CN201613127U - 一种促进传质的固定床反应器内构件 - Google Patents

Abstract

一种促进传质的固定床反应器内构件，由上部构件(B)和下部构件(A)两部分组成，每个部分分别由至少一个构件单元装配组合而成，下部构件单元由下部构件支撑件(1)、固定安装在下部构件支撑件(1)底边的多孔板(2)和安装在下部构件支撑件(1)上部的环板(3)组成；上部构件单元由上部构件支撑件(16)和固定安装在上部构件支撑件(16)底边的金属丝网或金属条网(4)组成，上部构件(B)放置在下部构件(A)上，通过螺栓连接。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提高，不会出现起翘而造成催化剂泄漏的现象；还可以防止堵塞，有利于气液在内构件中的均匀分布，尤其适用于大型固定床反应器。

Description

一种促进传质的固定床反应器内构件

技术领域

本实用新型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

在石油化工等行业中，固定床反应器是常用的反应设备。在固定床反应器中，催化剂被填充在床层中，催化剂床层下是支撑构件和流体分布构件如槽钢、多孔板或金属丝网等等。流体穿过多孔板(或金属丝网)进入催化剂床层进行反应。多孔板(或金属丝网)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，而且有支撑反应器内的催化剂床层、防止催化剂泄漏的作用。在固定床反应器结构设计中，具有流体分布作用的内构件(如多孔板)的设计是影响反应器性能的重要因素之一。例如：多孔板的开孔率会影响流体的流动和压力降；多孔板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，这些内构件的设计和安装问题就成为工程开发的关键。

一般在轴向固定床反应器中，催化剂床层下方的各支撑构件和流体分布构件采用的是板式结构，这些内构件和反应器之间通过螺栓进行连接固定。为增强流体的分布效果并过滤催化剂细微颗粒，在催化剂床层下方通常还放置了瓷球层。由于多孔板等反应器内构件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、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，固定螺栓能够穿过多孔板及金属丝网及上部的压板孔后用螺母固定。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。

CN2476336Y公开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。

CN2850697Y公开了一种用于固定床反应器中催化剂密封支撑装置，催化剂床层下方安装有平板状的多孔板和金属丝网，固定多孔板和金属丝网的压板边缘带有立板，可以防止催化剂泄漏。这种板状结构的内构件间隙过大，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，而且板片状的多孔板及金属丝网强度低，在高温高压条件下容易变形起翘，造成催化剂的泄漏。

CN201154301Y公开了一种用于固定床反应器中的内构件结构和安装方式，所述的构件单元由支撑件、固定安装在支撑件底边的多孔板和金属丝网或金属条网组成。所述的支撑件为由金属板条围合成的半圆环状，环状物。多孔板构成构件单元的底面，金属丝网或金属条网安装在支撑件和多孔板形成的凹槽中，四周可以用点焊的方法加以固定。所述的内构件安装在固定床反应器催化剂床层的下面和上面，起支撑及固定催化剂床层的作用，催化剂床层下支撑环上安装支撑梁，支撑梁上部安装内构件，内构件上部为瓷球，瓷球上部为催化剂床层，催化剂床层上部再安装固定催化剂床层的上部内构件。

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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型提供的固定床反应器内构件由上部构件B和下部构件A两部分组成，每个部分分别由至少一个构件单元装配组合而成，下部构件单元由下部构件支撑件1、固定安装在下部构件支撑件1底边的多孔板2和安装在下部构件支撑件1上部的环板3组成；上部构件单元由上部构件支撑件16和固定安装在上部构件支撑件16底边的金属丝网或金属条网4组成；上部构件放置在下部构件上，通过螺栓连接。

本实用新型提供的反应器内构件中，所述的下部构件支撑件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6。所述的金属板条的宽度即为下部构件A的高度。所述的加强筋板6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6可以采用焊接的方式安装。

本实用新型提供的内构件中，所述的上部构件单元由上部构件支撑件16、固定安装在上部构件支撑件16底边的金属丝网或金属条网4组成。金属丝网或金属条网3焊接在上部构件支撑件16的底面。在各构件单元连接处开有连接孔5。所述的上部构件支撑件16为由金属板条围合成的半圆环状，所述的金属板条的宽度即为上部构件B的高度，环状物内部安装相互平行的加强筋板6。加强筋板6可以采用焊接的方式安装。

本实用新型提供的反应器内构件中，所述的上部构件B和下部构件A分别优选由两个以上的构件单元装配组合而成的形式，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。

本实用新型提供的反应器内构件中，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。

本实用新型提供的反应器内构件中，所述的上部构件和下部构件装配在一起组成反应器内构件，所述的反应器内构件的高度为10～500mm。

本实用新型提供的反应器内构件，所述的下部构件单元中的多孔板2和上部构件单元的金属丝网或金属条网4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4为平板状、拱形、波浪形或其它形状，优选平板状。

本实用新型提供的反应器内构件中，所述的下部构件单元中的多孔板2上分布有孔径为0.1～50mm、优选0.5～20mm的孔，多孔板的开孔率为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，本实用新型对此没有限制。

本实用新型提供的反应器内构件中，所述的上部构件单元中的金属条网4中的金属条直径或粗细约为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。

本实用新型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。

本实用新型提供的反应器内构件与反应器内支撑板7的连接方式是：如附图5所示，将螺栓11穿过下部构件A底部的多孔板并用螺母12将下部构件A固定在支撑环7上，再将上部构件B放置在下部构件A上部的环板上，用螺栓11和螺母12将上部构件B与下部构件A连接。

本实用新型提供的反应器内构件的有益效果为：

现有技术中，反应器内构件由于板式的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，构件单元之间基本没有间隙，降低了流体流过板间隙的可能性；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。和CN201154301Y中的组合式内构件相比，本实用新型提供的反应器内构件可以防止堵塞，气液在内构件中的分布更均匀，尤其适用于大型固定床反应器。

附图说明

图1为CN201154301Y的固定床反应器内构件结构和安装示意图；

图2为本实用新型提供的内构件中下部构件及构件单元的结构示意图；

图3为本实用新型提供的内构件中上部构件及构件单元的结构示意图；

图4为本实用新型提供的反应器内构件的安装示意图；

图5为本实用新型提供的反应器内构件的安装局部细节示意图；

图6为下部构件及构件单元的立体结构示意图；

图7为上部构件及构件单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体说明现有典型的固定床反应器内构件的安装方式和本实用新型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实用新型。

附图1为现有技术CN201154301Y的平板式构件单元的结构示意图。如附图1所示，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。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。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。内构件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，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。

附图2和附图6为本实用新型提供的内构件中下部构件单元的结构示意图。所述的下部构件单元由下部构件支撑件1、固定安装在下部构件支撑件1底边的多孔板2和安装在下部构件支撑件1上部的环板3组成。多孔板2焊接在下部构件支撑件1的底面，环板3焊接在下部构件支撑件1的上端。在各构件单元连接处开有连接孔5。所述的下部构件支撑件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6。加强筋板6可以采用焊接的方式安装。

附图3和附图7为本实用新型提供的内构件中的上部构件单元的结构示意图。所述的上部构件单元由上部构件支撑件16、固定安装在上部构件支撑件16底边的金属丝网或金属条网4组成。金属丝网或金属条网3焊接在上部构件支撑件16的底面。在各构件单元连接处开有连接孔5。所述的上部构件支撑件16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6。加强筋板6可以采用焊接的方式安装。

附图4为本实用新型提供的反应器内构件的安装示意图。两端有凹槽的支撑梁8焊接在支撑板7上，然后将环板13沿反应器器壁放置在支撑梁8的凹槽内。环板13的宽度和厚度与支撑梁8两端凹槽的宽度和深度相等，因此环板13与支撑梁8的上部在同一个平面上。将本实用新型提供的内构件的下部构件A放置在环板13与支撑梁8组成的平面上，上部构件B放置在上部构件A上，然后用螺栓11固定。上部构件B的金属丝网或金属条网4上可放置瓷球15，瓷球15上部放置催化剂床层9。由下部构件A和上部构件B两部分组成的内构件起支撑及固定催化剂床层9的作用，同时可以改进固定床反应器内的流体分布。

附图5为本实用新型提供的反应器内构件的安装局部细节示意图。底部焊接在支撑板7上的螺栓11穿过内构件的下部构件A，用螺母12将下部构件A固定在环板13上。上部构件B放置在下部构件A上，用螺栓11将上部构件B固定在下部构件A的环板3上。

下面的实施例将对本实用新型提供的方法予以进一步的说明，但并不因此而限制本实用新型。

实施例1

如图2、图3所示，平板式内构件是由下部构件A和上部构件B两部分组成，每个部分由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用加强筋板加固。下部构件A中支撑件的高度为60mm，多孔板焊接在支撑件的底部。多孔板开圆孔，孔径为3.5mm，开孔率2％，环板焊接在支撑件的上端；上部构件B中支撑件的高度为40mm，金属丝网或金属条网焊接在支撑件的底部。金属条网中的金属条为单层，以相等距离互相垂直排列，金属条间距离是1mm，截面为三角形。所述的内构件材质为不锈钢。

如附图4、5所示，底部焊接在支撑板7上的螺栓11穿过内构件的下部构件A，用螺母12将下部构件A固定在环板13上。内构件中上部构件B放置在下部构件A上，用一种L型螺栓穿过上部构件B的螺栓孔10将上部构件B固定在下部构件A的环板3上。

实施例2

平板式内构件由下部构件A和上部构件B两部分组成，每个部分分别由4个构件单元组装而成。各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6加固，下部构件A的构件单元中的支撑件的高度为35mm，多孔板焊接在支撑件的底部，多孔板开圆孔，孔径为2.5mm，开孔率为3％，环板焊接在支撑件的上端；上部构件B的构件单元中的支撑件高度为35mm，金属丝网或金属条网焊接在支撑件的底部。金属条网分为上下两层，以相等距离互相垂直排列，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。

如附图5所示，底部焊接在支撑板7上的螺栓11穿过下部构件A，用螺母12将下部构件A固定在环板13上。上部构件B放置在上部构件A上，用螺栓11穿过下部构件A的环板和上部构件B的螺栓孔10将上部构件固定在下部构件A的环板3上。

Claims (10)

1.一种促进传质的固定床反应器内构件，其特征在于该内构件由上部构件(B)和下部构件(A)两部分组成，每个部分分别由至少一个构件单元装配组合而成，下部构件单元由下部构件支撑件(1)、固定安装在下部构件支撑件(1)底边的多孔板(2)和安装在下部构件支撑件(1)上部的环板(3)组成；上部构件单元由上部构件支撑件(16)和固定安装在上部构件支撑件(16)底边的金属丝网或金属条网(4)组成，上部构件(B)放置在下部构件(A)上，通过螺栓连接。

2.按照权利要求1、2或3的反应器内构件，其特征在于上部构件和下部构件分别优选由两个以上的构件单元装配组合而成，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。

3.按照权利要求1的反应器内构件，其特征在于所述的下部构件支撑件(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(6)，所述的金属板条的宽度即为下部构件(A)的高度。

4.按照权利要求1的反应器内构件，其特征在于所述的上部构件支撑件(16)为由金属板条围合成的半圆环状，所述的金属板条的宽度即为上部构件(B)的高度，环状物内部安装相互平行的加强筋板(6)。

5.按照权利要求1的反应器内构件，其特征在于所述的上部构件和下部构件装配在一起组成反应器内构件，所述的反应器内构件的高度为10～500mm。

6.按照权利要求1的反应器内构件，其特征在于所述的下部构件单元中的多孔板(2)为单层或多层，所述的上部构件单元中的金属丝网或金属条网(4)为单层或多层。

7.按照权利要求1的反应器内构件，其特征在于所述的下部构件单元中的多孔板(2)上分布有孔径为0.1～50mm的孔，多孔板的开孔率为0～20％。

8.按照权利要求7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0.5～20mm的孔，多孔板的开空率为1～10％

9.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。

10.权利要求1的反应器内构件与反应器内支撑环(7)的连接方式，其特征在于将螺栓穿过下部构件(A)底部的多孔板并用螺母将下部构件(A)固定在支撑环(7)上，再将上部构件(B)放置在下部构件(A)上部的环板上，用螺栓和螺母将上部构件(B)与下部构件(A)固定连接。

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