CN210252200U - 一种自循环悬浮床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自循环悬浮床反应器。一种自循环悬浮床反应器，包括反应器，其顶部设出料口，底部设进料口；筒体底端及下锥体处固定连接有内构件；所述内构件的内径沿反应器轴向从下端至上端先减小后增大，呈中间缩径的喇叭形；所述内构件在缩径处形成喉形通道；所述内构件与反应器的内壁不接触，内构件与反应器内壁之间形成圆环形缝隙回路；还包括进料管线，其伸入进料口位于喉形通道处。本实用新型高速流动的流体喷入反应器时，在循环腔体内形成负压，抽吸着从圆环形缝隙回路落入循环腔体内的流体向上流动，从而使原料得到充分反应，反应效率得到提高，消除流动死区，有效减少甚至避免结焦。

Description

一种自循环悬浮床反应器

技术领域

本实用新型涉及化工技术领域，具体地涉及一种自循环悬浮床反应器。

背景技术

悬浮床加氢是实现重质、劣质原料油轻质化的一种重要技术工艺，因为在其加氢过程中，催化剂是随油品连续加入和排出反应器，从而克服了催化剂易于堵塞的问题，有利于延长反应器的运行时间，因而已成为处理重油的较佳选择。在悬浮床加氢应过程中，重油在裂化为轻烃和轻油的同时，还会有焦炭生成，若不能及时将焦粒排出反应器，在高温环境中，沉积于反应器底部的焦粒便会与催化剂颗粒聚结成块，随装置运行时间的延长将造成反应器的堵塞。于是，如何有效解决现有悬浮床反应器所存在的结焦及难以排焦的问题，成为本领域亟待解决的一大技术难题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种自循环悬浮床反应器，通过促进反应器内流体自循环来达到减少结焦和加强排焦的目的，克服现有悬浮床反应器存在的结焦及排焦难等问题。

本实用新型的技术方案在于：

一种自循环悬浮床反应器，包括竖直设置的反应器，反应器顶部设有出料口，底部设置有进料口；反应器顶部为上锥体，底端为下锥体，中间部分为筒体；其特征在于：所述筒体底端及下锥体处固定连接有内构件；所述内构件的内径沿反应器轴向从下端至上端先减小后增大，呈中间缩径的喇叭形；所述内构件在缩径处形成喉形通道；所述内构件与反应器的内壁不接触，内构件与反应器内壁之间形成圆环形缝隙回路；还包括进料管线，所述进料管线一端位于反应器外，另一端伸入进料口位于喉形通道处，内构件及进料管线之间形成循环腔体。

所述内构件沿反应器轴向的纵截面为侧置梯形，所述侧置梯形的腰线与反应器壳体的侧壁形成的夹角为10-80°。

所述内构件沿反应器轴向的纵截面为侧置弓形，所述侧置弓形与反应器的交点处的切线与反应器壳体的侧壁形成的夹角为10-80°。

所述喉形通道的内径与筒体外径之比为（0.04-0.35）：1。

所述进料管线的外径小于喉形通道的内径，使进料管线与内构件之间形成缝隙最终形成环形通道，且喉形通道的内径是进料管线内径1.2-1.3倍；环形通道的内径与筒体外径之比为（0.01-0.1）：1。

所述内构件通过支架固定于筒体及下锥体之间。

所述筒体与下锥体侧线的夹角为120-160°。

一种实现悬浮床反应器自循环的方法，使用如上所述自循环悬浮床反应器，该方法如下：由反应原料和催化剂组成的第一混合流体自进料口进入，通过进料管线在喉形通道处射入至反应器内；向反应器内通入再生气H₂；反应原料在催化剂和H₂作用下转化为小分子；由上述小分子及第一混合流体组成的第二混合流体向反应器顶部运动；大部分第二混合流体自出料口排出；少部分第二混合流体通过圆环形缝隙回路进入处于负压的循环腔体，再抽吸着进入反应器内实现再循环。

本实用新型的技术效果在于：

本实用新型所述自循环悬浮床反应器，通过在其反应器下部靠近进料口的位置设置内构件，内构件的内径沿反应器轴向从下端到上端是先减小后增大，形成喉形通道。进料管线从反应器底部伸入到喉形通道处，内构件在喉形通道处的轴向内径比进料管线的内径略大，从而在内构件与进料管线外壁间形成环形通道。同时，内构件与反应器内壁之间留有缝隙形成圆环形缝隙回路。进料管线与反应器底部之间形成循环腔体。高速流动的流体喷入反应器时，在循环腔体内形成负压，抽吸着从圆环形缝隙回路落入循环腔体内的流体向上流动，从而使原料得到充分反应，反应效率得到提高，同时，消除流动死区，有效减少甚至避免结焦。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图进行介绍。

图1为自循环悬浮床反应器的结构示意图。

图2为悬浮床反应器的俯视图。

附图标记如下：

1-出料口；2-筒体；3-内构件；4-上锥体；5-进料口；6-喉形通道；7-圆环形缝隙回路；8-进料管线；9-循环腔体；10-环形通道；11-下锥体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行描述。

实施例1

一种自循环悬浮床反应器，包括竖直设置的反应器，反应器从上至下为上锥体4、筒体2及下锥体11；上锥体4顶部设有出料口1，下锥体11底部设有进料口5；所述进料口5设有进料管线8；所述反应器的筒体2底端及下锥体11连接处固定设有内构件3；内构件3的上端位于筒体2的底部接近于下锥体11的顶部，内构件3的下端位于下锥体11的底部且靠近进料口5；所述内构件3的内径沿反应器轴向从下端至上端先减小后增大，呈中间缩径的喇叭形，在缩径处形成喉形通道6；还包括进料管线8，所述进料管线8一端位于反应器外，另一端伸入进料口5位于喉形通道6处，进料管线8的外径小于喉形通道6的轴向内径，使内构件3及进料管线8之间形成循环腔体9。所述内构件3与反应器的内壁不接触，内构件3的外侧与反应器内壁之间形成圆环形缝隙回路7。

实施例2

在实施例1的基础上，所述喉形通道6的内径与筒体2外径之比为（0.04-0.35）：1。所述进料管线8的外径小于喉形通道6的内径，使进料管线8与内构件3之间形成缝隙最终形成环形通道10，且喉形通道6的内径是进料管线8内径1.2-1.3倍；环形通道10的内径与筒体2外径之比为（0.01-0.1）：1。所述内构件3通过支架固定于筒体2及下锥体11之间。所述筒体2与下锥体11侧线的夹角为120-160°。

实施例3

在实施例2的基础上，所述内构件3沿反应器轴向的纵截面为侧置梯形，所述侧置梯形的腰线与反应器壳体的侧壁形成的夹角为10-80°。有利于在内构件3与反应器壳体间形成的腔体内形成负压区。

实施例4

在实施例2的基础上，所述内构件3沿反应器轴向的纵截面为侧置弓形，所述侧置弓形与反应器的交点处的切线与反应器壳体的侧壁形成的夹角为10-80°。有利于在内构件3与反应器壳体间形成的腔体内形成负压区。

实施例5

一种实现悬浮床反应器自循环的方法，使用如上所述自循环悬浮床反应器，该方法如下：由反应原料和催化剂组成的第一混合流体自进料口5进入，通过进料管线8在喉形通道6处射入至反应器内；由于进料管线8伸入反应器内，使得进入反应器的第一混合流体的流速较高，从而确保其具有尽可能大的线速度；反应原料在催化剂和H₂作用下大部分发生加氢裂化反应，转化为小分子；由上述小分子及第一混合流体组成的第二混合流体向反应器顶部运动；大部分第二混合流体自出料口1排出；少部分第二混合流体通过圆环形缝隙回路7进入处于负压的循环腔体9，再抽吸着进入反应器内，达到与反应器底部反应原料再混合，加大了反应器内的反应原料的充分混合，实现再循环。

本实用新型的悬浮床反应器是利用通过内径较小的进料管线8高速喷入反应器的流体，在进料管线8出口的后侧形成的环形腔体内形成负压，与反应原料本身的压力能形成的压力差实现所述悬浮床反应器内流体的自循环，这样不仅有利于加大反应器内的物料的返混，提高反应效率，降低反应器的轴向温差，另外，可以消除流动死区，减少结焦。

Claims (7)

1.一种自循环悬浮床反应器，包括竖直设置的反应器，反应器顶部设有出料口（1），底部设置有进料口（5）；反应器顶部为上锥体（4），底端为下锥体（11），中间部分为筒体（2）；其特征在于：所述筒体（2）底端及下锥体（11）处固定连接有内构件（3）；所述内构件（3）的内径沿反应器轴向从下端至上端先减小后增大，呈中间缩径的喇叭形；所述内构件（3）在缩径处形成喉形通道（6）；所述内构件（3）与反应器的内壁不接触，内构件（3）与反应器内壁之间形成圆环形缝隙回路（7）；还包括进料管线（8），所述进料管线（8）一端位于反应器外，另一端伸入进料口（5）位于喉形通道（6）处，内构件（3）及进料管线（8）之间形成循环腔体（9）。

2.根据权利要求1所述自循环悬浮床反应器，其特征在于：所述内构件（3）沿反应器轴向的纵截面为侧置梯形，所述侧置梯形的腰线与反应器壳体的侧壁形成的夹角为10-80°。

3.根据权利要求1所述自循环悬浮床反应器，其特征在于：所述内构件（3）沿反应器轴向的纵截面为侧置弓形，所述侧置弓形与反应器的交点处的切线与反应器壳体的侧壁形成的夹角为10-80°。

4.根据权利要求2或3所述自循环悬浮床反应器，其特征在于：所述喉形通道（6）的内径与筒体（2）外径之比为（0.04-0.35）：1。

5.根据权利要求4所述自循环悬浮床反应器，其特征在于：所述进料管线（8）的外径小于喉形通道（6）的内径，使进料管线（8）与内构件（3）之间形成缝隙最终形成环形通道（10），且喉形通道（6）的内径是进料管线（8）内径1.2-1.3倍；环形通道（10）的内径与筒体（2）外径之比为（0.01-0.1）：1。

6.根据权利要求5所述自循环悬浮床反应器，其特征在于：所述内构件（3）通过支架固定于筒体（2）及下锥体（11）之间。

7.根据权利要求6所述自循环悬浮床反应器，其特征在于：所述筒体（2）与下锥体（11）侧线的夹角为120-160°。

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