CN111375350B

CN111375350B - 上流式反应器和其应用

Info

Publication number: CN111375350B
Application number: CN201811644436.9A
Authority: CN
Inventors: 杨秀娜; 阮宗琳; 王昊晨; 姜阳; 崔国英; 周嘉文; 关明华
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: Sinopec Dalian Petrochemical Research Institute Co ltd; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2018-12-30
Filing date: 2018-12-30
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2038-12-30
Also published as: CN111375350A

Abstract

本发明公开了一种上流式反应器和其应用，所述上流式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、催化剂床层、浮动格栅与脱尘组合层；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。所述反应器内设置浮动格栅与脱尘组合层，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，将催化剂粉尘在反应过程中连续脱除，改善反应均匀性，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。

Description

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

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种上流式反应器和其应用，所述反应器内设置浮动格栅与脱尘组合层，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，将催化剂粉尘在反应过程中连续脱除，改善反应均匀性，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。

本发明提供一种上流式反应器，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催化剂床层支撑格栅、催化剂床层、浮动格栅与脱尘组合层；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。

本发明所述的上流式反应器中，所述催化剂床层设置N个（N≥1），分别为第1催化剂床层、第2催化剂床层、……、第N-1催化剂床层、第N催化剂床层。

本发明所述的上流式反应器中，所述浮动格栅与脱尘组合层设置N个（N≥1），分别为第1浮动格栅与脱尘组合层、第2浮动格栅与脱尘组合层、……、第N-1浮动格栅与脱尘组合层、第N浮动格栅与脱尘组合层。

本发明所述的上流式反应器中，所述催化剂床层与浮动格栅与脱尘组合层数量相同，两者交替设置，沿物料流动方向依次包括第1催化剂床层、第1浮动格栅与脱尘组合层、第2催化剂床层、第2浮动格栅与脱尘组合层、……、第N-1催化剂床层、第N-1浮动格栅与脱尘组合层、第N催化剂床层、第N浮动格栅与脱尘组合层。

本发明所述的上流式反应器中，所述催化剂床层高度沿反应器进料方向依次递增，既从第1催化剂床层、第2催化剂床层、……、第N-1催化剂床层、至第N催化剂床层，催化剂床层高度依次增加；浮动格栅与脱尘组合层高度沿反应器进料方向依次递减，既从第1浮动格栅与脱尘组合层、第2浮动格栅与脱尘组合层、……、第N-1浮动格栅与脱尘组合层、至第N浮动格栅与脱尘组合层，浮动格栅与脱尘组合层高度依次减小。

本发明所述的上流式反应器中，所述催化剂床层的高度沿反应器进料方向依次递增，这主要是由于沿反应器进料方向反应进料对催化剂床层的冲击力和催化剂浮力均逐渐减小，使催化剂床层磨损程度呈递减的趋势，所以单个催化剂床层高度适当增加也能够保证使用效果；同样地，所述浮动格栅与脱尘组合层高度沿反应器进料方向依次递减，与催化剂床层高度成相反的趋势变化，同样是由于沿反应器进料方向反应进料对催化剂床层的冲击力和催化剂浮力均逐渐减小所致，浮动格栅与脱尘组合层高度逐渐递减，能够达到平衡催化剂浮力和固定催化剂床层的作用。

本发明所述的上流式反应器中，所述浮动格栅与脱尘组合层包括浮动格栅夹层、分离单元和滑道，所述浮动格栅夹层活动连接在滑道上；

所述浮动格栅夹层包括上格栅板、下格栅板、上格栅板和下格栅板之间的固定夹层，上格栅压板与下格栅压板通过若干组轴向筋板进行固定连接，形成“笼式”框架结构，所述中间固定夹层内设置若干个脱灰块，相邻脱灰块之间留有空间，作为物料流通腔体，所述物料流通腔体对应的下格栅板位置板面密闭，进一步优选所述脱灰块对应的上格栅板位置板面密闭，使物料在流经脱灰块的过程中发生横向折流，即来自于下部催化剂床层的物料经下格栅板进入脱灰块，经过脱灰块的脱除和集存粉尘，再横向折流进入物料流通腔体后进入分离单元；

所述分离单元固定在上格栅板上部，用于将来自物料流通腔体的反应物料进行液固分离；分离单元包括分离体A和分离体B，分离体A包括支撑杆和向上凹起的分离伞，分离体B包括支撑杆和向下凹起的分离伞，支撑杆固定在上格栅板上，分离伞固定在支撑杆上，优选分离伞水平固定在支撑杆上；所述分离体A的分离伞位置低于分离体B的分离伞位置，使分离体A中向上凹起的分离伞与分离体B中向下凹起的分离伞形成物料通道，当物料由下而上通过物料通道过程中发生液固分离，将物料中夹带的催化剂粉尘分离出来沉积在分离体A中向上凹起的分离伞上。

所述滑道沿反应器轴向位置固定在反应器内表面，滑道下边缘紧邻催化剂床层，所述浮动格栅夹层在滑道上浮动时为整体浮动，滑道长度一般为10mm～800mm，优选50 mm～300mm，过小的长度会由于催化剂颗粒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等问题。

本发明所述的上流式反应器中，所述的上格栅板、下格栅板的结构形式相同或不相同，可以采用平行的金属栅条或约翰逊网；当采用平行的金属栅条时，栅条宽度一般为20～60mm，栅条间条缝宽度可以根据催化剂颗粒直径和固定夹层内惰性材料的直径进行确定，要求条缝宽度小于固定夹层内的惰性材料直径和催化剂颗粒直径，防止惰性材料和催化剂漏出，一般为1mm～30mm；当采用约翰逊网时，网丝之间的间距一般为1mm～10mm，防止催化剂颗粒正好卡在网丝上即可。

本发明所述的上流式反应器中，所述的脱灰块外表面采用不锈钢丝网或约翰逊网进行包裹，内部装填惰性填充材料，所述惰性填充材料可以是惰性氧化铝瓷球、多孔陶瓷颗粒、多孔金属材料中的一种或几种。在使用过程中，惰性填充材料在脱灰块内具有适宜的活动空间，惰性填充材料之间可以相对运动，防止催化剂粉尘的粘附和积存。当脱灰块内填装惰性氧化铝瓷球时，一般惰性氧化铝瓷球的直径为3mm～30mm。通常情况下，所述脱灰块的高度一般为10 mm～3000mm，优选50mm～300mm。

本发明所述的上流式反应器中，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，催化剂床层的总填装高度一般由催化剂的使用最佳空速和反应器高径比确定，而单个催化剂床层的高度一般为30mm～5000mm，优选300mm～2000mm。

本发明所述的上流式反应器中，所述的催化剂床层支撑格栅为板条式，用于支撑其上部催化剂床层的重量。所述催化剂床层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，所述催化剂支撑格栅包括大梁、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。

本发明所述的上流式反应器中，反应器壳体内还可以支撑格栅与催化剂床层之间还可以设置保护剂层和/或瓷球层，当同时包括保护剂层和瓷球层时，瓷球层位于保护剂层上方。

本发明所述的上流式反应器中，所述保护剂层与催化剂床层的高度比为1:1～1:50，优选1:2～1:5。

本发明所述的上流式反应器中，所述的保护剂层装填保护剂，所述保护剂主要是用于脱除原料中金属杂质、固体颗粒物，同时使原料中易结焦的物质适度加氢，以减缓催化剂中的中毒结焦，延长主催化剂的使用寿命，所述保护剂可以采用市售商品或者根据现有方法进行制备选择，这些选择都是为本领域人员熟知的。

本发明所述的上流式反应器中，所述的瓷球层装填惰性瓷球，瓷球层的高度一般为50～500mm，优选100～300mm；瓷球层的上方还可以进一步铺设丝网，优选为铺设不锈钢丝网。

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，首先将原料油与氢气进行混合溶解，得到一种含有氢气的物流；然后将形成的物流作为反应进料自上流式反应器的底部引入，经过反应后自反应器顶部离开。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，本发明所述上流式反应器具有如下优点：

1、本发明所述上流式反应器中设有浮动格栅与脱尘组合层，与传统的上流式反应器相比，反应器内设置浮动格栅与脱尘组合层，一方面防止上流式反应器在进液后催化剂下沉而造成的催化剂颗粒运动磨损粉化，保护催化剂并减少粉尘的产生，另一方面可以随着催化剂床层的压降逐渐升高，浮动格栅与脱尘组合层可以向上浮动，保证反应器长周期运行。

2、本发明所述上流式反应器中，通过设置多组催化剂床层和浮动格栅与脱尘组合层，所述催化剂床层高度沿反应器进料方向依次递增，浮动格栅与脱尘组合层高度沿反应器进料方向依次递减，通过这样设置可以对催化剂床层压降进行分段控制，实现催化剂粉尘沿着反应器轴向均匀化，减缓压降的上升。由于沿反应器进料方向反应进料对催化剂床层的冲击力和催化剂浮力均逐渐减小，使催化剂床层磨损程度呈递减的趋势，所以单个催化剂床层高度适当增加也能够保证使用效果。

3、本发明所述上流式反应器中，浮动格栅与脱尘组合层中的上，下格栅板组成的框架为一体式固定结构，在反应器内浮动时为整体上下浮动，但脱灰块内填充的惰性填充材料具有适当的活动空间，填充材料（如瓷球）之间可以相对运动，可以防止催化剂粉尘的粘附和积存，从而保证整个催化剂床层的压降均匀和稳定。

4、本发明所述上流式反应器中，设置多层浮动格栅与脱尘组合层，每层浮动格栅与脱尘组合层都具有脱除催化剂粉尘并将粉尘沉积下来的功能，实现反应过程中的催化剂粉尘均匀化，从而使催化剂床层压降均匀化。

附图说明

图1是本发明所述上流式反应器的示意图。

图2是本发明浮动格栅及脱尘组合层的示意图。

图3是采用本发明所述上流式反应器的加氢工艺流程图。

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和图2所示，本发明提供一种上流式反应器，所述上流式反应器5包括反应器壳体6，反应器壳体6内沿物料流动方向设置支撑格栅8、第1催化剂床层9、第1浮动格栅及脱尘组合层10、第N催化剂床层11、第N浮动格栅及脱尘组合层；所述反应器壳体6的底部设置反应物料入口4，反应器壳体顶部设置反应物料出口7。

其中，第1浮动格栅与脱尘组合层10包括浮动格栅夹层15、分离单元16和滑道14，所述浮动格栅夹层15活动连接在滑道14上；浮动格栅夹层15包括下格栅板18、上格栅板20、上格栅板20和下格栅板18之间的固定夹层21，上格栅压板20与下格栅压板18通过若干组轴向筋板进行固定连接，形成“笼式”框架结构、所述中间夹层21内设置有若干个脱灰块22，相邻脱灰块22之间的空间为物料流通腔体23；

其中，所述分离单元16固定在上格栅板20上部，用于将来自物料流通腔体23的反应物料进行液固分离；所述每个液固分离单元16均包括分离体A 24 和分离体B 27，分离体A 24包括支撑杆25和向上凹起的分离伞26，分离体B27包括支撑杆28和向下凸起的分离伞29，支撑杆25和支撑杆28竖向固定在上格栅板20上，分离伞26、29水平固定在支撑杆25、28上；所述分离体A24的分离伞26位置低于分离体B27的分离伞29位置，使分离体A24中向上凹起的分离伞26与分离体B27中向下凹起的分离伞29形成物料通道，当物料由下而上通过物料通道过程中发生液固分离，将物料中夹带的催化剂粉尘分离出来沉积在分离体A24中向上凹起的分离伞26的上表面。

所述浮动格栅夹层15中，中间固定夹层21内设置若干个脱灰块22，相邻脱灰块22之间留有空间，作为物料流通腔体23，所述物料流通腔体23对应的下格栅板18位置板面密闭，进一步优选所述脱灰块22对应的上格栅板20的位置板面密闭，使物料在流经脱灰块22的过程中发生横向折流，即来自于下部催化剂床层的物料经下格栅板18进入脱灰块22，经过脱灰块22的脱除和集存粉尘，再横向折流进入物料流通腔体23后进入分离单元16。

如图3所述，以油品液相加氢工艺为例说明其具体反应过程：氢气1与原料油2经由氢油混合设备3进行溶解混合，形成一种气液混合物或溶解了氢气的液相物料，作为上流式加氢反应进料经反应物料入口4引入上流式反应器5，依次经过支撑格栅8、第1催化剂床层9、第1浮动格栅及脱尘组合层10、第N催化剂床层11、第N浮动格栅及脱尘组合层、出口收集器13后，作为上流式加氢反应出料经反应物料出口7离开反应器。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，使催化剂床层在进料后处于膨胀状态，随着进料的波动而处于上下浮动，从而对催化剂进行磨损，而浮动格栅及脱尘组合层不但可以随催化剂床层的膨胀\收缩而上下浮动，减少催化剂颗粒的磨损和产生粉尘，而且可以对下部催化剂磨损产生的粉尘进行拦截和沉积。

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，将重整生成油与氢气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，将原料油与氢气采用常规的静态混合器（型号为SX2.3/20-6.4-500）进行混合，然后将该混合物作为反应器进料引入本发明的上流式反应器（反应器直径为100mm），反应器内沿物料流动方向依次填装催化剂支撑格栅、保护剂层100mm、第1催化剂床层550mm、第1浮动格栅及脱尘组合层200mm；催化剂床层支撑格栅为板条式，10目筛网平铺于格栅板上表面。第1浮动格栅及脱尘组合层包括浮动格栅夹层、分离单元和滑道，浮动格栅夹层活动连接在滑道上，滑道长度为200mm；格栅夹层包括上格栅板、下格栅板、上格栅板和下格栅板之间的固定夹层；固定夹层内设置脱灰块，相邻脱灰块之间留有空间，作为物料流通腔体，物料流通腔体对应的下格栅板位置板面密闭，脱灰块对应的上格栅板位置板面密闭，脱灰块的高度为80mm；上格栅板、下格栅板的结构形式相同，均采用栅条宽度为40mm的平行金属栅条拼接而成，条缝宽度为2mm；脱灰块外表面采用约翰逊网进行包裹，内部装填Φ3～Φ6的惰性氧化铝瓷球。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无机膜管分散器进行混合，首先将氢气分散为50nm尺寸的微气泡后渗透至管外，与壳体内通入的液体形成反应器进料混合物，然后将该混合物作为反应器进料引入本发明的上流式反应器（上流式反应器直径为DN200×1000mm）；上流式反应器内沿物料流动方向依次填装支撑格栅、保护剂层100mm、第一催化剂床层300mm、第一浮动格栅及脱尘组合层120 mm、第二催化剂床层400mm、第二浮动格栅及脱尘组合层80 mm；催化剂床层支撑格栅，10目筛网平铺于格栅板上表面。第一浮动格栅及脱尘组合层包括浮动格栅夹层、分离单元和滑道，浮动格栅夹层活动连接在滑道上，滑道长度为120mm；格栅夹层包括上格栅板、下格栅板、上格栅板和下格栅板之间的固定夹层；固定夹层内设置脱灰块，相邻脱灰块之间留有空间，作为物料流通腔体，物料流通腔体对应的下格栅板位置板面密闭，脱灰块对应的上格栅板位置板面密闭，脱灰块的高度为50 mm；上格栅板、下格栅板的结构形式相同，均采用网丝间距为2mm的约翰逊网；；脱灰块外表面采用约翰逊网进行包裹，内部装填Φ3～Φ6的惰性氧化铝瓷球。第二浮动格栅及脱尘组合层同样包括浮动格栅夹层、分离单元和滑道，滑道长度为80mm；格栅夹层包括上格栅板、下格栅板、上格栅板和下格栅板之间的固定夹层；固定夹层内设置脱灰块，相邻脱灰块之间留有空间，作为物料流通腔体，物料流通腔体对应的下格栅板位置板面密闭，脱灰块对应的上格栅板位置板面密闭，脱灰块的高度为30 mm；上格栅板、下格栅板的结构形式相同，均采用网丝间距为2mm的约翰逊网；脱灰块外表面采用约翰逊网进行包裹，内部装填Φ3～Φ6的惰性氧化铝瓷球。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浮动格栅与脱尘组合层具有控制催化剂床层浮动、脱除催化剂粉尘的作用，减少催化剂在上浮过程中造成的颗粒磨损而造成床层压降增加，实现反应过程中的催化剂粉尘均匀化，从而使催化剂床层压降均匀化，有效控制反应器压降的升高，维持上流式反应装置的长周期稳定运行。

Claims

1.一种上流式反应器，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催化剂床层支撑格栅、催化剂床层、浮动格栅与脱尘组合层；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；

浮动格栅与脱尘组合层包括浮动格栅夹层、分离单元和滑道，所述浮动格栅夹层活动连接在滑道上，所述滑道沿反应器轴向位置固定在反应器内表面，滑道下边缘紧邻催化剂床层；

浮动格栅夹层包括上格栅板、下格栅板、上格栅板和下格栅板之间的固定夹层，上格栅压板与下格栅压板通过若干组轴向筋板进行固定连接，形成“笼式”框架结构，中间夹层内设置若干个脱灰块，相邻脱灰块之间留有空间，作为物料流通腔体，所述物料流通腔体对应的下格栅板位置板面密闭；

分离单元固定在上格栅板上部，用于将来自物料流通腔体的反应物料进行液固分离；分离单元包括分离体A和分离体B，分离体A包括支撑杆和向上凹起的分离伞，分离体B包括支撑杆和向下凹起的分离伞，支撑杆固定在上格栅板上，分离伞固定在支撑杆上，所述分离体A的分离伞位置低于分离体B的分离伞位置，使分离体A中向上凹起的分离伞与分离体B中向下凹起的分离伞形成物料通道。

2.按照权利要求1所述的上流式反应器，其特征在于：所述脱灰块对应的上格栅板位置板面密闭。

3.按照权利要求1所述的上流式反应器，其特征在于：所述催化剂床层设置N个，N≥1，分别为第1催化剂床层、第2催化剂床层、第N-1催化剂床层、第N催化剂床层；所述浮动格栅与脱尘组合层设置N个，N≥1，分别为第1浮动格栅与脱尘组合层、第2浮动格栅与脱尘组合层、第N-1浮动格栅与脱尘组合层、第N浮动格栅与脱尘组合层。

4.按照权利要求3所述的上流式反应器，其特征在于：所述催化剂床层与浮动格栅与脱尘组合层数量相同，两者交替设置，沿物料流动方向依次包括第1催化剂床层、第1浮动格栅与脱尘组合层、第2催化剂床层、第2浮动格栅与脱尘组合层、第N-1催化剂床层、第N-1浮动格栅与脱尘组合层、第N催化剂床层、第N浮动格栅与脱尘组合层。

5.按照权利要求3所述的上流式反应器，其特征在于：所述催化剂床层高度沿反应器进料方向依次递增，既从第1催化剂床层、第2催化剂床层、第N-1催化剂床层、至第N催化剂床层，催化剂床层高度依次增加；浮动格栅与脱尘组合层高度沿反应器进料方向依次递减，既从第1浮动格栅与脱尘组合层、第2浮动格栅与脱尘组合层、第N-1浮动格栅与脱尘组合层、至第N浮动格栅与脱尘组合层，浮动格栅与脱尘组合层高度依次减小。

6.按照权利要求1所述的上流式反应器，其特征在于：所述的上格栅板、下格栅板的结构形式相同或不相同，采用平行的金属栅条或约翰逊网。

7.按照权利要求1所述的上流式反应器，其特征在于：所述的脱灰块外表面采用不锈钢丝网或约翰逊网进行包裹，内部装填惰性填充材料，所述惰性填充材料是惰性氧化铝瓷球、多孔陶瓷颗粒、多孔金属材料中的一种或几种。

8.按照权利要求1所述的上流式反应器，其特征在于：支撑格栅为板条式，用于支撑其上部催化剂床层的重量。

9.按照权利要求1所述的上流式反应器，其特征在于：支撑格栅与催化剂床层之间设置保护剂层和/或瓷球层，当同时包括保护剂层和瓷球层时，瓷球层位于保护剂层上方。

10.按照权利要求9所述的上流式反应器，其特征在于：所述保护剂层与催化剂床层的高度比为1:1～1:50。

11.按照权利要求9所述的上流式反应器，其特征在于：所述保护剂层与催化剂床层的高度比为1:2～1:5。

12.按照权利要求9所述的上流式反应器，其特征在于：所述的瓷球层装填惰性瓷球，瓷球层的高度为50～500mm，瓷球层的上方进一步铺设丝网。

13.按照权利要求9所述的上流式反应器，其特征在于：所述的瓷球层装填惰性瓷球，瓷球层的高度为100～300mm；瓷球层的上方进一步铺设不锈钢丝网。

14.权利要求1-13中任一权利要求所述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。

15.按照权利要求14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，所述烃类原料为石脑油、重整生成油、航煤、柴油、蜡油、润滑油、渣油、脱沥青油、动物油或植物油中的一种或多种。

16.按照权利要求14所述的应用，其特征在于：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；液时体积空速为0.5～15h^-1；氢油质量比为0.001%～15%。

17.按照权利要求14所述的应用，其特征在于：所述上流式反应器的加氢反应条件为：温度为40～360℃；压力为1.0～8.0MPa；液时体积空速为0.5～15h^-1；氢油质量比为0.01%～5%。

18.按照权利要求14所述的应用，其特征在于：当用于烃油液相加氢反应时，首先将原料油与氢气进行混合溶解，得到一种含有氢气的物流；然后将形成的物流作为反应进料自上流式反应器的底部引入，经过反应后自反应器顶部离开。

19.按照权利要求18所述的应用，其特征在于：所述的混合溶解过程中，氢油质量比为0.001%～15%；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。