CN204485819U - 一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，以解决现有气固入口装置所存在的结构复杂、易磨损、易堵塞及检修困难等问题。本实用新型设有催化剂输送管(1)、进油管(3)，其油气雾化段设有球冠形壳体(2)，气固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的强化混合段(5)，湍流混合段设有倒置圆台面形的筒体(4)，强化混合段(5)设有圆筒形筒体(53)，圆筒形筒体(53)的轴心线区域(55)与内表面之间设有多段垂直挡板。本实用新型主要用于气固并流下行床管式反应器。

Description

一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置

技术领域

本实用新型属于石油炼制领域，涉及一种适用于气固并流下行床管式反应器的气固入口装置。

背景技术

石油炼制领域所使用的气固并流下行床管式反应器(简称为下行床管式反应器或反应器)，利用气固顺重力场向下运动的特点，能够适应催化裂化快速反应的要求。通常，气固混合、气固两相下行接触反应、气固快速分离三项操作的总过程在1秒钟内完成。由于其快速反应的特点，就要求催化剂在反应器入口处分布均匀；否则催化剂在整个反应器内都将处于一种分布不均的状态中，将大大降低反应效率。另外，在反应器入口处，油剂混合物应有足够高的密度，以利于烃油原料的裂化反应。为此，从上世纪80年代开始，国内外的石油公司及科研结构都对下行床管式反应器的气固入口装置展开了研究。美国专利US4338187公开的气固入口装置，采用了多管射流的设计；其优点是能够有效地控制颗粒流量，同时能够实现颗粒均布及气固混合。但其最大的缺点是结构过于复杂，带来易磨损、易堵塞及检修困难等缺点，很难满足实际应用的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，以解决现有气固入口装置所存在的油气的雾化不均匀及催化剂颗粒与油气的接触不充分，重油转化能力低，产品中的干气和焦炭高，及其结构复杂、易磨损、易堵塞及检修困难等问题。

本实用新型提供一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，设有催化剂输送管、进油管、油气雾化段和位于油气雾化段下方的气固混合段，其特征在于：油气雾化段设有球冠形壳体，气固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的强化混合段，湍流混合段设有倒置圆台面形的筒体，强化混合段设有圆筒形筒体，圆筒形筒体的轴心线区域与内表面之间设有多段垂直挡板，催化剂输送管安装于球冠形壳体的上部，进油管安装于球冠形壳体的侧部，进油管倾斜向上设置，至少设置2根，各根进油管相对于经过球冠形壳体的轴心线和各根进油管自身与球冠形壳体的连接点的垂直平面按相同的方向偏转。

本实用新型进一步技术特征在于：所述垂直挡板设置为内层垂直挡板和外层垂直挡板两层。

本实用新型进一步技术特征在于：所述垂直挡板上设有开孔，每段垂直挡板的下部均向轴心线区域倾斜向下。

本实用新型进一步技术特征在于：所述每段垂直挡板的下部四分之一至三分之一处均向轴心线区域倾斜向下，向下倾斜角γ为10～35度。

本实用新型进一步技术特征在于：所述内层垂直挡板的直径为下行床管式反应器直径的0.3倍-0.4倍，外层垂直挡板的直径为下行床管式反应器直径的0.6倍-0.7倍。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：(1)在下行床管式反应器的入口处，本实用新型可使催化剂均匀分布，并使油剂混合物具有足够高的密度。(2)本实用新型结构比较简单，不易磨损和堵塞，并且易于检修，能够满足实际应用的要求。详细的说明，见本实用新型说明书的具体实施方式部分。

本实用新型可以改善油气的雾化效果，提高油气和催化剂的接触效率，有效地控制油气和催化剂初始接触的返混程度；其操作弹性大、压降小。采用本实用新型，可以提高下行床管式反应器的重油转化能力和产品选择性，减少干气和焦炭的生成。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型的一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置沿轴向的剖视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1中的A-A剖视图。

图4是图1中的B-B剖视图。

图5是图1中挡板倾斜角的放大示意图。

图1至5中，相同附图标记表示相同的技术特征。

图中所示附图标记为：

1-催化剂输送管，2-球冠形壳体，3-进油管，4-倒置圆台面形的筒体，5-强化混合段，53-圆筒形筒体，52-内层垂直挡板，54-外层垂直挡板，55-轴心线区域，6-下行床管式反应器。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置(简称为气固入口装置)，设有催化剂输送管1、进油管3、油气雾化段和位于油气雾化段下方的气固混合段。进油管3的出口为喷嘴，图略。油气雾化段设有球冠形壳体2，其直径a一般为1.25d～2.5d；d为下行床管式反应器6的直径，一般为100～1500毫米。气固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的强化混合段5，湍流混合段设有倒置圆台面形的筒体4，强化混合段5设有圆筒形筒体53，圆筒形筒体53的轴心线区域55与内表面之间设有多段垂直挡板。图1中所示垂直挡板为两层，即内层垂直挡板52和外层垂直挡板54，内层垂直挡板52的直径为d3，外层垂直挡板54的直径为d1，d1＝(0.6-0.7)d，d3＝(0.3-0.4)d，如图3所示。

所述的催化剂输送管1安装于球冠形壳体2的上部，可以安装1～9根；安装多根时均匀分布。图1所示安装的催化剂输送管1最好为2根以上。催化剂输送管1的出口至通过球冠形壳体2球心的水平面之间的距离h一般为0～0.25a；球冠形壳体2的球心，是指形成球冠的球面的球心。

进油管3安装于球冠形壳体2的侧部。进油管3倾斜向上设置，至少安装2根；一般是安装2～9根(图1所示安装的是2根)，均匀分布。进油管3的出口环绕催化剂输送管1的出口；在垂直方向上，进油管3的出口要略高于催化剂输送管1的出口。进油管3与水平面之间的夹角α一般为20～50度，如图1所示。各根进油管3相对于经过球冠形壳体2的轴心线和各根进油管3自身与球冠形壳体2的连接点的垂直平面按相同的方向(顺时针或逆时针)偏转，偏转角β一般为5～30度(如图2所示)；这样，油气经进油管3进入球冠形壳体2的内腔后，可以旋转流动。

参见图1和图4，垂直挡板设置两层，各层垂直挡板下部四分之一至三分之一处开始倾斜，与垂直方向的夹角γ一般为10～35度(参见图5)。垂直挡板上开孔的大小，应使小颗粒催化剂能够从开孔通过，而大颗粒催化剂则不能通过开孔。

本实用新型的气固入口装置，球冠形壳体2与各段筒体均同轴设置；气固入口装置与下行管式反应器6同轴设置。

下面结合附图说明本实用新型的操作过程。参见图1，油气经进油管3进入球冠形壳体2内腔的上部，催化剂经催化剂输送管1进入球冠形壳体2的内腔。油气首先在不与催化剂接触的情况下在球冠形壳体2内腔的上部均匀雾化，形成粒径均匀的油气，并向下旋转流动、与催化剂接触混合。催化剂随着雾化油气一起向下旋转流动，延缓了其在重力作用下快速离开气固入口装置的时间，增加了停留时间。

催化剂与雾化油气所形成的气固混合物向下旋转流动，进入湍流混合段，在倒置圆台面形筒体4的内腔中湍流混合。之后进入强化混合段5，在圆筒形筒体53的内腔中强化混合，一部分直接在圆筒形筒体53的轴心线区域55内向下流动。另一部分气固混合物则沿圆筒形筒体53内的垂直挡板在各自的区域流动，由于垂直挡板分为多段，可使不同粒径的催化剂实现多次混合，这可延长催化剂的停留时间、使气固充分接触。在上述的过程中，由于流动路径直径的变化而导致了气固混合物旋流直径的变化，可以强化气固接触，并防止大颗粒催化剂分布在旋流外侧、小颗粒催化剂分布在旋流中心的情况发生，使催化剂在气固入口装置底部出口或下行床管式反应器6顶部入口的径向分布均匀。同时，在气固入口装置底部出口或下行床管式反应器6顶部入口的位置，能够将油剂混合物的密度控制在150～500千克/立方米的范围内；该立方米在所述位置的实际工况条件下测量。

气固混合物由本实用新型气固入口装置向下流出后，进入下行床管式反应器6进行反应。

Claims (5)

1.一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，设有催化剂输送管(1)、进油管(3)、油气雾化段和位于油气雾化段下方的气固混合段，其特征在于：油气雾化段设有球冠形壳体(2)，气固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的强化混合段(5)，湍流混合段设有倒置圆台面形的筒体(4)，强化混合段(5)设有圆筒形筒体(53)，圆筒形筒体(53)的轴心线区域(55)与内表面之间设有多段垂直挡板，催化剂输送管(1)安装于球冠形壳体(2)的上部，进油管(3)安装于球冠形壳体(2)的侧部，进油管(3)倾斜向上设置，至少设置2根，各根进油管(3)相对于经过球冠形壳体(2)的轴心线和各根进油管(3)自身与球冠形壳体(2)的连接点的垂直平面按相同的方向偏转。

2.根据权利要求1所述的一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，其特征在于：所述垂直挡板设置为内层垂直挡板(52)和外层垂直挡板(54)两层。

3.根据权利要求1所述的一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，其特征在于：所述垂直挡板上设有开孔，每段垂直挡板的下部均向轴心线区域(55)倾斜向下。

4.根据权利要求1所述的一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，其特征在于：所述每段垂直挡板的下部四分之一至三分之一处均向轴心线区域(55)倾斜向下，向下倾斜角γ为10～35度。

5.根据权利要求2所述的一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，其特征在于：所述内层垂直挡板(52)的直径为下行床管式反应器(6)直径的0.3倍-0.4倍，外层垂直挡板(54)的直径为下行床管式反应器(6)直径的0.6倍-0.7倍。