CN201154301Y

CN201154301Y - 一种固定床反应器内构件

Info

Publication number: CN201154301Y
Application number: CNU2007201907651U
Authority: CN
Inventors: 郭湘波; 王瑾
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2017-12-13

Abstract

一种固定床反应器内构件，该内构件为一个构件单元或者为两个以上的构件单元装配组合而成，所述的构件单元由支撑件(1)、固定安装在支撑件(1)底边的多孔板(2)和金属丝网或金属条网(3)组成，多孔板(2)构成构件单元的底面，金属丝网或金属条网(3)安装在支撑件(1)和多孔板(2)形成的凹槽中。本实用新型提供的反应器内构件，各构件单元配合安装在一起，构件单元构成的格栅状支撑件使构件强度得到极大提高，不会出现起翘而造成催化剂泄漏的现象；各构件单元连接完成后，用螺栓将整个构件单元固定在反应器内部支撑环上，安装简单方便，减轻了设备检修和安装的劳动强度。构件可以多次重复使用。

Description

一种固定床反应器内构件

技术领域

本发明涉及一种反应器内构件，更具体地说，涉及一种在固定床反应器中起支撑、固定催化剂床层和改进流体分布的内构件。

背景技术

在炼油、石化、化工等行业中，固定床反应器是常用的反应过程设备。固定床反应器具有在高温、高压下处理腐蚀性和有毒性气体的能力，在石油化工、生物化工等领域中得到广泛应用。在反应容器中，催化剂被填充在以多孔板(或筛网)为界的固定床层中，流体穿过多孔板(筛网)进入催化剂床层进行反应，然后再通过筛网离开床层。多孔板(筛网)是一种性能良好，构造简单，成本低廉的固定床反应器内构件，不仅对流体具有均匀初始分布的作用，而且可以支撑反应器内的催化剂床层。在固定床反应器结构设计中，多孔板(筛网)的设计是影响反应器性能的重要因素之一。例如：多孔板(筛网)的开孔率会影响流体的流动和压力降；多孔板(筛网)孔径的尺寸精度会影响催化剂颗粒的损失程度等等。随着反应器大型化的发展，反应器的直径也不断增大，多孔板(筛网)的设计和安装问题就成为工程开发的关键。

在轴向固定床反应器中，流体在反应器中轴向流动，由下向上或由上向下。催化剂床层是水平布置的。床层下部的多孔板或筛网为了承受重量一般要加支撑梁。为了防止支撑梁堵塞多孔板或筛网的小孔或网眼，有时在多孔板下还要放置格栅。床层上部可以用筛网也可以用瓷球堆层代替筛网阻挡催化剂颗粒外流。现有固定床反应器如苯乙烯装置乙苯反应器内各构件结构及安装方式如图1所示，为增强流体的分布效果并过滤催化剂细微颗粒，多孔板2上方还放置了金属丝网3。由于多孔板及金属丝网采用分块拼接和螺栓固定方式，因此在安装和使用上带来一系列的问题。首先，按照工程要求，支撑梁8、多孔板和金属丝网相互的放置位置应有一定的角度。多孔板及金属丝网边缘开孔并将其放置在支撑梁上后，固定螺栓11能够穿过多孔板及金属丝网及上部的孔后用压环13及螺母14固定。但在实际应用中由于开孔数目多，多孔板、金属丝网和压板的孔口往往不能准确对齐，使得安装多孔板和金属丝网非常困难，往往需要对内构件进行多次加工才能安装，不但容易损坏多孔板和金属丝网，也使装置停工检修时内构件的拆卸相当困难，往往拆卸一次便需要更换新的构件；其次，多孔板及金属丝网采用的板状结构由于安装原因往往造成板间隙过大，使得大量流体从板网的缝隙间流过，降低了多孔板及金属丝网对流体的分配作用；第三，板片状的多孔板及金属丝网往往强度过低，在高温高压条件下容易变形起翘，容易造成催化剂的泄漏，也不利于液体的分配。

中国专利CN2476336Y披露了一种适用于各种反应器的支撑盘，由分体盘连接组成，支撑盘的盘面全部由盘丝组成，可以使流体分布均匀。但该专利发明的支撑盘盘丝结构的制造较为复杂，且分体盘之间及支撑盘与反应器的连接方式没有说明。

综上所述，这些现有的固定床反应器内构件不能满足固定床反应器尤其是大型固定床反应器的安装和操作要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装拆卸简便、流体阻力小、可重复使用的固定床反应器内构件，用于支撑固定催化剂床层并且改进反应器内流体分布。

本发明提供的固定床反应器内构件，该内构件由一个构件单元或为两个以上的构件单元装配组合而成，所述的构件单元由支撑件1、固定安装在支撑件1底边的多孔板2和金属丝网或金属条网3组成，多孔板2构成构件单元的底面，金属丝网或金属条网3安装在支撑件1和多孔板2形成的凹槽中。

本发明提供的反应器内构件，所述的支撑件1为由金属板条围合成的环状物，环状物内部带或不带加强筋板4。所述的金属板条的宽度即为内构件的高度。所述的加强筋板4可以有一个或者多个，可以平行安装在支撑件的内部，也可以交叉安装为格栅状支撑件。加强筋板4可以采用焊接的方式安装。

本发明提供的反应器内构件，所述的各构件单元之间横截面的形状相互配合，装配组合后的内构件横截面形状和反应器内壁横截面形状相配合。

根据反应器内径不同，各构件单元可制成不同的几何形状，例如圆形、半圆形、扇形等。各构件单元的材质可以是碳钢、不锈钢或其它金属材料。

本发明提供的反应器内构件，所述的各构件单元之间用可拆装的方式连接在一起，优选采用螺栓/螺母连接的方法连接固定。

本发明提供的反应器内构件，所述的内构件的高度为20～500mm。

本发明提供的反应器内构件，所述的多孔板2和金属丝网或金属条网3为单层或多层，当为多层时，组合为复合板的形式。所述的多孔板2和金属丝网或金属条网3为平板状、拱形、波浪形或其它形状，优选平板状。

本发明提供的反应器内构件，所述的多孔板2上分布有孔径为0.1～50mm、优选0.5～20mm的孔，开孔率为0～20％、优选0～10％。多孔板2上孔的形状可以是圆形、方形、三角形或其它形状，本发明对此没有限制。

本发明提供的反应器内构件，所述的金属条网3中的金属条的直径或粗细约为1～10mm，条间距为0.5～10mm。其截面形状可以是圆形、方形、或其它形状。

本发明提供的反应器内构件，可以安装在固定床反应器催化剂床层9的下部和上部，起支撑及固定催化剂床层9的作用，用于改进固定床反应器内的流体分布并简化构件的安装过程。

本发明提供的反应器内构件与反应器内支撑环7的连接方式是：将螺栓11穿过多孔板2和金属丝网或金属条网3并用螺母12将整个构件单元固定在支撑环7上。

本发明提供的反应器内构件的优点：

现有技术中，反应器内构件由于多孔板和金属丝网或金属条网采用分开安装的方式，因此存在板间缝隙大、容易起翘、安装困难的缺限，本发明提供的反应器内构件，各构件单元配合安装在一起，构件单元之间基本没有间隙，降低了流体流过板间隙的可能性；由于板网一体化的构件单元，以及构件单元构成的格栅状支撑件使构件强度得到极大提高，不会出现起翘而造成催化剂泄漏的现象；各构件单元连接完成后，用螺栓将整个构件单元固定在反应器内部支撑环上，安装简单方便，减轻了设备检修和安装的劳动强度。构件可以多次重复使用，节约了资金。本发明提供的构件，可使流体分布及催化剂的支撑问题得到保证，尤其适用于大型固定床反应器。

附图说明

图1为现有固定床反应器内支撑结构及安装方式。

图2为本发明的反应器内构件的结构及安装示意图。

图3为本发明提供的平板式构件单元的结构示意图。

图4为本发明提供的平板式构件单元的下视图。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明提供的反应器内构件的结构和安装使用过程，但并不因此而限制本发明。

附图3为本发明提供的平板式构件单元的结构示意图。由附图3所示，各构件单元为板网一体组合结构。所述的构件单元由支撑件1、固定安装在支撑件1底边的多孔板2和金属丝网或金属条网3组成，多孔板2构成构件单元的底面，金属丝网或金属条网3安装在支撑件1和多孔板2形成的凹槽中，四周可以用点焊的方法加以固定。所述的支撑件1为由金属板条围合成的半圆环状，环状物内部安装相互平行的加强筋板4。加强筋板4可以采用焊接的方式安装。

所述的各构件单元之间横截面的形状相互配合，装配组合后的内构件横截面形状和反应器内壁横截面形状相配合。两个构件单元之间相配合的两个面之间用螺栓/螺母12连接固定在一起。构件单元的支撑件1上留有插入螺栓的连接孔5。构件单元的支撑件1上还设有螺栓孔6，用于将所述的反应器内构件安装在反应器中。

附图2为本发明提供的反应器内构件的结构及安装示意图，如图2所示，本发明提供的内构件可以安装在固定床反应器催化剂床层9的下部和上部，起支撑及固定催化剂床层9的作用，同时用于改进固定床反应器内的流体分布。催化剂床层9的下部下支撑环7上安装支撑梁8，支撑梁8上部安装内构件，反应器内构件与反应器内上支撑环7的连接方式是：将螺栓11穿过多孔板2和金属丝网或金属条网3并用螺母14将整个构件单元固定在支撑环7上。内构件上部为瓷球15，瓷球15上部为催化剂床层9，催化剂床层上部再安装固定催化剂床层的上部内构件10。

下面的实施例将对本发明提供的方法予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

实施例1

如图2所示，平板式内构件是由3个分体构件单元组装而成，分体构件单元之间通过连接螺栓/螺母相连。各构件单元的支撑件1用加强筋板4加固，多孔板2焊接在支撑件的底部。在支撑件和多孔板形成的凹槽中放置金属丝网或金属条网3，金属条网或丝网可以焊接在凹槽中。多孔板开圆孔，孔径3.5mm，开孔率2％；金属条网上下两层以相等距离互相垂直排列，与多孔板接触的下层金属条间距离是10mm，截面为长方形；上层金属条间距离是1mm，截面为三角形。内构件材质是不锈钢。各构件单元可以通过螺栓及螺母固定在支撑环7上。

在催化剂床层9上部使用该内构件可以固定催化剂床层。

实施例2

平板式内构件是由3～4个分体构件单元组装而成，分体构件单元之间通过连接螺栓/螺母相连。各构件单元的支撑件1用加强筋板4加固，金属丝网或金属条网3焊接在支撑件1的底部。多孔板2放置在金属丝网或金属条网3的下部，并不焊接在支撑件1和金属丝网或金属条网3上。多孔板开圆孔，孔径2.5mm，开孔率3％；金属条网上下两层以相等距离互相垂直排列，与多孔板接触的下层金属条间距离是5mm，截面为圆形；上层金属条间距离是1mm，截面为三角形。内构件材质是不锈钢。各构件单元可以通过螺栓及螺母固定在支撑环7上。

在催化剂床层9上面使用该内构件固定催化剂床层时也可以不安装多孔板2。

Claims

1、一种固定床反应器内构件，其特征在于该内构件为一个构件单元或者为两个以上的构件单元装配组合而成，所述的构件单元由支撑件(1)、固定安装在支撑件(1)底边的多孔板(2)和金属丝网或金属条网(3)组成，多孔板(2)构成构件单元的底面，金属丝网或金属条网(3)安装在支撑件(1)和多孔板(2)形成的凹槽中。

2、按照权利要求1的反应器内构件，其特征在于所述的支撑件(1)为由金属板条围合成的环状物，环状物内部带或不带加强筋板(4)。

3、按照权利要求1或2的反应器内构件，其特征在于所述的各构件单元之间横截面的形状相互配合，装配组合后的内构件横截面形状和反应器内壁横截面形状相配合。

4、按照权利要求3的反应器内构件，其特征在于所述的各构件单元之间用螺栓/螺母连接的方法紧固。

5、按照权利要求1或2的反应器内构件，其特征在于所述的内构件的高度为20～500mm。

6、按照权利要求1或2的反应器内构件，其特征在于所述的构件单元中多孔板(2)和金属丝网或金属条网(3)为单层或多层。

7、按照权利要求1或2的反应器内构件，其特征在于所述的多孔板(2)上分布有孔径为0.1～50mm的孔，开孔率为0～20％。

8、按照权利要求1的反应器内构件，其特征在于所述的金属条网(3)中的金属条的直径或粗细约为1～10mm，条间距为0.5～10mm。

9、按照权利要求1的反应器内构件，其特征在于该反应器内构件与支撑环(7)的连接方式为，将螺栓(11)穿过多孔板(2)和金属丝网或金属条网(3)并用螺母(12)将整个构件单元固定在支撑环(7)上。