CN116943543A - 下进上出径向移动床反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种下进上出径向移动床反应器，以克服现有技术催化剂床层由于反应气流的影响出现流态化以及避免昂贵的催化剂被反应介质带出等缺点。包括反应器壳体、内网、外网、催化剂输送管、反应物入口、产物出口、催化剂入口、催化剂出口、密封盖板和导流锥筒，密封盖板为双层环形板，由上密封盖板上板和密封盖板下板组成，密封盖板水平设置在外网顶端和内网顶端之间，导流锥筒设置在内网内部，导流锥筒上端固定于内网上部，锥体朝下，内网与外网之间构成催化剂装填空间，内网和外网底端分别支撑设置于反应器壳体底部。
Description
技术领域
本发明属于石油化工领域，具体地，涉及一种下进上出径向移动床反应器。
背景技术
移动床技术是炼油化工领域的重要加工手段，是生产高品质油品和化工产品的重要工艺技术，其核心设备是径向移动床反应器。径向移动床反应器是指催化剂在反应器内部依靠自身重力自上而下通过由外网和内网所形成的环形空间，介质自外网径向向反应器中心方向流动，通过催化剂床层反应后，反应产物通过内网与催化剂进行分离，以上结构形式称为向心结构反应器，典型向心结构反应器如图1所示，其由反应器壳体、内网、外网、催化剂输送管、上部反应物入口和下部产物出口等组成，反应介质从上部反应物入口进入反应器内部，从反应器壳体与外网组成的环形空间，向反应器中心流动，通过催化剂床层反应后，通过内网并从内网内部向下流动通过下部出口引出反应器。
由于移动床技术的不断发展，例如丙烷脱氢技术等，需要一种与上述现有技术反应介质流向相反的反应器，使得反应介质能够快速进入反应器并通过催化剂床层反应，并且能使介质在催化剂床层分配更均匀，同时避免催化剂床层由于反应气流的影响出现流态化以及避免昂贵的催化剂被反应介质带出，为满足上述需求，本发明提出了一种新型的径向移动床反应器。
发明内容
本发明的目的是提供一种下进上出径向移动床反应器，以克服现有技术催化剂床层由于反应气流的影响出现流态化以及避免昂贵的催化剂被反应介质带出等缺点。
本发明提供一种下进上出径向移动床反应器，包括反应器壳体、内网、外网、催化剂输送管、反应物入口、产物出口、催化剂入口和催化剂出口，内网和外网设置在反应器壳体内部，外网位于内网外，其特征在于：该下进上出径向移动床反应器还包括密封盖板和导流锥筒，所述密封盖板为双层环形板，由上层的密封盖板上板和下层的密封盖板下板组成，密封盖板水平设置在外网顶端和内网顶端之间，所述导流锥筒设置在内网内部，导流锥筒上端固定于内网上部，锥体朝下，内网与外网之间构成环形空间，该环形空间为催化剂装填空间，所述内网和外网底端分别支撑设置于反应器壳体底部，所述反应物入口位于反应器壳体下部或底部，产物出口位于反应器壳体上部或顶部，催化剂入口位于反应器壳体上部或顶部，催化剂出口位于反应器壳体下部或底部，反应物入口连通内网，外网和反应器壳体之间形成的空间为产物流积聚空间，产物出口连通产物流积聚空间，催化剂入口通过催化剂输送管与催化剂装填空间连通，催化剂出口连通催化剂装填空间底部。
本发明一种下进上出径向移动床反应器，其进一步特征在于：所述导流锥筒可为实心，也可为空心，上端大，下端小，外形为一倒锥形，其上端外缘距内网距离优选为50～400mm，上端置于内网上端，锥体朝下。
本发明一种下进上出径向移动床反应器，其进一步特征在于：所述密封盖板，可以由整体一块构成，也可以分成若干块，优选，上层的密封盖板上板和下层的密封盖板下板分别由2～16块板构成。密封盖板可以阻隔催化剂向盖板以上反应器空间流动。(上、下密封盖板及其之间通入的平衡气可以阻隔催化剂向盖板以上反应器空间流动)
本发明一种下进上出径向移动床反应器，其进一步特征在于：所述产物出口可为一个，也可为二个或以上。优选地，密封盖板上板和密封盖板下板之间的反应器壳体上设置有平衡气入口。
本发明一种下进上出径向移动床反应器，其进一步特征在于：所述内网由内网V型丝和倾斜支持圈组成，内网V型丝长度方向与反应器轴线平行；倾斜支持圈与内网V型丝长度方向呈一定夹角，可以用倾斜支持圈与水平参考线之间的夹角来表示，从而进行限定；倾斜支持圈与水平参考线之间呈一定夹角a，优选夹角a值0゜～45゜。V型丝即横截面为三角形的三角形截面丝。
本发明一种下进上出径向移动床反应器，其进一步特征在于：所述外网由外网V型丝和环形支持圈组成，外网V型丝长度方向与反应器轴向平行，环形支持圈与V型丝垂直。
本发明所述下进上出径向移动床反应器，可用于炼油化工领域，以进行流体原料与固体催化剂(或固体吸附剂)的作用过程，例如可以包括低碳烃脱氢反应、异构化反应、重整反应、气体脱硫、液相吸附中的至少一种，具体地，可以使固体催化剂等固体物料连续进入催化反应区，并沿轴向向下移动，使反应物料从该反应器下部或底部的反应物入口进入反应器并沿径向流过催化反应区，与固体催化剂进行错流接触反应，反应产物从反应器上部或顶部的产物出口出来。
本发明所述下进上出径向移动床反应器，其与现有技术相比的优点是：
1）本发明下进上出径向移动床反应器，反应介质从下部进入，先进入内网内部，再径向依次穿过内网、催化剂床层、外网，再从上部离开反应器，位于内网和外网顶端的双层环形密封盖板形成一个用于平衡反应进料压力的空间，进一步限制催化剂的流态化倾向，并防止催化剂的跑损；双层环形密封盖板，还能保证将催化剂封闭在床层区域，能够防止催化剂向盖板以上的反应器空间跑出；
2）本发明下进上出径向移动床反应器，内网内设置导流锥筒，使得内网内部空间上小下大，使得进入内网内部的反应介质能够快速进入催化剂床层，满足了如丙烷脱氢等工艺装置高流速的需求；
3）本发明下进上出径向移动床反应器，内网支持圈优选设置倾斜支持圈时，反应可在满足反应介质（即反应物）离心流动的同时，通过内网设置的倾斜支持圈，改变反应介质流向使其有斜向下流动的趋势，从而克服催化剂的流态化倾向，由于流态化倾向被克服，进一步减少了催化剂的磨损；
4）本发明密封盖板上板和密封盖板下板之间的反应器壳体上优选设置平衡气入口时，经平衡气入口进入的气体可持续吹扫，起到防止催化剂向上部空间跑出的作用；
5）本发明可提升装置的处理能力和长周期运行的能力。
下面用附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，但并不限制本发明的范围。
附图说明
图1为现有技术一种径向移动床反应器主视图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明一种下进上出径向移动床反应器主视图；
图4为图3俯视图；
图5为本发明一种下进上出径向移动床反应器的环形密封盖板示意图；
图6为本发明一种下进上出径向移动床反应器的内网主视图；
图7为图6的内网俯视图；
图8为本发明一种下进上出径向移动床反应器的外网主视图；
图9为图8的外网俯视图。
图中所示附图标记是：
1-内网， 2-外网，3-催化剂装填空间，4-催化剂入口，5-催化剂输送管，6-催化剂出口，7-上部反应物入口，8-下部产物出口，9-反应器壳体，11-反应物入口，12-产物出口，13-密封盖板上板, 14-密封盖板下板,15-平衡气入口，16-导流锥筒，17-内网V型丝，18-倾斜支持圈，19-外网V型丝，20-环形支持圈。
具体实施方式
如图1和图2所示，是工业上常用的径向移动床反应器，其由反应器壳体9、内网1、外网2、催化剂输送管5、上部反应物入口7和下部产物出口8等组成，其中上部反应物入口7设在反应器壳体9上部或顶部，下部产物出口8设在反应器壳体9下部或底部，反应介质从上部反应物入口7进入反应器内部，从反应器壳体9与外网2组成的环形空间，向反应器中心流动，通过催化剂床层反应后，从内网内部向下流动通过下部产物出口8引出反应器。
如图3-图9所示，本发明一种下进上出径向移动床反应器，包括反应器壳体9、内网1、外网2、催化剂输送管5、反应物入口11、产物出口12、催化剂入口4和催化剂出口6，所述内网1和外网2设置在反应器壳体9内部，内网1、外网2和反应器壳体9同轴设置，所述反应器还包括密封盖板和导流锥筒16，所述密封盖板为双层环形板，由上层的密封盖板上板13和下层的密封盖板下板14组成，密封盖板水平设置在外网2顶端和内网1顶端之间，所述导流锥筒16设置在内网1内部，与内网1同轴设置，导流锥筒16上端固定于内网1上部，锥体朝下，外网2位于内网1外,内网1与外网2之间构成环形空间，该环形空间为催化剂装填空间3，所述内网和外网底端分别支撑设置于反应器壳体底部，所述反应物入口11位于反应器壳体9下部或底部，产物出口12位于反应器壳体9上部或顶部，催化剂入口4位于反应器壳体9上部或顶部，催化剂出口6位于反应器壳体9下部或底部，反应物入口11连通内网1，外网2和反应器壳体9之间形成的空间为产物流积聚空间，产物出口12连通产物流积聚空间，催化剂入口4通过催化剂输送管5与催化剂装填空间3连通，催化剂出口6连通催化剂装填空间3的底部。
所述密封盖板上板13和密封盖板下板14之间的反应器壳体9上设置有平衡气入口15。
所述内网1和外网2底端分别支撑设置于反应器壳体9底部，可以向上膨胀。
所述导流锥筒16可为实心，也可为空心，上端大，下端小，外形为一倒锥形，其上端外缘距内网1距离为50～400mm，上端置于内网上端，锥体朝下。
所述密封盖板可以由整体一块构成，也可以分成若干块即分块设置，密封盖板分块设置时，优选，上层的密封盖板上板13和下层的密封盖板下板14分别由2到16块板组合而成，密封盖板均可以阻隔催化剂向盖板以上反应器空间流动。内网1与外网2构成环形空间，该空间装填催化剂，反应器壳体9位于最外层封闭整个系统，催化剂依靠自身重力自上而下通过内网1与外网2组成的环形空间。所述密封盖板的内缘均与内网1连接，密封盖板的外缘均与外网2连接。
本发明所述的连接可以用焊接或螺栓连接。
所述产物出口12可为一个，也可为二个或以上。
所述内网1由内网V型丝17和倾斜支持圈18（优选焊接）组成，内网V型丝17长度方向与反应器轴线平行，倾斜支持圈18与内网V型丝17长度方向呈一定夹角，本发明用倾斜支持圈与水平参考线之间夹角a来表示进行限定，优选夹角a值0゜～45゜。
本发明所述V型丝即横截面为三角形的三角形截面丝。
所述外网2由外网V型丝19和环形支持圈20（优选焊接）组成，外网V型丝19长度方向与反应器轴向平行，环形支持圈20与外网V型丝19垂直。
本发明一种下进上出径向移动床反应器的简单工作过程是：
催化剂由催化剂入口4经催化剂输送管5进入催化剂装填空间3，并沿轴向向下移动，催化反应介质从反应器下部的反应物入口11进入内网1内部，通过内网1的倾斜支持圈17导流后，向反应器四周流动，径向穿过装有催化剂的环形催化剂装填空间3并与催化剂错流接触反应，反应产物通过外网隔离催化剂后由位于反应器壳体顶部的产物出口12流出反应器，密封盖板上板13和密封盖板下板14之间的反应器壳体9上设置有平衡气入口15，通入吹扫气持续吹扫，吹扫气的压力通常略高于反应介质压力，起到压力平衡，可防止催化剂向密封盖板以上空间跑出。
Claims (10)
1.一种下进上出径向移动床反应器，包括反应器壳体、内网、外网、催化剂输送管、反应物入口、产物出口、催化剂入口和催化剂出口，内网和外网设置在反应器壳体内部，外网位于内网外，其特征在于：该下进上出径向移动床反应器还包括密封盖板和导流锥筒，所述密封盖板为双层环形板，由上层的密封盖板上板和下层的密封盖板下板组成，密封盖板水平设置在外网顶端和内网顶端之间，所述导流锥筒设置在内网内部，导流锥筒上端固定于内网上部，锥体朝下，内网与外网之间构成环形空间，该环形空间为催化剂装填空间，所述内网和外网底端分别支撑设置于反应器壳体底部，所述反应物入口位于反应器壳体下部或底部，产物出口位于反应器壳体上部或顶部，催化剂入口位于反应器壳体上部或顶部，催化剂出口位于反应器壳体下部或底部，反应物入口连通内网，外网和反应器壳体之间形成的空间为产物流积聚空间，产物出口连通产物流积聚空间，催化剂入口通过催化剂输送管与催化剂装填空间连通，催化剂出口连通催化剂装填空间底部。
2.根据权利要求1所述的一种下进上出径向移动床反应器，其特征在于：所述密封盖板上板和密封盖板下板之间的反应器壳体上设置有平衡气入口。
3.根据权利要求1所述的一种下进上出径向移动床反应器，其特征在于：所述密封盖板由整体一块构成，或由若干块构成。
4.根据权利要求3所述的一种下进上出径向移动床反应器，其特征在于：密封盖板分块设置时，上层的密封盖板上板和下层的密封盖板下板分别由2到16块板组合而成。
5.根据权利要求1所述的一种下进上出径向移动床反应器，其特征在于：所述产物出口为一个或二个以上。
6.根据权利要求1所述的一种下进上出径向移动床反应器，其特征在于：所述导流锥筒为实心或空心，上端大，下端小，外形为一倒锥形, 上端置于内网上端，锥体朝下。
7.根据权利要求1或6所述的一种下进上出径向移动床反应器，其特征在于：所述导流锥筒上端外缘距内网距离为50～400mm。
8.根据权利要求1所述的一种下进上出径向移动床反应器，其特征在于：所述内网由内网V型丝和倾斜支持圈组成，内网V型丝长度方向与反应器轴线平行；倾斜支持圈与内网V型丝长度方向呈一定夹角。
9.根据权利要求8所述的一种下进上出径向移动床反应器，其特征在于：所述倾斜支持圈与水平参考线之间呈一定夹角a，夹角a值0゜～45゜。
10.根据权利要求1所述的一种下进上出径向移动床反应器，其特征在于：所述外网由外网V型丝和环形支持圈组成，V型丝长度方向与反应器轴向平行，环形支持圈与V型丝垂直。
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