于构建催化剂床层；中心筒下端封闭，穿过下部封头伸入催化剂收集斗，上端与反应产物出口连接；
所述上部封头为球形或椭球形，顶部设置有反应产物出口和催化剂进料管，反应产物出口与中心筒连通；筒体与上部封头之间设置有密封板，催化剂进料管穿过密封板伸入筒体内的催化剂床层中；
所述下部封头为球型或椭球型，底部连接催化剂收集斗；在催化剂收集斗与筒体连接处有催化剂通道，内置导流板，该导流板为多个竖直的档板，均匀排布在中心筒与催化剂收集斗内壁之间的环形通道内，将环形通道分割成若干扇形通道；
所述催化剂收集斗底部设置有催化剂出口，侧面设置有汽提氢气进口和汽提氢气出口，内设锥形筒和圆筒环形筒；锥形筒将由筒体下来的催化剂导入汽提区，圆筒环形筒将氢气导入汽提区；
所述反应物料进口位于筒体上部侧面，沿圆周均匀分布，数量为2、3、4或6，优选为3或4，所述反应物料进口的内侧设置有入口分布板，所述入口分布板面积为反应物料进口面积的1.5～3倍,优选为2～2.5倍，在入口分布板上开10mm～12mm的小孔，开孔率为5％～35％，优选为～20％。
所述扇形筒为多个带开孔的梯形扇形筒，扇形筒紧贴筒体内壁沿周向连续排布，扇形筒贴在反应器内壁侧为不开孔的弧形板，在催化剂床层侧为开孔的弧形板，弧形板的开孔率为10～30％，优选为20～25％。
所述催化剂进料管沿周向均匀分布，数量为6、8、10、12或15，最优选为12或15。
所述中心筒的开孔率为10～30％，优选为16～22％。
一种应用侧进顶出重整反应器的方法，采用以下步骤：
1)重整反应由多段反应组成。重整原料经过升温后，进入第一重整反应器进行重整反应，一反重整产物从第一重整反应器顶出来后经过加热进入第二重整反应器，再经加热后进入第三重整反应器，再经加热后进入末段重整反应器，末段反应产物经换热冷却后，进入重整产物气液分离罐；
2)重整产物气液分离罐顶循环氢进入重整循环氢压缩机，重整循环氢压缩机出口气相分为两路，一路作为循环氢返回至第二重整反应器出口，作为第三重整反应器、末段重整反应器的补充氢；另一路作为重整产氢进入再接触系统，重整气液分离罐底液相进入重整氢再接触系统；
3)各反应器顶部均设置催化剂料斗。再生催化剂提升至1号上部料斗，再生催化剂在重力的作用下先进入还原罐用氢气还原后，再进入第一重整反应器进行催化重整反应，然后进入反应器底部的催化剂收集斗，用氢气汽提出催化剂上携带的油气；
4)催化剂依次流经第二重整反应器、第三重整反应器、末段重整反应器，反应器间的催化剂提升采用氢气；
5)末段重整反应器底部的待生催化剂由氮气提升至待生催化剂分离料斗，待生催化剂在待生催化剂分离料斗中完成气固分离及粉尘掏析，在重力的作用依次进入氯吸附罐、闭锁料斗、再生器；
6)待生催化剂在再生器中进行烧焦、氧氯化、干燥及冷却后，再生催化剂采用氮气提升至1号上部料斗，完成催化剂系统的循环。
所述重整循环氢压缩机出口的循环氢仅引入至第二重整反应器的出口，维持第三重整反应器、末段重整反应器的H2的摩尔流量/进料油的摩尔流量(H2/HC)为2～2.2。
剩余的再生催化剂还原用氢气返回第一重整反应器入口，作为第一重整反应器和第二重整反应器的循环氢，第一重整反应器和第二重整反应器内H2/HC为0.2～1；
所述重整循环氢压缩机出口有管线连接第一重整反应器入口，用于调节第一重整反应器和第二重整反应器内H2/HC。
所述再生催化剂在还原罐中用重整产氢或PSA氢进行二段还原，优选PSA氢气。
催化剂提升采用L阀组管式提升器，提升管线采用垂直提升。
第二重整反应器的2号上部料斗顶部流出的催化剂提升氢气循环进入第二重整反应器催化剂盖板下，平衡料斗和第二重整反应器之间的压差并调整第二重整反应器内的H2/HC；从第三重整反应器的3号上部料斗顶部流的催化剂提升氢气循环进入第三重整反应器催化剂盖板下，平衡料斗和第三重整反应器之间的压差并调整第三重整反应器内的H2/HC；从末段重整反应器的4号上部料斗顶部流的催化剂提升氢气循环进入末段重整反应器催化剂盖板下，平衡料斗和末段重整反应器之间的压差并调整末段重整反应器内的H2/HC。
所述再生器及末段重整反应器的底部分别设置催化剂隔离系统，用于氢烃环境和含氧环境的隔离。
每段重整反应器可以是一台，也可以是多台并联。
上述连续重整反应器，采用低阻力降的径向结构，并可与上部料斗通过催化剂管线直接相连接，可实现反应物料连续地通过压力降较小的催化剂径向床层完成反应，催化剂能连续的进出反应器并在床层中移动，由此实现连续重整反应条件的优化。侧进顶出结构可最大限度有效利用反应器的容积，其结构紧凑，布局合理，简化了与上下游设备间的流程，采用反应器下部设催化剂收集斗的结构，可实现对离开连续重整反应器的催化剂经行汽提、冷却，简化了流程，降低后续设备和管线材质要求。采用多个反应物料进口，沿圆周均匀分布，可减小进口管嘴的公称直径，有利于进料物料的快速均匀分布，提高了反应器的空间利用效率。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.分段混氢及将提升氢、汽提氢分别引入不同的反应器技术，合理调整了R-1～R-4中H2/HC摩尔比：在R-1、R-2中H2/HC摩尔比的降低可导致芳烃和氢气产率与常规现有技术配置相比有很大提高。由于在R-1、R-2中氢气的分压降低促进了原料中包含的环烷烃的脱氢和链烷烃的脱氢环化反应和减少长链链烷烃的裂解反应，即在R-1、R-2中发生的那些主反应，而H2/HC摩尔比降低在热力学上有利于上述反应；通过大幅提高R-3、R-4中的H2/HC摩尔比可有效抑制长链链烷烃的裂解反应及催化剂上积炭反应。有利地改进了氢气在各个反应器之间的合理分布,在原料处理规模相同的前提下可减小R-1、R-2的尺寸规格，节省投资；同时重整循环氢压缩机C-1循环氢流量降低，节约能耗。
2.重整反应器采用侧进顶出的径向反应器结构，可有效降低了反应器的高度，解决反应器顶部空间浪费较大的问题，同时方便中心筒和扇形筒的检修；
3.重整反应器底部设置有催化剂收集斗，采用氢气汽提，一方面可汽提出催化剂上携带的烃类组分，同时也降低了催化剂的提升温度，有利于安全操作及后续设备及管线的材料选择；
4.通过使用上述重整反应器，反应进出采用侧进顶出结构，使得反应物料在催化剂床层的上下分布均匀，分布不均匀度小于2％；最大限度有效利用反应器的容积，结构紧凑，布局合理，简化了与上下游设备的流程，采用反应器下部增设催化剂收集斗的结构，可实现对离开连续重整反应器的催化剂经行汽提、冷却，降低后续设备和管线材质要求，采用多个反应物料进口，沿圆周均匀分布，可减小进口管嘴的公称直径，同时有利于进料物料的快速均匀分布，提高了反应器的空间利用效率，采用梯形扇形筒，增加扇形筒的强度，且便于安装和检维修，避免了催化剂和反应物流动死区。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为重整反应器的结构示意图；
图3为图2中A-A截面的结构示意图；
图4为图2中B-B截面的结构示意图。
图1中，V-1：重整产物气液分离罐；V-2：还原罐；V-3：1号上部料斗；V-4：待生催化剂分离料斗；V-5：2号上部料斗；V-6：3号上部料斗；V-7：4号上部料斗；V-8：氯吸附罐；V-9：特殊弯头；V-10：闭锁料斗；R-1：第一重整反应器；R-2：第二重整反应器；R-3：第三重整反应器；R-4：末段重整反应器；R-5：再生器；E-1：重整进料换热器；F-1：重整第一加热炉；F-2：重整第二加热炉；F-3：重整第三加热炉；F-4：末段重整加热炉；C-1：重整循环氢压缩机；A-1：重整产物空冷器；
图2中，1：筒体；2：扇形筒；3：催化剂床层；4：中心筒；5：反应产物出口；6：催化剂入口；7：反应物料进口；8：汽提氢气进口；9：催化剂出口；10：导流板；11：汽提氢气出口；12：锥形筒和圆筒环形筒；13：催化剂收集斗；14：孔板内筒；15：中间条形孔支撑筒；16：中心筒外网；17：支撑杆；18：入口分布板；19：密封板。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
一种重整反应器，其结构如图2所示，使用的重整反应器采用径向床层结构，包括筒体1、上部封头、下部封头和催化剂收集斗13等组件。上部封头和下部封头分别设置在筒体1的两端，与筒体固定连接形成密封的结构，催化剂收集斗13位于下部封头下面。使用的上部封头为球形或椭球形，根据实际情况可以任意选择相应的形状或者结构。顶部设置有反应产物出口5和催化剂进料管，在催化剂进料管位于上部封头外侧的端部即为催化剂入口6，反应产物出口5与中心筒4连通。催化剂进料管沿周向均匀分布，数量为6、8、10、12或15等等，根据实际情况最优选为12或15个。扇形筒2与中心筒4顶部之间设置有密封板19，催化剂进料管穿过密封板19伸入筒体内的催化剂床层3中。中心筒4内为孔板内筒14以及设置在孔板内筒14内的中间条形孔支撑筒15和中心筒外网16(约翰逊网)下部封头为球型或椭球型，底部连接催化剂收集斗13；在催化剂收集斗13与筒体1连接处有催化剂通道，内置导流板，该导流板为多个竖直的档板，均匀排布在中心筒与催化剂收集斗内壁之间的环形通道内，将环形通道分割成若干扇形通道。
筒体1设置有反应物料进口7，位于筒体上部侧面，沿圆周均匀分布，数量为2、3、4或6，根据实际需要最优的方案可以设置3个或4个，反应物料进口7处设置入口分布板18，将原料气体导入催化剂床层的外侧。入口分布板18面积为反应物料进口面积的1.5～3倍,优选为2～2.5倍，经支撑杆17连接在反应物料进口7内侧。在入口分布板18上开10mm～12mm的小孔，开孔率为5％～35％，优选为～20％。在筒体1内设扇形筒2、中心筒4，扇形筒2上端、下端敞开，紧挨着筒体1的内壁布置，构成催化剂床层外侧空间；使用的扇形筒2为多个带开孔的梯形扇形筒，扇形筒紧贴筒体内壁沿周向连续排布，扇形筒贴在反应器内壁侧为不开孔的弧形板，在催化剂床层侧为开孔的弧形板，弧形板的开孔率为10～30％，优选为20～25％，中心筒4位于筒体中心，作为产物流通通道。中心筒4的开孔率为10～30％，优选为16～22％；扇形筒2内侧和中心筒4外侧围成的环形空间用于构建催化剂床层3；中心筒4的下端封闭，穿过下部封头伸入催化剂收集斗13，上端与反应产物出口5连接；催化剂收集斗13的底部设置有催化剂出口9，侧面设置有汽提氢气进口8和汽提氢气出口11，内设锥形筒和圆筒环形筒12；锥形筒将由筒体下来的催化剂导入汽提区，圆筒环形筒将氢气导入汽提区。
应用上述重整反应器进行分段混氢连续重整，其工艺流程如图1所示，可以采用以下步骤：
1)重整反应由多段反应组成。重整原料经过升温后，进入第一重整反应器R-1进行重整反应，一反重整产物从第一重整反应器R-1顶出后依次进入重整第二加热炉F-2、第二重整反应器R-2、重整第三加热炉F-3、第三重整反应器R-3、末段重整加热炉F-4、末段重整反应器R-4，四反产物从末段重整反应器R-4顶出进入重整进料换热器E-1换热后，进入重整产物空冷器A-1冷却至35～45℃后进入重整产物气液分离罐V-1；
2)重整产物气液分离罐顶循环氢进入重整循环氢压缩机C-1，重整循环氢压缩机C-1的出口气相分为两路，一路作为循环氢返回至第二重整反应器R-2的出口，作为第三重整反应器R-3、末段重整反应器R-4的补充氢，维持第三重整反应器R-3、末段重整反应器R-4的H2的摩尔流量/进料油的摩尔流量(H2/HC)为2～2.2；另一路作为重整产氢进入再接触系统，重整气液分离罐底液相进入重整氢再接触系统；
3)各反应器顶部均设置催化剂上部料斗。再生催化剂提升至1号上部料斗V-3，再生催化剂在重力的作用下先进入还原罐V-2用氢气还原后，再进入第一重整反应器R-1催化重整反应，然后进入反应器底部的催化剂收集斗，用氢气汽提出催化剂上携带的油气,剩余的再生催化剂还原用氢气返回第一重整反应器R-1的入口，作为第一重整反应器R-1和第二重整反应器R-2的循环氢，第一重整反应器R-1和第二重整反应器R-2内H2/HC为0.2～1；
4)催化剂依次流经第二重整反应器R-2、第三重整反应器R-3、末段重整反应器R-4，反应器间的催化剂提升采用氢气；
5)末段重整反应器R-4底部的待生催化剂由氮气提升至待生催化剂分离料斗V-4，待生催化剂在待生催化剂分离料斗中完成气固分离及粉尘掏析，在重力的作用依次进入氯吸附罐V-8、闭锁料斗V-10、再生器R-5，待生催化剂在氯吸附罐V-8中与烧焦气接触，吸附烧焦气中的氯及氯化氢，待生催化剂经闭锁料斗V-10升压到0.45～0.65MPa后进入再生器R-5，并且再生器R-5及末段重整反应器R-4的底部分别设置催化剂隔离系统，用于氢烃环境和含氧环境的隔离；
6)待生催化剂在再生器R-5中进行烧焦、氧氯化、干燥及冷却后，再生催化剂采用氮气提升至1号上部料斗V-3，完成催化剂系统的循环。
上述重整反应器顶部的料斗的提升平衡气直接进入反应器顶部盖板下，平衡重整反应器与料斗之间的压差并调整重整反应器内H2的摩尔流量/进料油的摩尔流量，具体来说，从2号上部料斗V-5顶部流出的催化剂提升氢气循环进入第二重整反应器R-2催化剂盖板下，平衡2号上部料斗V-5和第二重整反应器R-2之间的压差并调整R-2内的H2/HC摩尔比。从3号上部料斗V-6顶部流出的催化剂提升氢气循环进入第三重整反应器R-3催化剂盖板下，平衡3号上部料斗V-6和第三重整反应器R-3之间的压差并调整第三重整反应器R-3内的H2/HC摩尔比。从4号上部料斗V-7顶部流出的催化剂提升氢气循环进入末段重整反应器R-4催化剂盖板下，平衡4号上部料斗V-7和末段重整反应器R-4之间的压差并调整末段重整反应器R-4内的H2/HC摩尔比。催化剂提升采用L阀组管式提升器，提升管线采用垂直提升，采用特殊弯头V-9减少催化剂粉尘。在上述工艺流程中使用了4台如图1所示的重整反应器，实际上采用三台或四台重整径向反应器并列布置均可以完成上述工艺流程。
以下是更加详细的实施案例，通过以下实施案例进一步说明本发明的技术方案以及所能够获得的技术效果。
实施例1
进一步参照图1进行详细描述。
用于精制汽油(馏程为80℃-175℃)的催化重整装置包括反应部分和再生部分，该反应部分由以串联操作的示为第一重整反应器R-1、第二重整反应器R-2、第三重整反应器R-3、末段重整反应器R-4的四个反应器构成，该再生部分包括催化剂烧焦的步骤I(二段烧焦)、用于氯氧化以再分散贵金属微晶的步骤II、和用于在能够在将其重新引入反应器之前还原该催化剂的氢气还原的步骤III。
该反应部分在图1中是由第一重整反应器R-1、第二重整反应器R-2、第三重整反应器R-3、末段重整反应器R-4以“并列”构型呈现的4个反应器构成的。
该再生部分在图1中是由的再生器R-5完成催化剂再生的步骤I和步骤II，催化剂还原(步骤III)则是在还原罐V-2中完成。
待处理的精制石脑油通过重整进料换热器E-1，然后通过重整第一加热炉F-1，然后被引入该串联中的第一重整反应器R-1。
催化剂在反应部分的四个反应器中移动，作为径向移动床，并基本上被待处理的进料和各个中间流出物径向穿过，进行重整反应。
将末段重整反应器R-4出口处的反应流出物在重整进料换热器E-1中冷却，进入重整产物空冷器A-1冷却至35～45℃后进入重整产物气液分离罐V-1，气液分离罐顶气相进入重整循环氢压缩机C-1，压缩机出口气相分为两路，一路作为循环氢返回至第二重整反应器R-2出口，作为第三重整反应器R-3和末段重整反应器R-4的循环氢补充氢；另一路作为重整产氢进入再接触系统。重整气液分离罐底液相(称作C4 +)进入重整氢再接触系统。
然后将待生催化剂在包括催化剂烧焦的步骤I、氧氯化步骤II的再生器中再生。再生催化剂在还原罐V-2中完成氢气还原步骤III，然后依靠重力流入第一重整反应器R-1的顶部。
在现有技术中，循环氢是一次性引入重整进料换热器E-1中和待处理的精制石脑油混合加热，控制第一重整反应器R-1入口的H2/HC摩尔比为2～3，将还原罐V-2流出物(还原氢)重新引向重整循环氢压缩机(C-1)的上游或重整产物气液分离罐(V-1)的上游。
在本发明中，循环氢经重整循环氢压缩机C-1加压后引入到第二重整反应器R-2出口，调整第三重整反应器R-3、末段重整反应器R-4中的H2/HC摩尔比为～2。而将还原氢循环到第一重整反应器R-1的顶部。
还原氢的一般特征如下所示：
压力：0.495±0.05MPa
温度：377℃±10℃；
氢气含量：99.9％(v)
氯气含量：20～50ppmw
水含量：50～100ppmv
R-1进口压力：0.49±0.05MPa
还原氢通常含有99.9％(v)的氢气，通过注入第一重整反应器R-1顶部后，第一重整反应器R-1的相应的H2/HC比值大约到0.2～0.3，第一重整反应器R-1上H2/HC比的降低能够促进在所述反应器中的环烷烃脱氢反应和减少长链链烷烃的裂解反应。循环氢注入第二重整反应器R-2出口，使循环氢压缩机的负荷减少，节能。更进一步，减小第一重整反应器R-1和第二重整反应器R-2中H2/HC比值会减小第一重整反应器R-1和第二重整反应器R-2的规格尺寸。
本发明的侧进上出移动床径向反应器，油气入口设置在反应器侧壁，充分利用了反应器顶部空间，可有效降低反应器高度。
实施例2
一种重整反应器，其结构如图2-4所示，使用的重整反应器采用径向床层结构，包括筒体1、上部封头、下部封头和催化剂收集斗13等组件。上部封头和下部封头分别设置在筒体1的两端，与筒体固定连接形成密封的结构，催化剂收集斗13位于下部封头下面。使用的上部封头为球形或椭球形，根据实际情况可以任意选择相应的形状或者结构。顶部设置有反应产物出口5和催化剂进料管，在催化剂进料管位于筒体1的外侧的端部即为催化剂入口6，反应产物出口5与中心筒4连通。催化剂进料管沿周向均匀分布，本实施例中设置的数量为6个，也可以根据实际需要设置其他的数量。扇形筒2与中心筒4顶部之间设置有密封板19，催化剂进料管穿过密封板19伸入筒体内的催化剂床层3中。中心筒4内为孔板内筒14以及设置在孔板内筒14内的中间条形孔支撑筒15和中心筒外网16(约翰逊网)下部封头为球型或椭球型，底部连接催化剂收集斗13；在催化剂收集斗13与筒体1连接处有催化剂通道，内置导流板，该导流板为多个竖直的档板，均匀排布在中心筒与催化剂收集斗内壁之间的环形通道内，将环形通道分割成若干扇形通道。
筒体1设置有反应物料进口7，位于筒体上部侧面，沿圆周均匀分布，本实施例中设置有2个，也可以根据实际需要设置更多。反应物料进口7处设置入口分布板18，将原料气体导入催化剂床层的外侧。入口分布板18面积为反应物料进口面积的2倍，经支撑杆17连接在反应物料进口7内侧。在入口分布板18上开10mm的小孔，开孔率为～18％。在筒体1内设扇形筒2、中心筒4，扇形筒2上端、下端敞开，紧挨着筒体1的内壁布置，构成催化剂床层外侧空间；使用的扇形筒2为多个带开孔的梯形扇形筒，扇形筒紧贴筒体内壁沿周向连续排布，扇形筒贴在反应器内壁侧为不开孔的弧形板，在催化剂床层侧为开孔的弧形板，弧形板的开孔率为20％，中心筒4位于筒体中心，作为产物流通通道。中心筒4的开孔率为16％；扇形筒2内侧和中心筒4外侧围成的环形空间用于构建催化剂床层3；中心筒4的下端封闭，穿过下部封头伸入催化剂收集斗13，上端与反应产物出口5连接；催化剂收集斗13的底部设置有催化剂出口9，侧面设置有汽提氢气进口8和汽提氢气出口11，内设锥形筒和圆筒环形筒12；锥形筒将由筒体下来的催化剂导入汽提区，圆筒环形筒将氢气导入汽提区。
一种应用侧进顶出重整反应器的方法，采用以下步骤：
1)重整反应由多段反应组成，重整原料经过升温后，进入第一重整反应器进行重整反应，一反重整产物从第一重整反应器顶出来后经过加热进入第二重整反应器，再经加热后进入第三重整反应器，再经加热后进入末段重整反应器，末段反应产物经换热冷却后，进入重整产物气液分离罐；
2)重整产物气液分离罐顶循环氢进入重整循环氢压缩机，重整循环氢压缩机出口气相分为两路，一路作为循环氢返回至第二重整反应器出口，作为第三重整反应器、末段重整反应器的补充氢；另一路作为重整产氢进入再接触系统，重整气液分离罐底液相进入重整氢再接触系统，重整循环氢压缩机出口的循环氢仅引入至第二重整反应器的出口，维持第三重整反应器、末段重整反应器的H2的摩尔流量/进料油的摩尔流量(H2/HC)为2；
3)各反应器顶部均设置催化剂料斗。再生催化剂提升至1号上部料斗，再生催化剂在重力的作用下先进入还原罐用氢气还原后，再进入第一重整反应器催化重整反应，然后进入反应器底部的催化剂收集斗，用氢气汽提出催化剂上携带的油气，剩余的再生催化剂还原用氢气返回第一重整反应器入口，作为第一重整反应器和第二重整反应器的循环氢，第一重整反应器和第二重整反应器内H2/HC为0.2；
4)催化剂依次流经第二重整反应器、第三重整反应器、末段重整反应器，反应器间的催化剂提升采用氢气；
5)末段重整反应器底部的待生催化剂由氮气提升至待生催化剂分离料斗，待生催化剂在待生催化剂分离料斗中完成气固分离及粉尘掏析，在重力的作用依次进入氯吸附罐、闭锁料斗、再生器；
6)待生催化剂在再生器中进行烧焦、氧氯化、干燥及冷却后，再生催化剂采用氮气提升至1号上部料斗，完成催化剂系统的循环。
第二重整反应器的2号上部料斗顶部流出的催化剂提升氢气循环进入第二重整反应器催化剂盖板下，平衡料斗和第二重整反应器之间的压差并调整第二重整反应器内的H2/HC；从第三重整反应器的3号上部料斗顶部流的催化剂提升氢气循环进入第三重整反应器催化剂盖板下，平衡料斗和第三重整反应器之间的压差并调整第三重整反应器内的H2/HC；从末段重整反应器的4号上部料斗顶部流的催化剂提升氢气循环进入末段重整反应器催化剂盖板下，平衡料斗和末段重整反应器之间的压差并调整末段重整反应器内的H2/HC。
每段重整反应器可以是一台，也可以是多台并联。上述连续重整反应器，采用低阻力降的径向结构，并可与上部料斗通过催化剂管线直接相连接，可实现反应物料连续地通过压力降较小的催化剂径向床层完成反应，催化剂能连续的进出反应器并在床层中移动，由此实现连续重整反应条件的优化。侧进顶出结构可最大限度有效利用反应器的容积，其结构紧凑，布局合理，简化了与上下游设备间的流程，采用反应器下部设催化剂收集斗的结构，可实现对离开连续重整反应器的催化剂经行汽提、冷却，简化了流程，降低后续设备和管线材质要求。采用多个反应物料进口，沿圆周均匀分布，可减小进口管嘴的公称直径，有利于进料物料的快速均匀分布，提高了反应器的空间利用效率。
实施例3
一种重整反应器，其结构如图2所示，使用的重整反应器采用径向床层结构，包括筒体1、上部封头、下部封头和催化剂收集斗13等组件。上部封头和下部封头分别设置在筒体1的两端，与筒体固定连接形成密封的结构，催化剂收集斗13位于下部封头下面。使用的上部封头为球形或椭球形，根据实际情况可以任意选择相应的形状或者结构。顶部设置有反应产物出口5和催化剂进料管，在催化剂进料管位于筒体1的外侧的端部即为催化剂入口6，反应产物出口5与中心筒4连通。催化剂进料管沿周向均匀分布，本实施例中设置的数量为12个，也可以根据实际需要设置更多。扇形筒2与中心筒4顶部之间设置有密封板19，催化剂进料管穿过密封板19伸入筒体内的催化剂床层3中。中心筒4内为孔板内筒14以及设置在孔板内筒14内的中间条形孔支撑筒15和中心筒外网16(约翰逊网)下部封头为球型或椭球型，底部连接催化剂收集斗13；在催化剂收集斗13与筒体1连接处有催化剂通道，内置导流板，该导流板为多个竖直的档板，均匀排布在中心筒与催化剂收集斗内壁之间的环形通道内，将环形通道分割成若干扇形通道。
筒体1设置有反应物料进口7，位于筒体上部侧面，沿圆周均匀分布，本实施例中设置有6个，也可以根据实际需要设置更多。反应物料进口7处设置入口分布板18，将原料气体导入催化剂床层的外侧。入口分布板18面积为反应物料进口面积的2倍，经支撑杆17连接在反应物料进口7内侧。在入口分布板18上开10mm的小孔，开孔率为20％。在筒体1内设扇形筒2、中心筒4，扇形筒2上端、下端敞开，紧挨着筒体1的内壁布置，构成催化剂床层外侧空间；使用的扇形筒2为多个带开孔的梯形扇形筒，扇形筒紧贴筒体内壁沿周向连续排布，扇形筒贴在反应器内壁侧为不开孔的弧形板，在催化剂床层侧为开孔的弧形板，弧形板的开孔率为22％，中心筒4位于筒体中心，作为产物流通通道。中心筒4的开孔率为19％；扇形筒2内侧和中心筒4外侧围成的环形空间用于构建催化剂床层3；中心筒4的下端封闭，穿过下部封头伸入催化剂收集斗13，上端与反应产物出口5连接；催化剂收集斗13的底部设置有催化剂出口9，侧面设置有汽提氢气进口8和汽提氢气出口11，内设锥形筒和圆筒环形筒12；锥形筒将由筒体下来的催化剂导入汽提区，圆筒环形筒将氢气导入汽提区。
一种应用侧进顶出重整反应器的方法，采用以下步骤：
1)重整反应由多段反应组成，重整原料经过升温后，进入第一重整反应器进行重整反应，一反重整产物从第一重整反应器顶出来后经过加热进入第二重整反应器，再经加热后进入第三重整反应器，再经加热后进入末段重整反应器，末段反应产物经换热冷却后，进入重整产物气液分离罐；
2)重整产物气液分离罐顶循环氢进入重整循环氢压缩机，重整循环氢压缩机出口气相分为两路，一路作为循环氢返回至第二重整反应器出口，作为第三重整反应器、末段重整反应器的补充氢；另一路作为重整产氢进入再接触系统，重整气液分离罐底液相进入重整氢再接触系统，重整循环氢压缩机出口的循环氢仅引入至第二重整反应器的出口，维持第三重整反应器、末段重整反应器的H2的摩尔流量/进料油的摩尔流量(H2/HC)为2.1；
3)各反应器顶部均设置催化剂料斗。再生催化剂提升至1号上部料斗，再生催化剂在重力的作用下先进入还原罐用氢气还原后，再进入第一重整反应器催化重整反应，然后进入反应器底部的催化剂收集斗，用氢气汽提出催化剂上携带的油气，剩余的再生催化剂还原用氢气返回第一重整反应器入口，作为第一重整反应器和第二重整反应器的循环氢，第一重整反应器和第二重整反应器内H2/HC为0.5；
4)催化剂依次流经第二重整反应器、第三重整反应器、末段重整反应器，反应器间的催化剂提升采用氢气；
5)末段重整反应器底部的待生催化剂由氮气提升至待生催化剂分离料斗，待生催化剂在待生催化剂分离料斗中完成气固分离及粉尘掏析，在重力的作用依次进入氯吸附罐、闭锁料斗、再生器；
6)待生催化剂在再生器中进行烧焦、氧氯化、干燥及冷却后，再生催化剂采用氮气提升至1号上部料斗，完成催化剂系统的循环。
实施例4
一种重整反应器，其结构如图2所示，使用的重整反应器采用径向床层结构，包括筒体1、上部封头、下部封头和催化剂收集斗13等组件。上部封头和下部封头分别设置在筒体1的两端，与筒体固定连接形成密封的结构，催化剂收集斗13位于下部封头下面。使用的上部封头为球形或椭球形，根据实际情况可以任意选择相应的形状或者结构。顶部设置有反应产物出口5和催化剂进料管，在催化剂进料管位于筒体1的外侧的端部即为催化剂入口6，反应产物出口5与中心筒4连通。催化剂进料管沿周向均匀分布，本实施例中设置的数量为12个，也可以根据实际需要设置更多。扇形筒2与中心筒4顶部之间设置有密封板19，催化剂进料管穿过密封板19伸入筒体内的催化剂床层3中。中心筒4内为孔板内筒14以及设置在孔板内筒14内的中间条形孔支撑筒15和中心筒外网16(约翰逊网)下部封头为球型或椭球型，底部连接催化剂收集斗13；在催化剂收集斗13与筒体1连接处有催化剂通道，内置导流板，该导流板为多个竖直的档板，均匀排布在中心筒与催化剂收集斗内壁之间的环形通道内，将环形通道分割成若干扇形通道。
筒体1设置有反应物料进口7，位于筒体上部侧面，沿圆周均匀分布，本实施例中设置有4个，也可以根据实际需要设置更多。反应物料进口7处设置入口分布板18，将原料气体导入催化剂床层的外侧。入口分布板18面积为反应物料进口面积的2.5倍，经支撑杆17连接在反应物料进口7内侧。在入口分布板18上开12mm的小孔，开孔率为24％。在筒体1内设扇形筒2、中心筒4，扇形筒2上端、下端敞开，紧挨着筒体1的内壁布置，构成催化剂床层外侧空间；使用的扇形筒2为多个带开孔的梯形扇形筒，扇形筒紧贴筒体内壁沿周向连续排布，扇形筒贴在反应器内壁侧为不开孔的弧形板，在催化剂床层侧为开孔的弧形板，弧形板的开孔率为25％，中心筒4位于筒体中心，作为产物流通通道。中心筒4的开孔率为22％；扇形筒2内侧和中心筒4外侧围成的环形空间用于构建催化剂床层3；中心筒4的下端封闭，穿过下部封头伸入催化剂收集斗13，上端与反应产物出口5连接；催化剂收集斗13的底部设置有催化剂出口9，侧面设置有汽提氢气进口8和汽提氢气出口11，内设锥形筒和圆筒环形筒12；锥形筒将由筒体下来的催化剂导入汽提区，圆筒环形筒将氢气导入汽提区。
一种应用侧进顶出重整反应器的方法，采用以下步骤：
1)重整反应由多段反应组成，重整原料经过升温后，进入第一重整反应器进行重整反应，一反重整产物从第一重整反应器顶出来后经过加热进入第二重整反应器，再经加热后进入第三重整反应器，再经加热后进入末段重整反应器，末段反应产物经换热冷却后，进入重整产物气液分离罐；
2)重整产物气液分离罐顶循环氢进入重整循环氢压缩机，重整循环氢压缩机出口气相分为两路，一路作为循环氢返回至第二重整反应器出口，作为第三重整反应器、末段重整反应器的补充氢；另一路作为重整产氢进入再接触系统，重整气液分离罐底液相进入重整氢再接触系统，重整循环氢压缩机出口的循环氢仅引入至第二重整反应器的出口，维持第三重整反应器、末段重整反应器的H2的摩尔流量/进料油的摩尔流量(H2/HC)为2.2；
3)各反应器顶部均设置催化剂料斗。再生催化剂提升至1号上部料斗，再生催化剂在重力的作用下先进入还原罐用氢气还原后，再进入第一重整反应器催化重整反应，然后进入反应器底部的催化剂收集斗，用氢气汽提出催化剂上携带的油气，剩余的再生催化剂还原用氢气返回第一重整反应器入口，作为第一重整反应器和第二重整反应器的循环氢，补充循环氢至第一重整反应器入口，第一重整反应器使和第二重整反应器内H2/HC为1；
4)催化剂依次流经第二重整反应器、第三重整反应器、末段重整反应器，反应器间的催化剂提升采用氢气；
5)末段重整反应器底部的待生催化剂由氮气提升至待生催化剂分离料斗，待生催化剂在待生催化剂分离料斗中完成气固分离及粉尘掏析，在重力的作用依次进入氯吸附罐、闭锁料斗、再生器；
6)待生催化剂在再生器中进行烧焦、氧氯化、干燥及冷却后，再生催化剂采用氮气提升至1号上部料斗，完成催化剂系统的循环。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种重整反应器的应用，其特征在于，该反应器采用径向床层结构，包括筒体、上部封头、下部封头和催化剂收集斗；
所述上部封头及所述下部封头分别设置在筒体的两端，与筒体固定连接形成密封的结构，所述催化剂收集斗位于下部封头下面；
筒体侧面设置有反应物料进口，在反应物料进口处设置入口分布板，将原料气体导入催化剂床层外侧，
筒体内设扇形筒、中心筒，所述扇形筒的上端及下端敞开，紧挨着筒体内壁布置，构成催化剂床层外侧空间，所述中心筒位于筒体中心，作为产物流通通道，所述扇形筒内侧和中心筒外侧围成的环形空间用于构建催化剂床层，所述中心筒下端封闭，穿过下部封头伸入催化剂收集斗，上端与反应产物出口连接；
上部封头顶部设置有反应产物出口和催化剂进料管，反应产物出口与中心筒连通；筒体与上部封头之间设置有密封板，催化剂进料管穿过密封板伸入筒体内的催化剂床层中；下部封头底部连接催化剂收集斗；
在催化剂收集斗与筒体连接处有催化剂通道，内置导流板，该导流板为多个竖直的档板，均匀排布在中心筒与催化剂收集斗内壁之间的环形通道内，将环形通道分割成若干扇形通道；催化剂收集斗底部设置有催化剂出口，侧面设置有汽提氢气进口和汽提氢气出口，内设锥形筒和圆筒环形筒；锥形筒将由筒体下来的催化剂导入汽提区，圆筒环形筒将氢气导入汽提区；
该重整反应器的应用采用以下步骤：
1)重整反应由多段反应组成；
2)重整原料经过升温后，进入第一重整反应器进行重整反应，一反重整产物从第一重整反应器顶出来后经过加热进入第二重整反应器，再经加热后进入第三重整反应器，再经加热后进入末段重整反应器，末段反应产物经换热冷却后，进入重整产物气液分离罐；
3)重整产物气液分离罐顶循环氢进入重整循环氢压缩机，重整循环氢压缩机出口气相分为两路，一路作为循环氢返回至第二重整反应器出口，作为第三重整反应器、末段重整反应器的补充氢；另一路作为重整产氢进入再接触系统，重整气液分离罐底液相进入重整氢再接触系统；
4)各反应器顶部均设置催化剂料斗，再生催化剂提升至1号上部料斗，再生催化剂在重力的作用下先进入还原罐用再生催化剂还原氢气还原后，再进入第一重整反应器催化重整反应，然后进入反应器底部的催化剂收集斗，用氢气汽提出催化剂上携带的油气；
5)催化剂依次流经第二重整反应器、第三重整反应器、末段重整反应器，反应器间的催化剂提升采用氢气；
6)末段重整反应器底部的待生催化剂由氮气提升至待生催化剂分离料斗，待生催化剂在待生催化剂分离料斗中完成气固分离及粉尘掏析，在重力的作用依次进入氯吸附罐、闭锁料斗、再生器；
待生催化剂在再生器中进行烧焦、氧氯化、干燥及冷却后，再生催化剂采用氮气提升至1号上部料斗，完成催化剂系统的循环；
所述重整循环氢压缩机出口的循环氢引入至第二重整反应器的出口，维持第三重整反应器、末段重整反应器的H2的摩尔流量/进料油的摩尔流量为2～2.2；
所述重整循环氢压缩机出口有管线连接第一重整反应器入口，用于调节第一重整反应器和第二重整反应器内H2/HC；
所述再生催化剂还原氢气离开还原罐后返回第一重整反应器入口，作为第一重整反应器和第二重整反应器的循环氢，第一重整反应器和第二重整反应器内H2/HC为0.2～1；
各反应器顶部催化剂料斗顶部气体被引入反应器催化剂盖板下，平衡料斗和应器之间的压差并调整反应器内的H2/HC。
2.根据权利要求1所述的一种重整反应器的应用，其特征在于，所述反应物料进口位于筒体上部侧面，沿圆周均匀分布，数量为2、3、4或6。
3.根据权利要求1所述的一种重整反应器的应用，其特征在于，所述入口分布板面积为反应物料进口面积的1.5～3倍，在入口分布板上开10mm～12mm的小孔，开孔率为5％～35％。
4.根据权利要求1所述的一种重整反应器的应用，其特征在于，所述扇形筒为多个带开孔的梯形扇形筒，扇形筒紧贴筒体内壁沿周向连续排布，扇形筒贴在反应器内壁侧为不开孔的弧形板，在催化剂床层侧为开孔的弧形板，弧形板的开孔率为10～30％。
5.根据权利要求4所述的一种重整反应器的应用，其特征在于，弧形板的开孔率为20～25％。
6.根据权利要求1所述的一种重整反应器的应用，其特征在于，所述中心筒的开孔率为10～30％。
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