CN112023843B - 气相反应器 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油化工设备技术领域，涉及一种气相反应器，包括：立式的气相反应器本体(1)、出料口(101)、气相出口(102)、气相进口(104)、进料口(106)、以及下料斗(2)；所述下料斗(2)位于所述气相反应器本体(1)的下方，并且与所述气相反应器本体(1)的底部连通；所述出料口(101)位于所述下料斗(2)的下端面上；其中，所述下料斗(2)包括下料斗本体(201)和导流锥(202)；所述导流锥(202)位于所述下料斗本体(201)的内部。该气相反应器，气相反应器本体内产生的固体产物落入下方的下料斗中，随继从位于下料斗本体内的导流锥滑落，最终从出料口排出，显著减小了产物堵塞出料口的几率。

Description

气相反应器

技术领域

本发明属于石油化工设备技术领域，更具体地，涉及一种气相反应器。

背景技术

聚烯烃是指烯烃的聚合物，由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃以及某些环烯烃单独聚合或共聚合而得到的一类热塑性树脂的总称。其中，聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。聚丙烯具有相对硬度高、比重小、拉伸强度高、透明好、耐化学性能好，可随意拉伸和定向、可与其它材料共混改性等优点。近些年聚丙烯的应用范围不断扩大，市场需求不断增长。

现有的气相反应器的结构如图1所示，该气相反应器1的底部设置有挡板，挡板上开设有出料口。由于气相反应器中的产物聚烯烃具有粘性，容易结块，导致出料口经常堵塞，需要停产疏通，影响聚烯烃的产量。

发明内容

本发明的目的是提供一种气相反应器，防止产物结块堵塞出料口，顺利实现生产。

为了实现上述目的，本发明提供一种气相反应器，所述气相反应器包括：立式的气相反应器本体、出料口、气相出口、气相进口、进料口、以及下料斗；

所述下料斗位于所述气相反应器本体的下方，并且与所述气相反应器本体的底部连通；所述出料口位于所述下料斗的下端面上；

其中，所述下料斗包括下料斗本体和导流锥；

所述导流锥位于所述下料斗本体的内部。

具体地，所述下料斗本体与所述导流锥均为倒圆锥体结构，所述下料斗本体的锥角大于所述导流锥的锥角，所述下料斗本体的轴向长度大于所述导流锥的轴向长度；

更具体地，所述导流锥的锥角为15°-20°。

更具体地，所述下料斗还包括吹扫口，所述吹扫口开设于所述下料斗本体上，并且所述吹扫口的轴线与下料斗本体的母线垂直。

更具体地，所述吹扫口与所述气相出口通过外部管线连通，以使从所述气相出口排出的气体中的一部分通过外部管线经所述吹扫口返回至所述气相反应器本体内进行吹扫。

更具体地，所述吹扫口为两个以上，两个以上的所述吹扫口沿所述下料斗的周向均匀分布。

更具体地，所述吹扫口的下沿位于所述导流锥的下端面的上方。

具体地，所述气相反应器本体的内部还包括：在所述气相进口上方设置的环形气相分布板，以及与所述下料斗连通的流道；

所述环形气相分布板具有多个布气孔，从所述环形气相分布板的外缘至内缘，所述气相分布板倾斜向下设置；

所述流道位于所述出料口的正上方，所述流道的一端与气相分布板的内缘连接，另一端与所述气相反应器本体的底部连接。

具体地，所述气相反应器本体为回转体结构；

所述气相反应器本体内还设置有刮壁器，所述刮壁器包括：旋转轴、连接部件、以及刮板；

其中，所述旋转轴沿所述气相反应器本体的轴向设置；

所述连接部件的一端连接所述旋转轴，另一端连接所述刮板。

更具体地，所述刮板为多个，多个所述刮板沿所述旋转轴的轴向交错排列；

所述连接部件为多个，每个所述刮板与两个以上所述连接部件连接；

更具体地，所述气相反应器本体内还设置有用于支撑所述刮壁器的支撑杆，多个所述支撑杆中的一部分设置在所述共聚反应器气相反应器本体的中部，另一部分设置在所述气相反应器本体的下部。

多个所述刮板中，位于最上方的所述刮板刮下贴附在所述气相反应器本体的顶部内壁上的物质，位于最下方的刮板刮下贴附在所述流道的内壁上的物质，与最下方的刮板相邻的刮板刮下贴附在所述环形气相分布板的上表面上的物质。

具体地，所述气相出口位于所述气相反应器本体的顶部；

所述气相进口沿所述气相反应器本体的侧壁的切向方向设置；

所述进料口位于所述气相反应器本体的侧壁的中部，并且倾斜向下。

本发明提供的气相反应器，气体原料和固体原料分别从气相进口和进料口进入气相反应器本体反应，气体从气相出口排出，在重力作用下，固体产物落入位于气相反应器本体下方，与气相反应器本体的底部连通的下料斗中，随继从位于下料斗本体内的导流锥滑落最终从出料口排出，显著减小了产物堵塞出料口的几率，该气相反应器可在现有的气相反应器基础上进行改进实现，卸掉现有的气相反应器的挡板，安装上下料斗即可，改动小，成本低，易于施工。

本发明提供的气相反应器，通过设置在下料斗的侧壁上的倾斜向上的吹扫口，对产物进行吹扫，防止下料斗发生堵塞，之后气体上升至下料斗与气相反应器的底部的锥间间隙后，下行，推动产物快速从出料口排出。

本发明提供的气相反应器，通过位于气相反应器的内部的环形气相分布板以及与环形气相分布板连通的流道，将气相反应器本体划分成下部的气相空间和上部气固两相空间，进入气相空间的气体通过环形气相分布板后，在气相反应器内均匀分布，形成稳定的流化床，增大气体原料与固体粉料的接触几率，提高生成产物的效率。

本发明提供的气相反应器，气相进口沿所述气相反应器本体的侧壁的切向方向设置有利于气体在气相反应器内迅速扩散。

本发明提供的气相反应器，通过刮壁器将贴附在气相反应器本体的内壁和气相分布板上的产物刮下，防止产物结块，促进气固流化，并使固体粉料落入下料斗快速外排。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了现有的气相反应器的示意图，其中仅示出了气相反应器的底部。

图2示出了本发明提供的一种气相反应器的示意图，其中仅示出了气相反应器的底部。

图3示出了本发明提供的另一种气相反应器的示意图。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本发明提供一种气相反应器。请参见图2和图3，图2示出了本发明提供的一种气相反应器的示意图，其中仅示出了气相反应器的底部；图3示出了本发明提供的另一种气相反应器的示意图。如图2和图3所示，该气相反应器包括：立式的气相反应器本体1、出料口101、气相出口102、气相进口104、进料口106、以及下料斗2；下料斗2位于气相反应器本体1的下方，并且与气相反应器本体1的底部连通；出料口101位于下料斗2的下端面上；其中，下料斗2包括下料斗本体201和导流锥202；导流锥202位于下料斗本体201的内部。

本发明提供的气相反应器的工作原理为：

本发明提供的气相反应器，气体原料和固体原料分别从气相进口104和进料口106进入气相反应器本体1反应，产生的气体从气相出口102排出，固体产物落入位于气相反应器本体1下方，并且与气相反应器本体1的底部连通的下料斗2中，随继从位于下料斗本体201内的导流锥202滑落，最终从出料口101排出，显著减小了产物堵塞出料口101的几率，该气相反应器可在现有的气相反应器基础上进行改进实现，卸掉现有的气相反应器的挡板，安装上下料斗即可，改动小，成本低，易于施工。

本发明提供的气相反应器可以作为生产聚烯烃的气相反应器，例如生产聚丙烯的气相反应器。气相出口102位于气相反应器本体1的顶部；气相进口104沿气相反应器本体1的侧壁的切向方向设置；进料口106位于气相反应器本体1的侧壁的中部，并且倾斜向下。

在本发明中，下料斗与气相反应器本体可以通过法兰连接。请参见图2，导流锥202的上端面与下料斗本体201的上端面密封连接，使得固体产物不会落到下料斗本体201与导流锥202之间的间隙中，而是落入导流锥202中。下料斗可以采用不锈钢制成。导流锥具有光滑的内表面，有利于产物从导流锥滑落，顺利地从出料口101排出。下料斗本体201与导流锥202均可以为倒圆锥体结构，下料斗本体201的锥角大于述导流锥202的锥角，导流锥202的锥角可以为15°-20°，下料斗本体201的轴向长度大于导流锥202的轴向长度，以便于产物快速从导流锥202滑落至下料斗2的底部，从出料口101顺利排出。

请参见图3，图3示出了本发明提供的另一种气相反应器的示意图。如图3所示，下料斗2还包括吹扫口203，吹扫口203开设于下料斗本体201上，并且吹扫口203的轴线与下料斗本体201的母线垂直。对下料斗2中滞留的产物进行吹扫，使之快速外排。

请继续参见图3，吹扫口203与气相出口102通过外部管线连通，以使从气相出口102排出的气体中的一部分通过外部管线经吹扫口203返回至气相反应器本体1内进行吹扫。如此设计可以利用循环气作为吹扫气体。

在本发明中，吹扫口203可以为两个以上，两个以上的吹扫口203沿下料斗2的周向均匀分布，对下料斗2进行均匀吹扫，清理滞留在下料斗2中的产物。

请继续参见图3在本发明中，吹扫口203的下沿位于导流锥202的下端面的上方，从吹扫口进入下料斗内的倾斜向上的气流，上升至下料斗本体201与导流锥202的锥间间隙后，改变方向，向下运动，推动产物从出料口101快速排出。

请继续参见图3，本发明的气相反应器本体1的内部还包括：在气相进口104上方设置的环形气相分布板103，进入气相反应器本体1的气体经过气相分布板103布气后，在气相反应器本体1内迅速扩散，形成流化床，增大气体与粉料的接触几率，提高生成产物的效率。

进一步地，环形气相分布板103具有多个布气孔，从环形气相分布板103的外缘至内缘，气相分布板103倾斜向下设置，便于落在气相分布板上的固体产物下滑，落入下料斗2中。

进一步地，环形气相分布板103的外缘与气相反应器本体1的内壁贴合，以使产物不能从环形气相分布板103的外缘与气相反应器本体1的内壁的间隙中通过，而是从环形气相分布板103相连接的流道108中直接下落至下料斗2内，从出料口101排出。

请继续参见图3，环形气相分布板103和流道108将气相反应器本体1划分为下部的气相空间和上部的气固两相空间。由气相进口104进入的气体只能通过环形气相分布板103上的布气孔进入反应器本体1的气固两相空间，由于布气孔相对较小，通过布气孔时的气体流速很快，气固两相空间内的固体不能通过环形气相分布板103上的布气孔进入反应器本体1的气相的空间。

请继续参见图3，在本发明中，气相反应器本体1还包括：位于所述气相反应器本体1内部的流道108，并且与下料斗2连通的流道108，流道108位于出料口101的正上方，流道108的一端与气相分布板103的内缘连接，另一端与气相反应器本体1的底部连接，使得产物从气相反应器本体内顺利落入下料斗2，随继从出料口101排出气相反应器。

请继续参见图3，在本发明中，优选地，气相反应器本体1为回转体结构；气相反应器本体1内还设置有刮壁器105，刮壁器105包括：旋转轴1051、连接部件1052、以及刮板1053；其中，旋转轴1051沿气相反应器本体1的轴向设置；连接部件1052的一端连接旋转轴1051，另一端连接刮板1053；刮板1053绕旋转轴1051转动时，能够刮下贴附在内壁上的物质。如图3所示，旋转轴1051带动刮板1053转动，在转动过程中，将刮板1053贴附在气相反应器本体1的内壁上的产物刮下，防止产物结块，使之快速外排。

请继续参见图3，在本发明中，刮板1053为多个，多个刮板1053沿旋转轴1051的轴向交错排列；连接部件1052为多个，每个刮板1053与一个或两个连接部件1052连接，以确保在刮壁器105转动的过程中，旋转轴1051受到的力矩平衡。

在多个刮板1053中，在气相反应器本体1的顶部为圆弧形时，位于最上方的刮板1053为圆弧形，刮下贴附在气相反应器本体1的顶部的内壁上的物质，位于最下方的刮板刮下贴附在流道108的内壁上的物质，与最下方的刮板相邻的刮板1053刮下贴附在气相分布板103的上表面上的物质，避免固体产物堵塞流道和布气孔，使得顺利实现固体产物下落和气相布气板103布气。

由于气相反应器本体1的高度比较高，旋转轴1051比较长，气相反应器本体1内还设置有用于支撑刮壁器105的多个支撑杆107，多个支撑杆107将旋转轴与气相反应器本体1固定连接，多个支撑杆107中的一部分设置在气相反应器本体1的中部，另一部分设置在气相反应器本体1的下部。

实施例1

本实施例提供一种气相反应器。请参见图3，该气相反应器1包括：立式筒形的气相反应器本体1、出料口101、气相出口102、气相进口104、进料口106、以及下料斗2；下料斗2位于气相反应器本体1的下方，并且与气相反应器本体1的底部连通；出料口101位于下料斗2的下端面上；其中，下料斗2包括下料斗本体201、导流锥202、以及吹扫口203；导流锥202位于下料斗本体201的内部。下料斗本体201与导流锥202均为倒圆锥体结构，下述导流锥202的锥角为15°，下料斗本体201的锥角大于导流锥202的锥角；下料斗本体201的轴向长度大于导流锥202的轴向长度；吹扫口203位于下料斗本体201上，并且吹扫口203的轴线与下料斗本体201的母线垂直；吹扫口203与气相出口102通过外部管线连通，以使从气相出口102排出的气体中的一部分通过外部管线经吹扫口203返回至气相反应器本体1内进行吹扫；气相反应器本体1的内部包括：环形的气相分布板103、刮壁器105、以及流道108；气相分布板103具有多个布气孔，从气相分布板103的外缘至内缘，气相分布板103倾斜向下设置；气相进口104位于气相分布板103的下方，流道108位于出料口101的正上方，流道108的一端与气相分布板103的内缘连接，另一端与气相反应器本体1的底部连接；刮壁器105包括：旋转轴1051、多个连接部件1052、以及多个刮板1053；其中，旋转轴1051沿气相反应器本体1的轴向设置；每个刮板1053与两个连接部件1052连接；在多个刮板1053中，位于最上方的刮板1053刮下贴附在气相反应器本体1的顶部内壁上的物质，位于最下方的刮板刮下贴附在流道108的内壁上的物质，与最下方的刮板相邻的刮板1053刮下贴附在气相分布板103的上表面上的物质。

实施例2

本实施例提供另一种生产聚烯烃的气相反应器。请参见图3，该气相反应器包括：立式筒形的气相反应器本体1、出料口101、气相出口102、气相进口104、进料口106、以及下料斗2；下料斗2位于气相反应器本体1的下方，并且与气相反应器本体1的底部连通；出料口101位于下料斗2的下端面上；其中，下料斗2包括下料斗本体201、导流锥202、以及吹扫口203；导流锥202位于下料斗本体201的内部。下料斗本体201与导流锥202均为倒圆锥体结构，下述导流锥202的锥角为20°，下料斗本体201的锥角大于导流锥202的锥角；下料斗本体201的轴向长度大于导流锥202的轴向长度；吹扫口203位于下料斗本体201上，并且吹扫口203的轴线与下料斗本体201的母线垂直；吹扫口203与气相出口102通过外部管线连通，以使从气相出口102排出的气体中的一部分通过外部管线经吹扫口203返回至气相反应器本体1内进行吹扫；气相反应器本体1的内部包括：气相分布板103、刮壁器105、多个支撑杆107、以及流道108；气相分布板103具有多个布气孔，从气相分布板103的外缘至气相分布板103的内缘，气相分布板103倾斜向下设置；气相进口104位于气相分布板103的下方；流道108位于出料口101的正上方，流道108的一端与气相分布板103的内缘连接，另一端与气相反应器本体1的底部连接，刮壁器105包括：旋转轴1051、多个连接部件1052、以及多个刮板1053；其中，旋转轴1051沿气相反应器本体1的轴向设置；每个刮板1053与两个连接部件1052连接；在多个刮板1053中，位于最上方的刮板1053刮下贴附在气相反应器本体1的顶部内壁上的物质，位于最下方的刮板刮下贴附在流道108的内壁上的物质，与最下方的刮板相邻的刮板1053刮下贴附在气相分布板103的上表面上的物质；多个支撑杆107将旋转轴与气相反应器本体1固定连接，多个支撑杆107中的一部分设置在气相反应器本体1的中部，另一部分设置在气相反应器本体1的下部；进料口106设置在气相反应器本体1的侧壁的上部，并且倾斜向下。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (6)

1.一种气相反应器，其特征在于，所述气相反应器包括：立式的气相反应器本体（1）、出料口（101）、气相出口（102）、气相进口（104）、进料口（106）、以及下料斗（2）；

所述下料斗（2）位于所述气相反应器本体（1）的下方，并且与所述气相反应器本体（1）的底部连通；所述出料口（101）位于所述下料斗（2）的下端面上；

其中，所述下料斗（2）包括下料斗本体（201）和导流锥（202）；

所述导流锥（202）位于所述下料斗本体（201）的内部；

所述下料斗本体（201）与所述导流锥（202）均为倒圆锥体结构，所述下料斗本体（201）的锥角大于所述导流锥（202）的锥角，所述下料斗本体（201）的轴向长度大于所述导流锥（202）的轴向长度；

所述下料斗（2）还包括吹扫口（203），所述吹扫口（203）开设于所述下料斗本体（201）上，并且所述吹扫口（203）的轴线与所述下料斗本体（201）的母线垂直；从吹扫口进入下料斗内的倾斜向上的气流，上升至下料斗本体（ 201） 与导流锥（ 202） 的锥间间隙后，改变方向，向下运动；

所述吹扫口（203）的下沿位于所述导流锥（202）的下端面的上方；

所述气相反应器本体（1）的内部还包括：在所述气相进口（104）上方设置的环形气相分布板（103），以及与所述下料斗（2）连通的流道（108）；

所述环形气相分布板（103）具有多个布气孔，从所述环形气相分布板（103）的外缘至内缘，所述环形气相分布板（103）倾斜向下设置；

所述流道（108）位于所述出料口（101）的正上方，所述流道（108）的一端与所述环形气相分布板（103）的内缘连接，另一端与所述气相反应器本体（1）的底部连接；

所述气相反应器本体（1）为回转体结构；

所述气相反应器本体（1）内还设置有刮壁器（105），所述刮壁器（105）包括：旋转轴（1051）、连接部件（1052）、以及刮板（1053）；

其中，所述旋转轴（1051）沿所述气相反应器本体（1）的轴向设置；

所述连接部件（1052）的一端连接所述旋转轴（1051），另一端连接所述刮板（1053）；

所述刮板（1053）为多个，多个所述刮板（1053）沿所述旋转轴（1051）的轴向交错排列；

所述连接部件（1052）为多个，每个所述刮板（1053）与两个所述连接部件（1052）连接；

多个所述刮板（1053）中，位于最上方的所述刮板（1053）刮下贴附在所述气相反应器本体（1）的顶部内壁上的物质，位于最下方的刮板刮下贴附在所述流道（108）的内壁上的物质，与最下方的刮板相邻的刮板（1053）刮下贴附在所述环形气相分布板（103）的上表面上的物质。

2.根据权利要求1所述的气相反应器，其特征在于，所述导流锥（202）的锥角为15°-20°。

3.根据权利要求1所述的气相反应器，其特征在于，所述吹扫口（203）与所述气相出口（102）通过外部管线连通，以使从所述气相出口（102）排出的气体中的一部分通过所述外部管线经吹扫口（203）返回至所述气相反应器本体（1）内进行吹扫。

4.根据权利要求1所述的气相反应器，其特征在于，所述吹扫口（203）为两个以上，两个以上的所述吹扫口（203）沿所述下料斗（2）的周向均匀分布。

5.根据权利要求1所述的气相反应器，其特征在于，所述气相反应器本体（1）内还设置有用于支撑所述刮壁器（105）的支撑杆（107），多个所述支撑杆（107）中的一部分设置在气相反应器本体（1）的中部，另一部分设置在所述气相反应器本体（1）的下部。

6.根据权利要求1所述的气相反应器，其特征在于，所述气相出口（102）位于所述气相反应器本体（1）的顶部；

所述气相进口（104）沿所述气相反应器本体（1）的侧壁的切向方向设置；

所述进料口（106）位于所述气相反应器本体（1）的侧壁的中部，并且倾斜向下。

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