CN110260989A - 一种固定床反应器拉温设备、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固定床反应器拉温设备、系统及方法，拉温设备包括机械手和升降装置，机械手水平布置用于握紧或松开热电偶，升降装置与机械手连接并驱动机械手向上或向下移动。拉温系统包括：上述的设备，机械手为两个且分别安装在固定床反应器的上方和下方；热电偶，两个机械手同时或轮流交替抓紧热电偶，并在升降装置的驱动下向上移动或向下移动以拉动热电偶上下移动测温；温度调节装置，温度调节装置与热电偶连接并根据热电偶检测的温度值以及预设的反应要求调节固定床反应器的反应温度。本发明的拉温设备，结构小巧，使用灵活方便；拉温系统可带动热电偶在固定床反应器上下移动测温，来调控固定床反应器的反应温度，整个过程安全、精确、方便。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工科研实验用设备领域，具体涉及一种固定床反应器拉温设备、系统及方法。
背景技术
固定床反应器是石油化工科研实验的关键设备之一，其用途非常广泛，包括各种催化剂评价、评选，各种不同类型反应，如基本有机化工中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙苯脱氢制苯乙烯、乙烯水合制乙醇等，在炼油工艺中的催化重整，汽油、柴油、重油等各种石油馏分的加氢处理(加氢精制、加氢裂解等)。其操作压力包括常压、中压、高压反应等，但任何反应对反应温度的要求都是非常严格的，通常反应段的温差都要求偏差不超过摄氏1度。因此在实验前，甚至在实验过程中，都要用标准热电偶检测反应器上、中、下各段的实时温度，并依次调整各段加热的电流。这种沿反应器自下而上或自上而下的测温过程通常称作“拉温”。目前，反应器“拉温”通常都是采用人工的方法，操作复杂繁琐，由于是手工操作，精度偏低。无论进口或是国产的自动拉温设备，都是结构偏大，且使用寿命偏短，有的进口自动拉温设备在一年保修期内还能正常使用，但一年后经常出现毛病，难以修复。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前用于固定床反应器的拉温装置结构复杂、偏大，而且通常都是采用人工操作，操作精度偏低。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种固定床反应器拉温设备，包括机械手和升降装置，所述机械手水平布置用于握紧或松开热电偶，所述升降装置与所述机械手连接并驱动所述机械手向上或向下移动。
本发明的有益效果是：本发明的拉温设备，结构小巧，使用灵活方便，对石油化工科研实验所必需的固定床反应器有重要意义。
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，所述机械手包括壳体、第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和第二气缸分别安装在所述壳体内，所述第一气缸的伸缩端从所述壳体内伸出并连接有夹持臂一，所述第二气缸的伸缩端从所述壳体内伸出并连接有夹持臂二，通过第一气缸驱动夹持臂一以及第二气缸驱动夹持臂二来握紧或松开热电偶。
采用上述进一步方案的有益效果是：所述壳体可选用金属盒，将第一气缸和第二气缸安装在金属盒内，可避免损坏和相互之间干扰。
进一步，所述第一气缸的伸缩方向和第二气缸的伸缩方向平行，所述夹持臂一与所述第一气缸的伸缩端垂直连接，所述夹持臂二与所述第二气缸的伸缩端垂直连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：使用时，将第一气缸和第二气缸水平放置，利用第一气缸和第二气缸伸缩来动夹持臂一和夹持臂二之间距离的增大或缩小，实现对热电偶的抓紧和松开。
进一步，所述升降装置为升降气缸，所述升降气缸的伸缩端与所述机械手连接并驱动所述机械手向上或向下移动。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用升降气缸驱动机械手进行升降，结构简单。
进一步，所述升降气缸为两个。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用两个升降气缸，可使机械手的升降过程更加稳定可靠。
一种固定床反应器拉温系统，包括：
上述的设备，所述机械手为两个且分别安装在所述固定床反应器的上方和下方；
热电偶，用于检测所述固定床反应器对应位置的温度；两个所述机械手同时或轮流交替抓紧所述热电偶，并在所述升降装置的驱动下向上移动或向下移动以拉动所述热电偶上下移动测温；
温度调节装置，所述温度调节装置与所述热电偶连接并根据所述热电偶检测的温度值以及预设的反应要求调节所述固定床反应器的反应温度。
本发明的有益效果是：本发明的拉温系统，可带动热电偶在固定床反应器上下移动测温，来调控固定床反应器的反应温度，整个过程安全、精确、方便。
进一步，所述热电偶在所述升降装置的驱动下向上移动或向下移动的距离为5-15mm。
采用上述进一步方案的有益效果是：可根据用户需求来设定热电偶的升降距离。
进一步，所述热电偶检测的温度范围为20～600℃。
一种固定床反应器拉温方法，采用上述的设备实现，包括以下步骤：
S1，采用两个机械手分别置于固定床反应器的上方和下方，两个机械手同时或轮流交替抓紧所述热电偶，并在所述升降装置的驱动下向上移动或向下移动；
S2，所述热电偶每完成一次提拉之后，对固定床反应器对应位置的反应温度进行检测，并根据检测的温度值以及预设的反应要求调节该处的加热温度以降低或提高固定床反应器对应位置的温度；
S3，每完成一处对应位置的温度调控之后，再进行下一步拉动热电偶和对固定床反应器下一部位的温度进行检测和调控。
本发明的有益效果是：本发明的方法，可带动热电偶在固定床反应器上下移动测温，来调控固定床反应器的反应温度，整个过程安全、精确、方便。
进一步，还包括S4，所述机械手及其抓紧的热电偶在所述升降装置的驱动下自下而上或自上而下进行固定床反应器的温度检测，直至所述固定床反应器各段的反应温度均达到预设的反应要求。
附图说明
图1为本发明机械手的结构示意图；
图2为本发明升降装置的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、壳体；2、第一气缸；3、第二气缸；4、夹持臂一；5、夹持臂二；6、升降气缸。
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，所举实施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和图2所示，本实施例的一种固定床反应器拉温设备，包括机械手和升降装置，所述机械手水平布置用于握紧或松开热电偶，所述升降装置与所述机械手连接并驱动所述机械手向上或向下移动。
本实施例的拉温设备，结构小巧，使用灵活方便，对石油化工科研实验所必需的固定床反应器有重要意义。
如图1所示，所述机械手包括壳体1、第一气缸2和第二气缸3，所述第一气缸2和第二气缸3分别安装在所述壳体1内，所述第一气缸2的伸缩端从所述壳体1内伸出并连接有夹持臂一4，所述第二气缸3的伸缩端从所述壳体1内伸出并连接有夹持臂二5，通过第一气缸2驱动夹持臂一4以及第二气缸3驱动夹持臂二5来握紧或松开热电偶。所述壳体1可选用金属盒，将第一气缸2和第二气缸3安装在金属盒内，可避免损坏和相互之间干扰。
如图1所示，所述第一气缸2的伸缩方向和第二气缸3的伸缩方向平行，所述夹持臂一4与所述第一气缸2的伸缩端垂直连接，所述夹持臂二5与所述第二气缸3的伸缩端垂直连接。使用时，将第一气缸和第二气缸水平放置，利用第一气缸和第二气缸伸缩来动夹持臂一和夹持臂二之间距离的增大或缩小，实现对热电偶的抓紧和松开。
本实施例的所述升降装置为升降气缸6，所述升降气缸6的伸缩端与所述机械手连接并驱动所述机械手向上或向下移动。采用升降气缸驱动机械手进行升降，结构简单。
具体的，所述升降气缸6为两个。采用两个升降气缸，可使机械手的升降过程更加稳定可靠。
其中，本实施例的一个具体方案为，所述机械手为两个且分别安装在固定床反应器的上方和下方，两个机械手同时或轮流交替抓紧所述热电偶。其中，两个机械手轮流交替抓紧热电偶的一个具体方案为，位于固定床反应器上方的机械手为上机械手，由位于其上方的上升降气缸驱动向下运动；位于固定床反应器下方的机械手为下机械手，由位于其下方的升降气缸驱动向上运动。当两个机械手轮流交替抓紧所述热电偶时，上机械手先抓紧所述热电偶，然后在上升降气缸的驱动下向下移动，当上机械手移动至极限位置时，由所述下机械手抓紧所述热电偶，上机械手松开所述热电偶，下机械手由下升降气缸驱动向上移动。其中，上机械手带动所述热电偶向下移动过程分多次进行，每移动一次，所述热电偶测温一次，每次移动距离为10mm；下机械手带动热电偶向上移动过程分多次进行，每移动一次，所述热电偶测温一次，每次移动距离为10mm。
实施例2
本实施例的一种固定床反应器拉温系统，包括：
实施例1所述的设备，所述机械手为两个且分别安装在所述固定床反应器的上方和下方；
热电偶，用于检测所述固定床反应器对应位置的温度；两个所述机械手同时或轮流交替抓紧所述热电偶，并在所述升降装置的驱动下向上移动或向下移动以拉动所述热电偶上下移动测温；
温度调节装置，所述温度调节装置与所述热电偶连接并根据所述热电偶检测的温度值以及预设的反应要求调节所述固定床反应器的反应温度。
本实施例的拉温系统，可带动热电偶在固定床反应器上下移动测温，来调控固定床反应器的反应温度，整个过程安全、精确、方便。
其中，所述热电偶在所述升降装置的驱动下向上移动或向下移动的距离为5-15mm。可根据用户需求来设定热电偶的升降距离。
具体的，所述热电偶检测的温度范围为20～600℃。
本实施例的拉温系统，每完成一次热电偶提拉之后，对固定床反应器该处的温度进行检测，根据反应要求对该段的加热电流进行调节，以降低或提高该处温度。完成该处温度控制之后再进行下一步拉动热电偶和对下一部位的温度进行检测和调控。本实施例的拉温系统适用于各种不同类型的固定床反应器，如基本有机化工中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙苯脱氢制苯乙烯、乙烯水合制乙醇等，在炼油工艺中的催化重整，汽油、柴油、重油等各种石油馏分的加氢处理(加氢精制、加氢裂解等)。本实施例的拉温系统适用于操作压力包括常压、中压、高压反应(100KP～10MP)等，反应温度范围从常温到高温(20～600℃)，整体实现自动化操作，自下而上(或自上而下)完成全部反应段的温度检测，全部达到要求之后即完成全部“拉温”过程，“拉温”结束。本实施例的拉温系统结构小巧、使用灵活方便，对石油化工科研实验所必需的固定床反应器有重要意义。
本实施例的一个具体实施方式为，固定床反应器可选用固定床加氢装置，内径为26mm，反应器高度为800mm，热偶套管选用3/8英寸标准热偶套管，热偶采用1/16英寸标准热电偶。反应压力为10MP，反应温度400～450℃，应用效果良好
实施例3
本实施例的一种固定床反应器拉温方法，采用上述的设备实现，包括以下步骤：
S1，采用两个机械手分别置于固定床反应器的上方和下方，两个机械手同时或轮流交替抓紧所述热电偶，并在所述升降装置的驱动下向上移动或向下移动；
S2，所述热电偶每完成一次提拉之后，对固定床反应器对应位置的反应温度进行检测，并根据检测的温度值以及预设的反应要求调节该处的加热温度以降低或提高固定床反应器对应位置的温度；
S3，每完成一处对应位置的温度调控之后，再进行下一步拉动热电偶和对固定床反应器下一部位的温度进行检测和调控。
本实施例的方法，可带动热电偶在固定床反应器上下移动测温，来调控固定床反应器的反应温度，整个过程安全、精确、方便。
其中，本实施例的方法还包括S4，所述机械手及其抓紧的热电偶在所述升降装置的驱动下自下而上或自上而下进行固定床反应器的温度检测，直至所述固定床反应器各段的反应温度均达到预设的反应要求。
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)
1.一种固定床反应器拉温设备，其特征在于，包括机械手和升降装置，所述机械手水平布置用于握紧或松开热电偶，所述升降装置与所述机械手连接并驱动所述机械手向上或向下移动。
2.根据权利要求1所述一种固定床反应器拉温设备，其特征在于，所述机械手包括壳体、第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和第二气缸分别安装在所述壳体内，所述第一气缸的伸缩端从所述壳体内伸出并连接有夹持臂一，所述第二气缸的伸缩端从所述壳体内伸出并连接有夹持臂二，通过第一气缸驱动夹持臂一以及第二气缸驱动夹持臂二来握紧或松开热电偶。
3.根据权利要求2所述一种固定床反应器拉温设备，其特征在于，所述第一气缸的伸缩方向和第二气缸的伸缩方向平行，所述夹持臂一与所述第一气缸的伸缩端垂直连接，所述夹持臂二与所述第二气缸的伸缩端垂直连接。
4.根据权利要求1所述一种固定床反应器拉温设备，其特征在于，所述升降装置为升降气缸，所述升降气缸的伸缩端与所述机械手连接并驱动所述机械手向上或向下移动。
5.根据权利要求4所述一种固定床反应器拉温设备，其特征在于，所述升降气缸为两个。
6.一种固定床反应器拉温系统，其特征在于，包括：
权利要求1至5任一项所述的设备，所述机械手为两个且分别安装在所述固定床反应器的上方和下方；
热电偶，用于检测所述固定床反应器对应位置的温度；两个所述机械手同时或轮流交替抓紧所述热电偶，并在所述升降装置的驱动下向上移动或向下移动以拉动所述热电偶上下移动测温；
温度调节装置，所述温度调节装置与所述热电偶连接并根据所述热电偶检测的温度值以及预设的反应要求调节所述固定床反应器的反应温度。
7.根据权利要求6所述一种固定床反应器拉温系统，其特征在于，所述热电偶在所述升降装置的驱动下向上移动或向下移动的距离为5-15mm。
8.根据权利要求6所述一种固定床反应器拉温系统，其特征在于，所述热电偶检测的温度范围为20～600℃。
9.一种固定床反应器拉温方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的设备实现，包括以下步骤：
S1，采用两个机械手分别置于固定床反应器的上方和下方，两个机械手同时或轮流交替抓紧所述热电偶，并在所述升降装置的驱动下向上移动或向下移动；
S2，所述热电偶每完成一次提拉之后，对固定床反应器对应位置的反应温度进行检测，并根据检测的温度值以及预设的反应要求调节该处的加热温度以降低或提高固定床反应器对应位置的温度；
S3，每完成一处对应位置的温度调控之后，再进行下一步拉动热电偶和对固定床反应器下一部位的温度进行检测和调控。
10.根据权利要求9所述一种固定床反应器拉温系统，其特征在于，还包括S4，所述机械手及其抓紧的热电偶在所述升降装置的驱动下自下而上或自上而下进行固定床反应器的温度检测，直至所述固定床反应器各段的反应温度均达到预设的反应要求。
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