CN207036803U - 耐硫反应器和包括耐硫反应器的脱硫剂评价装置 - Google Patents

Abstract

一种耐硫反应器和包括该耐硫反应器的脱硫剂评价装置，该耐硫反应器包括不锈钢反应器外壳、石英管反应器衬里、反应器上封头和反应器下封头，所述反应器上封头与不锈钢反应器外壳上部连接，反应器下封头与不锈钢反应器外壳下部连接，石英管反应器衬里内衬在不锈钢反应器外壳内部。本实用新型的耐硫反应器和脱硫剂评价装置克服了现有评价装置对痕量硫的吸附问题。

Description

耐硫反应器和包括耐硫反应器的脱硫剂评价装置

技术领域

本实用新型属于脱硫剂开发工程技术领域，具体涉及一种耐硫反应器和包括该耐硫反应器的一种脱硫剂评价装置。

背景技术

硫化合物作为化工原料常见的杂质，会腐蚀化工设备，影响催化剂的寿命和稳定性，是化工过程主要需脱除的杂质之一。随着我国工业的飞速发展，很多工艺过程对原料中杂质硫的含量要求越来越严格，从而提出了原料深度净化的需求，由一般净化(总硫含量在ppm级)向超级净化(总硫含量在ppb级)发展。

目前，考察脱硫剂效果的评价装置，通常采用不锈钢材质的反应器及管道，硫化合物性质活泼易与反应器及管道中的金属发生吸附作用，此外，用于反应器内起到支撑脱硫剂作用的石英砂中也含有大量金属杂质，对硫化合物也有较强的吸附作用。对于总硫含量在ppb级的小试实验来说，设备的吸附作用足以对总硫含量构成严重干扰，从而影响研究数据的准确性。

实用新型内容

为了克服现有评价装置对痕量硫的吸附问题，本实用新型提供一种耐硫反应器和脱硫剂评价装置，使装置对介质中硫化合物的吸附量≤2％。

本实用新型提供的耐硫反应器，包括不锈钢反应器外壳、石英管反应器衬里、反应器上封头和反应器下封头，所述反应器上封头与不锈钢反应器外壳上部连接，反应器下封头与不锈钢反应器外壳下部连接，石英管反应器衬里内衬在不锈钢反应器外壳内部。

优选的，所述不锈钢反应器外壳与石英管反应器衬里之间采用石墨垫圈密封。

优选的，所述石英管反应器内部装有脱硫剂床层，脱硫剂床层上下采用玻璃珠填充支撑，脱硫剂与玻璃珠之间采用石英棉隔离。

优选的，所述反应器上封头和反应器下封头是对反应器内物流中的硫含量吸收量按质量计少于2％，优选少于1％(相对于总硫含量)的耐硫反应器上封头和反应器下封头，进一步优选为采用美国Restek公司的Sulfinert技术进行了钝化处理的反应器上封头和下封头，可以防止硫化物的吸附，排除普通不锈钢材质对硫化物吸附造成的分析结果的干扰。

优选的，所述反应器上封头沿水平方向有一个进料口，反应器下封头沿水平方向有一个出料口。

更优选的，所述填充物玻璃珠为直径3～4mm的玻璃小球。

本实用新型还提供一种脱硫剂评价装置，该评价装置包括进料系统、反应系统、分析系统，其特征在于，该评价装置中所述反应系统包括加热炉和权利要求1～5所述的耐硫反应器。

优选的，所述反应器进料口与进料系统混合后的气体管线连接，反应器出料口与分析系统连接。

优选的，所述脱硫剂评价装置进料系统包括一条或多条气体进料管道且其中至少有一条气体管道为耐硫管道。

优选的，所述的连接混合后气体与反应器进料口的管道为耐硫管道，连接反应器出料口与分析系统的管道为耐硫管道。

所述耐硫管道优选是对流经管道的物流中的硫的吸附量按质量计少于2％，优选少于1％(相对于总硫含量)的管道，优选地，所述的耐硫管道为美国Restek公司的Sulfinert Treated Tube系列产品，该产品均经过钝化处理，可以防止硫化物的吸附，排除普通不锈钢管道对硫化物吸附造成的分析结果的干扰。

通过上述技术方案，含硫标准气体经过耐硫管道与其他原料气体混合，稀释后的含硫气体经耐硫管道及反应器进料口进入石英管反应器，通过脱硫剂床层后经反应器出料口和出口耐硫管道后进入分析系统，其中，含硫气体在进入分析系统前所经过的管道均为耐硫管道，反应器为石英管反应器，过程中评价装置对含硫化合物的吸附作用小于2％。

本实用新型具有以下优势：

1、不锈钢反应器外壳内衬石英管反应器衬里的形式，可以避免金属材质对含硫化合物的吸附；

2、玻璃珠代替石英砂作为脱硫剂的支撑物，可以避免石英砂中金属杂质对含量化合物的吸附；

3、采用耐硫管道代替不锈钢管道，可以避免管道中金属对含硫化合物的吸附。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。

图1是本实用新型公开的耐硫反应器的结构示意图。

附图标记说明：

1：不锈钢反应器外壳；2：石英管反应器衬里；3：反应器上封头；4：反应器进料口；5:反应器下封头；6：反应器出料口；7：石墨垫圈；8：玻璃珠；9：脱硫剂床层；10：石英棉隔离层。

图2为本实用新型公开脱硫剂评价装置的示意图。

其中：FM1：流量计1；FM2：流量计2；R-1：反应器；I-1：分析仪器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的耐硫反应器包括不锈钢反应器外壳1、石英管反应器衬里2、反应器上封头3和反应器下封头5，所述反应器上封头3与不锈钢反应器外壳1上部连接，反应器下封头5与不锈钢反应器外壳1下部连接，石英管反应器衬里2内衬在不锈钢反应器外壳1内部，反应器上封头3和反应器下封头5为耐硫上封头和下封头。

所述不锈钢反应器外壳1与石英管反应器1之间采用石墨垫圈7密封。所述石英管反应器内部装有脱硫剂床层9，脱硫剂床层9上下采用玻璃珠8填充支撑，脱硫剂床层9与玻璃珠8之间采用石英棉隔离层10隔离。所述反应器上封头沿水平方向有一个进料口4，反应器下封头沿水平方向有一个出料口6。所述填充物玻璃珠为直径3～4mm的玻璃小球。

耐硫管道为美国Restek公司的Sulfinert Treated Tube系列产品，所述反应器上封头和反应器下封头为采用美国Restek公司的Sulfinert技术进行了钝化处理的反应器上封头和下封头。Sulfinert技术是在不锈钢材质表面涂覆耐硫涂层或称为Sulfinert涂层，该涂层表面为无孔结构，不可渗透，物理、化学稳定性好，耐高温，耐酸、碱腐蚀，与硫化物和极性有机物不发生吸附反应，用于储存和传输硫化物。

对比例1

采用实验室普通微型反应器评价装置(含硫化物介质管道及反应器均为普通不锈钢材质)，模拟含硫气体进行脱硫效果评价，包含2个气路，其中一个气路为氮气，另一个气路为含硫化合物的氮气，其中硫化合物以氮气作为平衡气配成一定浓度的标准气体，两路气体混合后的含硫气体中总硫含量约为2000ppb，含硫气体经过不装脱硫剂仅以石英砂填充的不锈钢反应器，在设定温度200℃、设定压力2MPa的条件下进行实验，经分析系统检测，出口气体中总硫含量约为1000ppb，评价装置对气体中硫化物的吸附量约为50％。

实施例1

采用本实用新型公开的脱硫剂评价装置，模拟含硫气体进行脱硫效果评价，耐硫反应器如图1所示，包含2个气路，其中一个气路为氮气，另一个气路为含硫化合物的氮气，其中硫化合物以氮气作为平衡气配成一定浓度的标准气体，两路气体混合后的含硫气体中总硫含量约为10000ppb，含硫气体经过不装脱硫剂仅以玻璃珠填充的石英管反应器，在设定温度200℃、设定压力2MPa的条件下进行实验，经分析系统检测，出口气体中总硫含量约为9857ppb，评价装置对气体中硫化物的吸附量约为1.43％。

实施例2

采用本实用新型公开的脱硫剂评价装置，模拟含硫焦炉气进行脱硫效果评价，耐硫反应器如图1所示，包含2个气路，其中一个气路为氮气，另一个气路为含硫化合物的氮气，其中硫化合物以氮气作为平衡气配成一定浓度的标准气体，两路气体混合后的含硫气体中总硫含量约为2000ppb，含硫气体经过不装脱硫剂仅以玻璃珠填充的石英管反应器，在设定温度200℃、设定压力2MPa的条件下进行实验，经分析系统检测，出口气体中总硫含量约为1980ppb，评价装置对气体中硫化物的吸附量约为1％。

实施例3

采用本实用新型公开的脱硫剂评价装置，模拟含硫焦炉气进行脱硫效果评价，耐硫反应器如图1所示，包含2个气路，其中一个气路为氮气，另一个气路为含硫化合物的氮气，其中硫化合物以氮气作为平衡气配成一定浓度的标准气体，两路气体混合后的含硫气体中总硫含量约为100ppb，含硫气体经过不装脱硫剂仅以玻璃珠填充的石英管反应器，在设定温度200℃、设定压力2MPa的条件下进行实验，经分析系统检测，出口气体中总硫含量约为98.5ppb，评价装置对气体中硫化物的吸附量约为1.5％。

实施例4

采用本实用新型公开的脱硫剂评价装置，模拟含硫焦炉气进行脱硫效果评价，耐硫反应器如图1所示，包含2个气路，其中一个气路为氮气，另一个气路为含硫化合物的氮气，其中硫化合物以氮气作为平衡气配成一定浓度的标准气体，两路气体混合后的含硫气体中总硫含量约为10ppb，含硫气体经过不装脱硫剂仅以玻璃珠填充的石英管反应器，在设定温度200℃、设定压力2MPa的条件下进行实验，经分析系统检测，出口气体中总硫含量约为9.8ppb，评价装置对气体中硫化物的吸附量约为2％。

从以上结果可以看出，对比例1中以普通微型反应器进行脱硫剂评价，在反应器内不装脱硫剂仅装石英砂的情况下，反应器出口总硫含量比进口减少约50％，即普通微型反应器评价装置中不锈钢反应器和管道中的金属物质及石英砂中的金属物质对硫化合物的吸附量约为50％，故普通微型反应器评价装置无法用于脱硫剂评价实验。

实施例1～4采用本发明装置在反应器内不装脱硫剂仅装玻璃珠的条件下，分别考察不同入口总硫时的出口总硫含量，由实验结果可以看出，反应器出口总硫含量比入口总硫含量低，减小量在1～2％，即本发明装置对硫化合物的吸附量≤2％。综上所述，本发明装置可以有效避免含硫化合物的吸附，较普通微型反应器具有明显的稳定性，可用于脱硫剂评价实验。

上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种耐硫反应器，其特征在于，该耐硫反应器包括不锈钢反应器外壳、石英管反应器衬里、反应器上封头和反应器下封头，所述反应器上封头与不锈钢反应器外壳上部连接，反应器下封头与不锈钢反应器外壳下部连接，石英管反应器衬里内衬在不锈钢反应器内部。

2.根据权利要求1所述的耐硫反应器，其特征在于，不锈钢反应器外壳与石英管反应器衬里之间采用石墨垫圈密封。

3.根据权利要求1所述的耐硫反应器，其特征在于，脱硫剂床层置于石英管反应器内，脱硫剂床层上下采用玻璃珠填充支撑，脱硫剂与玻璃珠之间采用石英棉隔离。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的耐硫反应器，其特征在于，反应器上封头沿水平方向有一个进料口，反应器下封头沿水平方向有一个出料口；和/或所述反应器上封头和反应器下封头是对反应器内物流中的硫含量吸收量按质量计少于2％的耐硫反应器上封头和反应器下封头。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的耐硫反应器，其特征在于，填充物玻璃珠为直径3～4mm的玻璃小球。

6.一种脱硫剂评价装置，该评价装置包括进料系统、反应系统、分析系统，其特征在于，该评价装置中所述反应系统包括加热炉和权利要求1～5中任一项所述的耐硫反应器。

7.根据权利要求6所述的脱硫剂评价装置，其特征在于，反应器进料口与进料系统连接，反应器出料口与分析系统连接。

8.根据权利要求6或7所述的脱硫剂评价装置，其特征在于，进料系统包括一条或多条气体进料管道且其中至少有一条气体管道为耐硫管道。

9.根据权利要求6或7所述的脱硫剂评价装置，其特征在于，连接混合后气体与反应器进料口的管道为耐硫管道，连接反应器出料口与分析系统的管道为耐硫管道。

10.根据权利要求8所述的脱硫剂评价装置，其特征在于，该耐硫管道为美国Restek公司的Sulfinert Treated Tube系列产品。