CN111375348A - 一种固定床上流式反应器和其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固定床上流式反应器和其应用，所述反应器包括反应器壳体，反应器壳体内沿物料流动方向设置支撑格栅、下催化剂床层、滑动格栅层、上催化剂床层、压盖格栅；所述反应器壳体底部设置反应物料入口，反应器壳体顶部设置反应物料出口，滑动格栅层包括上滑动格栅和下滑动格栅；所述反应器还可设置催化剂粉尘过滤层和压盖。所述固定床上流式反应器能够有效控制催化剂床层的膨胀收缩程度，防止催化剂在浮动过程中造成颗粒磨损，可以在保护催化剂的同时减少粉尘的产生。

Description

一种固定床上流式反应器和其应用

技术领域

本发明属于石油化工设备领域，涉及一种上流式反应器及其应用。

背景技术

在石油化工领域中，加氢工艺是一种重要的处理馏分油及二次加工油的技术手段，通过加氢可以实现油品中的硫、氮、金属、胶质、残炭等杂质的有效脱除以及将不饱和烃加氢转化为饱和烃。根据反应器类型可以将加氢工艺分为固定床加氢工艺、悬浮床加氢工艺、沸腾床加氢工艺，其中以固定床加氢工艺的应用最为广泛。

根据固定床反应器的进料方式，可以分为上流式即下进料和下流式即上进料固定床反应器两种方式，其中的上流式固定床反应器能够处理多种类型的油品，在油品加氢过程中显示出了独特的优势，如劣质油品渣油、煤液化油中由于杂质含量高，容易造成加氢催化剂中毒或者催化剂孔道堵塞而快速失活，并且杂质可能堵塞床层使压降快速升高导致反应器工况变差，甚至无法正常操作，若采用上流式加氢反应过程使气液并流向上运动造成催化剂床层的膨胀，可以增加床层的空隙率，避免催化剂床层的堵塞。

CN200810117101.1提出了一种上流式反应器及其应用，上流式反应器包括位于反应器底部的初始分布器和初始分布器上方的中间分布器，初始分布器由一个锥形折流板和一个位于其上方的筛板组成；中间分布器由开孔筛板和筛板板串结构组成，该发明所提供的上流式反应器的目的是实现气体均匀分布，从而提高催化剂的利用率。CN201110353672.7提出了一种上流式反应器气液分布器及应用，包括分布盘塔板和帽罩式集气分配器组成，该发明目的是使气相的均匀分布，提高气液两相的传质效率。CN201510697566.9提出了一种上流式分配器和上流式反应器，该发明的目的是通过本技术方案，流体通过上流式分配器后能够均匀地分配和均匀混合。CN201110156274.6公开了一种渣油加氢处理工艺，是在渣油加氢处理装置的脱金属剂床层之前增加一个进料口，渣油和氢气通过渣油加氢装置原料进料口进入装置反应，催化裂化回炼油通过增设的进料口处进入装置反应，渣油加氢装置采用催化剂级配装填，依次为保护剂、脱金属剂、脱硫剂在内的三类或三类以上催化剂，采用上流式反应器或固定床反应器。该方法的目的是提高渣油加氢处理杂质脱除率，延长渣油加氢处理装置操作周期，该发明方法中主要是渣油加氢工艺流程的优化。

上流式加氢反应器中，原料和氢气混合后由反应器底部进入反应器，经折流板和分布器及床层支撑进入催化剂床层，气相被分散成气泡与液相连续相并流向上运动，由于流体流动使得床层产生了膨胀，少量催化剂颗粒会被流体携带继续向上运动，这部分颗粒会到达相邻的催化剂床层的分布器或者床层支撑。由于床层支撑缝隙很小催化剂颗粒无法通过，因此这些颗粒很有可能就此堵塞分布器或者床层支撑，导致流体、特别是气体分布不均匀，从而影响到反应器内流体的分布，对反应过程产生不利影响。而且也会同时伴随催化剂颗粒间的磨损及粉化，产生大量的催化剂粉尘，这些粉尘随着反应物料向上运动，在丝网或格栅表面发生堵塞现象，导致床层压降迅速升高，影响了反应的开工周期。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种固定床上流式反应器和其应用，所述反应器能够有效控制催化剂床层的膨胀\收缩程度，防止催化剂在浮动过程中造成的颗粒磨损，保护催化剂的同时减少粉尘的产生。

本发明提供一种固定床上流式反应器，所述反应器包括反应器壳体，反应器壳体内沿物料流动方向设置支撑格栅、下催化剂床层、滑动格栅层、上催化剂床层、压盖格栅；所述反应器壳体底部设置反应物料入口，反应器壳体顶部设置反应物料出口。

本发明所述的固定床上流式反应器中，所述反应器包括第二反应物料入口和第三反应物料入口，其中第二反应物料入口设置于下催化剂床层底部，第三反应物料入口设置于下催化剂床层顶部，所述第二反应物料入口、第三反应物料入口连接有进料分布器，所述进料分布器开孔方向朝下设置，方向与反应器内物料流动方向相反，用来降低反应器底部进料的动能，从而抵消和缓解反应进料的冲击力，减缓下部催化剂床层的浮动程度。以反应器的总液相进料量为基准，通过反应物料入口、第二反应物料入口、第三反应物料入口进入反应器的液相进料分别占总液相进料的40wt%～70wt%、5wt%～40wt%、5wt%～40wt%。

本发明所述的固定床上流式反应器中，所述反应器包括第一循环物料进口和第二循环物料进口，其中第一循环物料进口设置于上催化剂床层底部，第二循环物料进口设置于上催化剂床层顶部，所述第一循环物料进口、第二循环物料进口连接有进料分布器，所述进料分布器开孔方向朝下设置，方向与反应器内物料流动方向相反，用来降低反应器进料的动能，从而抵消和缓解反应进料的冲击力，减缓上部催化剂床层的浮动程度。以反应器的总反应流出物为基准，通过反应物料出口流出的反应流出物、第一循环物料进口和第二循环物料进口循环回反应器的反应流出物分别占总反应流出物的50wt%～90wt%、1wt%～30wt%、1wt%～30wt%。

本发明所述的固定床上流式反应器中，所述滑动格栅层包括上滑动格栅和下滑动格栅；

所述下滑动格栅位于下催化剂床层上方，反应过程中随下催化剂床层的膨胀/收缩而上下浮动；下滑动格栅包括下格栅板和下滑道，所述下滑道沿反应器轴向位置固定在反应器内表面，优选沿反应器轴向位置固定在反应器内表面一周，所述下滑道可以为钢结构，下滑道长度一般为10mm～500mm，优选30mm～300mm，过小的长度会由于浮动空间小而容易堵塞，导致开工周期短；过大的长度会使催化剂浮动空间较大而对催化剂造成严重磨损，从而引发催化剂粉尘过多的问题。下格栅板边缘活动搭接在下滑道面上，二者搭接面上靠密封构件进行密封；所述密封构件的一端固定在下格栅板的外边缘处上，另一端活动搭接在下滑道表面，使下格栅板在下滑道表面上下浮动时保持高度密封，防止物料、催化剂颗粒及粉尘的漏出，所述密封构件可以为密封圈和/或密封条；

所述上滑动格栅位于上催化剂床层下方、下滑动格栅的上方，反应过程中随上催化剂床层的膨胀/收缩而上下浮动；其中，上滑动格栅的结构可以与下滑动格栅的结构相同或不相同；所述上滑动格栅包括上格栅板和上滑道，所述上滑道沿反应器轴向位置固定在反应器内表面，优选沿反应器轴向位置固定在反应器内表面一周，所述上滑道可以为钢结构，上滑道长度一般为5mm～300mm，优选10mm～100mm，过小的长度会由于浮动空间小而容易堵塞，导致开工周期短；过大的长度会使催化剂浮动空间较大而对催化剂造成严重磨损，从而引发催化剂粉尘过多的问题。上格栅板边缘活动搭接在上滑道面上，二者搭接面上靠密封构件进行密封。所述密封构件的一端固定在上格栅板的外边缘处上，另一端活动搭接在上滑道表面，使上格栅板在上滑道表面上下浮动时保持高度密封，防止物料、催化剂颗粒及粉尘的漏出，所述密封构件可以为密封圈和/或密封条；所述上滑道的长度可以比下滑道长度适当短一些这是由于反应物料在下部催化剂床层削弱动能后其冲击力大幅度减弱，使上催化剂床层的浮动程度大幅度降低。所述上滑道和下滑道可以为一个整体滑道，也可以是单独分别设置的滑道。

本发明所述的固定床上流式反应器中，所述的催化剂床层填装本领域人员熟知的具有催化功能的催化剂，催化剂床层的填装高度由催化剂的使用最佳空速确定。

本发明所述的固定床上流式反应器中，所述的支撑格栅为板条式，用于支撑其上部催化剂床层的重量。所述支撑格栅为本领域技术人员公知内容，可以根据实际需要进行选择和变换。一般情况下，所述支撑格栅包括大梁、格栅和筛网，大梁两侧固定搭接在反应器内壁的凸台上，格栅位于大梁和凸台上，筛网平铺于格栅上表面，筛网目数为5～30目，优选为10～20目。

本发明所述的固定床上流式反应器中，所述压盖格栅上部设置有催化剂粉尘过滤层，所述催化剂粉尘过滤层上部进一步优选设置压盖；

本发明所述的固定床上流式反应器中，所述催化剂粉尘过滤层包括上格栅板、中格栅板、下格栅板和集尘网块，其中，下格栅板和中格栅板之间形成一级过滤层，上格栅板和中格栅板之间形成二级过滤层；所述一级过滤层和二级过滤层内均匀布置集尘网块，一级过滤层和二级过滤层的集尘网块交错布置。所述上格栅板、中格栅板、下格栅板表面为交错封堵，使物料穿过催化剂粉尘过滤层时呈“Z”型运动轨迹，有利于粉尘的拦截沉降。

本发明所述的固定床上流式反应器中，所述集尘网块外表面采用不锈钢丝网或约翰逊网进行包裹，内部装填惰性多孔材料。其中，一级过滤层中的集尘网块内优选装填φ10～φ30的惰性氧化铝瓷球，用来拦截和捕集大颗粒催化剂粉尘；二级过滤层中的集尘网块内优选装填φ3～φ13的惰性氧化铝瓷球，用来拦截和捕集微小颗粒的催化剂粉尘。

本发明所述的固定床上流式反应器中，所述的集尘网块的外形可以为圆柱形、正方体、菱形体、长方体、多边形体等中的任意一种，一般为圆柱形；集尘网块的单元高度一般为10～1000mm，优选50～200mm。

本发明所述的固定床上流式反应器中，所述的压盖为一种由多条工字钢构成的大梁，固定焊接在位于催化剂粉尘过滤层的上部位置；压盖的作用在于通过其自身重量来固定整个反应器内的组件，防止催化剂床层膨胀带来的组件变形而发生跑剂现象。

本发明第二方面提供一种本发明上流式反应器的应用，将所述上流式反应器用于烃油加氢反应，特别适用于烃油液相加氢反应。

本发明上流式反应器的应用中，所述烃油是馏程在130～550℃范围内任意馏分的烃类原料，可以选自但不限于石脑油、重整生成油、航煤、柴油、蜡油、润滑油、渣油、脱沥青油、生物柴油、动物油或植物油等中的一种或多种。

本发明上流式反应器的应用中，所述上流式反应器的加氢反应条件为：温度为40～360℃；压力为0.5～20.0MPa，优选为1.0～8.0MPa；液时体积空速为0.5～15h^-1；氢气的给量可以远大于加氢过程中的化学氢耗，一般为氢油质量比为0.001%～15%，优选0.01%～5%。

本发明上流式反应器的应用中，当用于烃油液相加氢反应时，具体可以包括如下内容：

（1）首先将原料油分为第一原料油、第二原料油和第三原料油，其中第一原料油用于与氢气混合溶解，得到一种含有氢气的物流，作为加氢反应器的底部进料；

（2）将步骤（1）形成的物流作为反应器进料，自上流式加氢反应器的底部引入，在下催化剂床层发生加氢反应，同时将第二原料油和第三原料油分别通过第二反应物料入口、第三反应物料入口进入反应器；

（3）将步骤（2）得到的加氢反应流出物分为第一料流，第二料流和第三料流，其中，第一料流作为反应产物出反应器、第二料流和第三料流分别经第一循环物料进口和第二循环物料进口循环回反应器。

其中，所述的原料油与氢气的混合溶解，可以采用常规的壳体式氢油混合组件，外壳内含有SWN型、SMX型、SMK型、SML型、SMH型、螺旋板片、波纹板片、旋转叶片、平叶片、弯曲叶片或多孔板片等任意强化流体扰动的组件中的任意一种或几种；也可以利用膜管微分散器、微孔板、微孔材料等对原料油和氢气进行溶解分散，优选利用膜管微分散器，预分散的氢气的气泡尺寸为10nm～1000nm，一般为50～500nm。所述的混合溶解过程中，氢油质量比为0.001%～0.5%；氢油混合溶解条件为：40～360℃，0.5～20.0MPa，停留时间为0.5～30分钟；氢油混合后形成的反应器进料混合物可以为气液两相，也可以为溶解分散了氢气的纯液相。

与现有技术相比，本发明所述固定床上流式反应器具有如下优点：

1、本发明所述固定床上流式反应器中，所述滑动格栅层紧邻催化剂床层设置，位于上催化剂床层和下催化剂床层之间，随着反应器的进料及下催化剂床层的膨胀/收缩，下滑动格栅进行上下浮动，一方面保证下催化剂床层的流通量和防止堵塞，另一方面使下催化剂床层尽快恢复为原来的体积，减少催化剂颗粒的磨损和产生粉尘。上滑动格栅层用于随着上催化剂床层的膨胀/收缩而上下浮动，同样是一方面保证下催化剂床层的流通量和防止堵塞，另一方面使下催化剂床层尽快恢复为原来的体积，减少催化剂颗粒的磨损和产生粉尘。

2、本发明所述固定床上流式反应器中，将第二原料油和第三原料油分别引入下催化剂床层的底部和顶部位置，并且进料方向与反应器内物料流动方向相反，用来降低反应器底部进料的动能，从而抵消和缓解反应进料的冲击力，减缓下部催化剂床层的浮动程度；在上催化剂床层，将第一循环反应产物和第二循环反应产物分别设置在上催化剂床层的底部和顶部位置，且进料方向与反应器内物料流动方向相反，同样是用来降低反应器内物料的动能，从而抵消和缓解反应进料的冲击力，减缓上部催化剂床层的浮动程度。

3、本发明所述固定床上流式反应器中，在上催化剂床层上方设置了催化剂粉尘过滤层，因为催化剂使用过程中由于浮力作用和生产波动，产生了少量的粉尘，通过设置催化剂粉尘过滤层，可以物料中携带的催化剂粉尘过滤除掉，防止粉尘进入其它部位如顶部出口管线造成堵塞。在反应器的催化剂粉尘过滤层上方进一步设置压盖，是通过压盖来固定压盖式滤尘层的组件，防止催化剂床层膨胀带来的组件变形而发生跑剂现象。

4、本发明所述固定床上流式反应器能够有效控制催化剂床层的膨胀\收缩程度，减少催化剂颗粒间的磨损和产生催化剂粉尘，提高催化剂使用寿命的同时，大幅度缓解催化剂床层压降的升高，维持加氢反应器的长周期运行。

附图说明

图1是本发明所述固定床上流式反应器结构示意图。

图2是本发明所述滑动格栅层结构示意图。

图3是本发明所述催化剂粉尘过滤层结构示意图

图4是本发明所述催化剂粉尘过滤层上\中\下上格栅板的俯视图。

图5是采用本发明固定床上流式反应器的加氢工艺示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明进行详细说明，但不因此限制本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“置于”、“相连”、“连接”、“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图4所示，本发明提供一种固定床上流式反应器，所述固定床上流式反应器8包括反应器壳体9，反应器壳体9内沿物料流动方向设置支撑格栅14、下催化剂床层16、滑动格栅层17、上催化剂床层18、压盖格栅19、催化剂粉尘过滤层21、压盖22；所述反应器壳体9底部设置反应物料入口7，反应器壳体顶部设置反应物料出口10。所述固定床上流式反应器8包括第二反应物料入口4和第三反应物料入口5，第二反应物料入口4设置于下催化剂床层16的底部，第三反应物料入口5设置于下催化剂床层16的顶部，所述第二反应物料入口4、第三反应物料入口5连接有进料分布器，所述进料分布器开孔方向朝下设置，方向与反应器内物料流动方向相反，用来降低反应器底部进料的动能，从而抵消和缓解反应进料的冲击力，减缓下催化剂床层16的浮动程度；所述固定床上流式反应器8还包括第一循环物料进口12和第二循环物料进口13，第一循环物料进口12设置于上催化剂床层18的底部，第二循环物料进口13设置于上催化剂床层18的顶部，第一循环物料进口12、第二循环物料进口13连接有进料分布器，所述进料分布器开孔方向朝下设置，方向与反应器内物料流动方向相反，用来降低反应器进料的动能，从而抵消和缓解反应进料的冲击力，减缓上部催化剂床层的浮动程度。

所述滑动格栅层17包括上滑动格栅27和下滑动格栅26；下滑动格栅26位于下催化剂床层16的上方，反应过程中随下催化剂床层16的膨胀/收缩而上下浮动；上滑动格栅27位于上催化剂床层18的下方、下滑动格栅26的上方，反应过程中随上催化剂床层18的膨胀/收缩而上下浮动。下滑动格栅26包括下格栅板和下滑道；上滑动格栅27包括上格栅板和上滑道；所述上滑道和下滑道为一个滑道24；所述滑道沿反应器轴向位置固定在反应器内表面，优选沿反应器轴向位置固定在反应器内表面一周，所述滑道可以为钢结构，下格栅板边缘活动搭接在滑道面上，二者搭接面上靠密封构件进行密封；所述密封构件的一端固定在下格栅板的外边缘处上，另一端活动搭接在滑道表面，使下格栅板在滑道表面上下浮动时保持高度密封，防止物料、催化剂颗粒及粉尘的漏出。所述上滑动格栅位于上催化剂床层下方、下滑动格栅的上方，反应过程中随上催化剂床层的膨胀/收缩而上下浮动；其中，所述上格栅板边缘活动搭接在滑道面上，二者搭接面上靠密封构件进行密封。所述密封构件的一端固定在上格栅板的外边缘处上，另一端活动搭接在滑道表面，使上格栅板在滑道表面上下浮动时保持高度密封，防止物料、催化剂颗粒及粉尘的漏出，所述密封构件可以为密封圈和/或密封条。

所述压盖格栅19的上部设置有催化剂粉尘过滤层21；催化剂粉尘过滤层21包括上格栅板29、中格栅板30、下格栅板31和集尘网块34，其中，下格栅板31和中格栅板30之间形成一级过滤层33，上格栅板29和中格栅板30之间形成二级过滤层32；一级过滤层33和二级过滤层32内均匀布置集尘网块34，一级过滤层33和二级过滤层32的集尘网块34交错布置；上格栅板29、中格栅板30、下格栅板31表面为交错封堵，使物料穿过催化剂粉尘过滤层时呈“Z”型运动轨迹，有利于粉尘的拦截沉降；所述集尘网块34外表面采用不锈钢丝网或约翰逊网进行包裹，内部装填惰性多孔材料。其中，一级过滤层中的集尘网块内装填φ10～φ30的惰性氧化铝瓷球，用来拦截和捕集大颗粒催化剂粉尘；二级过滤层中的集尘网块内优选装填φ3～φ13的惰性氧化铝瓷球，用来拦截和捕集微小颗粒的催化剂粉尘。

如图5所述，以油品液相加氢工艺为例，进行说明其具体反应过程：首先将原料油2分为第一原料油3、第二原料油和第三原料油，其中第一原料油3与氢气1在氢油混合设备6中混合溶解，得到一种含有氢气的物流作为底部进料经反应物料入口7进入固定床上流式反应器8，在下催化剂床层16发生加氢反应，同时将第二原料油、第三原料油分别通过第二反应物料入口4、第三反应物料入口5引入固定床上流式反应器8；在固定床上流式反应器8内，物料由下而上依次经过支撑格栅14、下催化剂床层16、滑动格栅层17、上催化剂床层18、压盖格栅19、催化剂粉尘过滤层21、压盖22、出口收集器23后得到加氢反应流出物，加氢反应流出物分为第一料流，第二料流和第三料流，其中，第一料流作为反应产物11出反应器、第二料流和第三料流分别经第一循环物料进口12和第二循环物料进口13循环回固定床上流式反应器8。

在正常运行过程中，由于该反应过程的特殊性，由于浮力的作用，使下催化剂床层16、上催化剂床层18在进料后处于膨胀状态，并随着进料的波动而处于上下浮动状态，因此本发明在上催化剂床层18和下催化剂床层16之间设置滑动格栅层17，随着反应器的进料及上催化剂床层18和下催化剂床层16的膨胀/收缩，上滑动格栅27、下滑动格栅26进行上下浮动，一方面保证催化剂床层的流通量和防止堵塞，另一方面使催化剂床层尽快恢复为原来的体积，减少催化剂颗粒的磨损和产生粉尘；此外，本发明在下催化剂床层16，将第二原料油和第三原料油分别引入下催化剂床层18的底部和顶部位置，并将相应的管线表面开孔方向朝下设置，方向与反应器内物料方向相反，用来降低反应器底部进料的动能，从而抵消和缓解反应进料的冲击力，减缓下部催化剂床层的浮动程度；在上催化剂床层18，将第一循环反应产物和第二循环反应产物分别设置在上催化剂床层18的底部和顶部位置，其相应的管线表面开孔方向仍朝下设置，方向与反应器内物料方向相反，同样是用来降低反应器内物料的动能，从而抵消和缓解反应进料的冲击力，减缓上催化剂床层18的浮动程度；来自于上催化剂床层18及压盖格栅19的物料进入催化剂粉尘过滤层21，并依次经过下格栅板31、一级过滤层33、中格栅板30、二级过滤层32、上格栅板28，将物料中夹带的粉尘进行逐级过滤拦截和集存。

本发明实施例及对比例中采用的原料油为来自某厂连续重整装置的重整生成油，将重整生成油引入本发明的上流式加氢反应器发生加氢脱烯烃反应，原料油具体组成见表1。实施例及对比例加氢反应中采用的保护剂/催化剂为抚顺石油化工研究院的FBN-03B01/FHDO-18。

表1 原料油组成

实施例1

采用本发明所述的上流式反应器， 将部分原料油与氢气采用常规的静态混合器（型号为SV2.3/25-6.4-500）进行混合，然后将该混合物作为反应器进料从底部引入上流式反应器（反应器直径为DN100），第二反应物料和第三反应物料分别从下催化剂床层底部和顶部的进料口进入；而第一循环物料和第二循环物料分别从上催化剂床层底部和顶部的进料口进入；反应器内沿物料流动方向依次为支撑格栅、第一催化剂床层600mm、滑动格栅层200mm、第二催化剂床层600mm、催化剂粉尘过滤层200mm；其中，反应物料入口、第二反应物料入口、第三反应物料入口进入反应器的液相进料分别占总液相进料的66wt%、17wt%、17wt%；反应流出物、第一循环物料进口和第二循环物料的液相进料分别占总液相进料84wt%、8wt%、8wt%。支撑格栅为板条式，格栅上表面平铺10目筛网；催化剂粉尘过滤层中的集尘网块外表面采用约翰逊网包裹，内部装填惰性多孔材料，一级过滤层中的集尘网块内装填φ16惰性氧化铝瓷球，二级过滤层中的集尘网块内装填φ6惰性氧化铝瓷球；集尘网块的外形为圆柱形，单元高度为80mm。填装过程中，各床层之间压紧填装；测定结果见表2。

实施例2

采用本发明所述的上流式反应器，将原料油与氢气采用常规的静态混合器（型号为SV2.3/25-6.4-500）进行混合，然后将该混合物作为反应器进料从底部引入上流式反应器（反应器直径为DN100），第二反应物料和第三反应物料分别从下催化剂床层底部和顶部的进料口进入；而第一循环物料和第二循环物料分别从上催化剂床层底部和顶部的进料口进入；反应器内沿物料流动方向依次为支撑格栅、第一催化剂床层800mm、滑动格栅层200mm、第二催化剂床层800mm、催化剂粉尘过滤层200mm、压盖100mm；其中，反应物料入口、第二反应物料入口、第三反应物料入口进入反应器的液相进料分别占总液相进料的72wt%、18wt%、18wt%；反应流出物、第一循环物料进口和第二循环物料的液相进料分别占总液相进料80wt%、10wt%、10wt%。支撑格栅为板条式，格栅上表面平铺10目筛网；催化剂粉尘过滤层中的集尘网块外表面采用约翰逊网包裹，一级过滤层内部装填φ10惰性氧化铝瓷球，二级过滤层内部装填φ3惰性氧化铝瓷球；集尘网块的外形为圆柱形长方体，网块的单元高度为80mm。填装过程中，各床层之间压紧填装；测定结果见表2。

表2测定结果

注：表观流速指的是在反应器不考虑装入任何构件，按空塔计算流体通过塔的平均流速，用液体的进料流量除以反应器的截面积而得到的数值。

本领域技术人员熟知，常规上流式加氢反应过程采用常规的加氢反应器，为了保证反应效果及长周期运行，对催化剂高径比具有一定的要求，使反应器直径不宜过大或过小，这就影响上流式反应器内的液体表观流速，若液体表观流速较大，对催化剂床层、保护剂床层的冲击力大，造成催化剂磨损较为严重，那么催化剂磨损产生的粉尘就容易堵塞格栅条缝而导致反应器床层压降升高速率较快，反之，若液体表观流速较小，对催化剂床层、保护剂床层的冲击力小，造成催化剂磨损少，那么反应器床层压降升高的就比较缓慢，为此，本实施例及对比例对于上流式反应器使用效果的测定方法为：同一处理量条件下，采用常规上流式反应器与本发明的上流式反应器进行对比，对比过程中通过改变液体表观流速的方法来测试反应器床层的压降上升速率。到达一定运行时间时，催化剂床层压降越低，表示使用效果越好。为减少实验带来的误差，实验过程中液体表观流速采取多次测量求平均值的方法。

由本实施例及对比例的反应器压降上升速率可以看出，采用本发明的上流式反应器及上流式反应方法后，反应器压降上升速率较为缓慢，即反应器压降的上升得到了有效控制，使装置运行时间大幅度延长，说明通过本发明方法设置的滑动格栅层能够有效减少催化剂颗粒之间的运动磨损，提高催化剂使用寿命，大幅度减缓催化剂床层压降升高，维持反应器的长周期稳定运行。此外，从本发明反应器压降的上升速率十分缓慢可以看出，催化剂粉尘过滤层（一级过滤层和二级过滤层）能够几乎将全部粉尘拦截下来，一方面防止后续管线的堵塞，另一方面通过对循环物料（第一循环物料和第二循环物料）进行过滤净化，减少粉尘的循环夹带，减缓催化剂床层压降的上升。

Claims (19)

1.一种固定床上流式反应器，所述反应器包括反应器壳体，反应器壳体内沿物料流动方向设置支撑格栅、下催化剂床层、滑动格栅层、上催化剂床层、压盖格栅；所述反应器壳体底部设置反应物料入口，反应器壳体顶部设置反应物料出口；

所述滑动格栅层包括上滑动格栅和下滑动格栅；

所述下滑动格栅位于下催化剂床层上方，下滑动格栅包括下格栅板和下滑道，所述下滑道沿反应器轴向位置固定在反应器内表面，下格栅板边缘活动搭接在下滑道面上，二者搭接面上靠密封构件进行密封；所述密封构件的一端固定在下格栅板的外边缘处上，另一端活动搭接在下滑道表面；

所述上滑动格栅位于上催化剂床层下方、下滑动格栅的上方，所述上滑动格栅包括上格栅板和上滑道，所述上滑道沿反应器轴向位置固定在反应器内表面，上格栅板边缘活动搭接在上滑道面上，二者搭接面上靠密封构件进行密封，所述密封构件的一端固定在上格栅板的外边缘处上，另一端活动搭接在上滑道表面。

2.按照权利要求1所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述上滑道和下滑道为一个整体滑道，或者是单独分别设置的滑道。

3.按照权利要求2所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述上滑道和下滑道单独分别设置时，所述上滑道的长度小于下滑道的长度。

4.按照权利要求1所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述反应器包括第二反应物料入口和第三反应物料入口，其中第二反应物料入口设置于下催化剂床层底部，第三反应物料入口设置于下催化剂床层顶部。

5.按照权利要求4所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述第二反应物料入口、第三反应物料入口连接有进料分布器，所述进料分布器开孔方向朝下设置，方向与反应器内物料流动方向相反。

6.按照权利要求1所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述反应器包括第一循环物料进口和第二循环物料进口，其中第一循环物料进口设置于上催化剂床层底部，第二循环物料进口设置于上催化剂床层顶部。

7.按照权利要求5所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述第一循环物料进口、第二循环物料进口连接有进料分布器，所述进料分布器开孔方向朝下设置，方向与反应器内物料流动方向相反。

8.按照权利要求1所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述压盖格栅上部设置有催化剂粉尘过滤层。

9.按照权利要求8所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述催化剂粉尘过滤层包括上格栅板、中格栅板、下格栅板和集尘网块，其中，下格栅板和中格栅板之间形成一级过滤层，上格栅板和中格栅板之间形成二级过滤层；所述一级过滤层和二级过滤层内均匀布置集尘网块。

10.按照权利要求9所述的固定床上流式反应器，其特征在于：一级过滤层和二级过滤层的集尘网块交错布置。

11.按照权利要求9所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述上格栅板、中格栅板、下格栅板表面为交错封堵，使物料穿过催化剂粉尘过滤层时呈“Z”型运动轨迹。

12.按照权利要求9所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述集尘网块外表面采用不锈钢丝网或约翰逊网进行包裹，内部装填惰性多孔材料。

13.按照权利要求9所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述集尘网块的外形为圆柱形、正方体、菱形体、长方体、多边形体中的任一种，集尘网块的单元高度为10～1000mm，优选50～200mm。

14.按照权利要求8所述的固定床上流式反应器，其特征在于：所述催化剂粉尘过滤层上部设置压盖。

15.权利要求1-14中任一权利要求所述固定床上流式反应器的应用，将所述上流式反应器用于烃油加氢反应。

16.按照权利要求15所述的应用，其特征在于：所述烃油是馏程在130～550℃范围内任意馏分的烃类原料，选自石脑油、重整生成油、航煤、柴油、蜡油、润滑油、渣油、脱沥青油、生物柴油、动物油或植物油中的一种或多种。

17.按照权利要求15所述的应用，其特征在于：所述加氢反应条件为：温度为40～360℃；压力为0.5～20.0MPa，优选为1.0～8.0MPa；液时体积空速为0.5～15h^-1；氢油质量比为0.001%～15%，优选0.01%～5%。

18.按照权利要求15所述的应用，其特征在于：当用于烃油液相加氢反应时包括如下内容：

（1）首先将原料油分为第一原料油、第二原料油和第三原料油，其中第一原料油用于与氢气混合溶解，得到一种含有氢气的物流，作为加氢反应器的底部进料；

（2）将步骤（1）形成的物流作为反应器进料，自上流式加氢反应器的底部引入，在下催化剂床层发生加氢反应，同时将第二原料油和第三原料油分别通过第二反应物料入口、第三反应物料入口进入反应器；

（3）将步骤（2）得到的加氢反应流出物分为第一料流，第二料流和第三料流，其中，第一料流作为反应产物出反应器、第二料流和第三料流分别经第一循环物料进口和第二循环物料进口循环回反应器。

19.按照权利要求18所述的应用，其特征在于：所述混合溶解过程中，氢油质量比为0.001%～0.5%；氢油混合溶解条件为：40～360℃，0.5～20.0MPa，停留时间为0.5～30分钟。

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