CN210646315U - 一种加氢反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于石油化工加工设备技术领域，具体涉及一种为沥青、重油加氢的反应器；具体技术方案为：一种加氢反应器，包括壳体、氮气/氢气进料口和沥青/重油进料口，壳体的上部外壁上固定有保温支撑层，氮气/氢气进料口连通于壳体的下封头居中位置，沥青/重油进料口连通于壳体的下部侧面上，沥青/重油进料口延伸至壳体内的端头上连有进料分布器，壳体上部连通有出料口，出料口上连有两相分离器，壳体的下部布置有为物料供热的加热器，物料和氢气共同进入反应器中反应，反应后的物料在两相分离器中分离，实现气液分离，本反应器既实现了对沥青或重油的温和加氢，又避免了沥青或重油在加氢过程中的过度裂解和加氢催化剂的污染。
Description
技术领域
本实用新型属于石油化工加工设备技术领域，具体涉及一种为沥青、重油加氢的反应器。
背景技术
针状焦是生产大规格超高功率石墨电极和锂电负极的碳材料，按其原料的不同分为油系针状焦和煤系针状焦。以煤焦油沥青或煤焦油组分生产的为煤系针状焦，以石油重油或石油沥青为原料生产的为油系针状焦。两种针状焦的生产均要求对原料预处理以去除其中的硫、氮等影响针状焦质量的杂质。加氢法即为对针状焦原料进行预处理的方法之一。加氢法由于在有效去除原料中硫氮的同时可提高原料的H/C比而引起人们的重视。加氢可有效降低原料中的硫、氮含量，提高原料的H/C比和环烷烃含量,改善原料的流变性能。与环数相等的对应芳烃相比,环烷烃熔点较低,在成焦过程中由于环烷稠环芳烃的存在,使液相维持时间加长,体系粘度降低,活性自由基团因环烷上的氢转移而得以加氢稳定,限制了原料的过度聚合，为生成优质针状焦创造了良好的条件。
目前的加氢工艺有两种方式，第一种为氢气和需要加氢的物料在加氢催化剂存在的情况下发生催化加氢反应，这种加氢方法是在催化剂存在的情况下对原料进行加氢处理，如中国专利（CN02109404.7，CN200710012680.9）美国专利（US 4814063）在加氢过程中均采用催化剂存在的情况下对原料进行催化加氢，但是其可导致原料的过度裂化，同时加氢后催化剂和原料的分离较为困难，因此有必要采取措施克服现有加氢方法的上述缺点。
第二种为无催化剂加氢工艺，采用氢化介质（含氢的有机液体：如四氢喹啉，乙醇，全氢菲等）与需要加氢的物料在一定温度和压力下发生加氢反应。氢化介质具有较强的供氢能力，其不需催化剂的参与即可与物料发生反应，从而使物料加氢，如发表于《炭素技术》“煤沥青加氢的有效途径”（1998年第1期）中对该加氢方法进行了介绍。该方法由于无催化剂参与可有效避免第一种加氢方法的缺点，但目前缺乏与该方法匹配的反应器。
实用新型内容
为解决第一种加氢方法存在的原料过度裂化和催化剂和原料分离较难的问题，本实用新型提供了一种为沥青、重油加氢的反应器，可实现在无催化剂的参与下达到对沥青或重油组分加氢的目的，同时，避免了沥青或重油在加氢过程中的过度裂解和加氢催化剂对原料的污染。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种加氢反应器，包括壳体，壳体的上部外壁上包覆有保温支撑层，保温支撑层用于保温，壳体的下部外壁上包覆有加热器，加热器为整个反应器提供热量。
壳体的下封头居中位置连通有氮气/氢气进料口；
壳体的下部侧面上连通有沥青/重油进料口，沥青/重油进料口延伸至壳体内的端头上连有进料分布器，进料分布器置于沥青/重油进料口的上方；
壳体上部连通有出料口，出料口上连有两相分离器。
进料分布器为环管型结构，进料分布器的底部通过管道与沥青/重油进料口连通，进料分布器的顶部在水平方向上开有多个孔。
两相分离器为空心筒状结构，两相分离器内设有丝网除雾器，两相分离器的顶部布置有气体出口，两相分离器的底部布置有液相出口，两相分离器可实现气体和液体的分离。
壳体为柱状筒体，柱状筒体能够承受高于450℃的温度和15Mpa的压力。
壳体为单层结构或夹层结构，根据反应器所承受的压力和温度不同来选择是单层结构还是夹层结构。
保温支撑层焊接在壳体的外壁上。
沥青/重油进料口置于氮气/氢气进料口的上方。
其中，作为优选的，加热器设置在壳体的底部。
其中，作为优选的，加热器环向布置在壳体的下部。
加热器为电加热器，或为蒸汽加热器，或为烟气加热器，或为导热油加热器，可根据实际需要来选择对应的加热方式。
本实用新型与现有技术相比，具体有益效果体现在：本实用新型摒弃了传统加氢反应器中需要固相催化剂参与而带来的催化剂难分离的技术缺点，可以实现对沥青或重油的温和加氢，避免了沥青或重油在加氢过程中的过度裂解和加氢催化剂的污染。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中进料分布器的正视结构示意图。
图3为进料分布器的俯视结构示意图。
图4为图1中两相分离器的结构示意图。
图中，1为壳体，2为保温支撑层，3为氮气/氢气进料口，4为沥青/重油进料口，5为进料分布器，51为孔，6为出料口，7为两相分离器，71为气体出口，72为液相出口，73为丝网除雾器，8为加热器。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种加氢反应器，包括壳体1，壳体1的上部外壁上包覆有保温支撑层2，保温支撑层2用于保温，壳体1的下部外壁上包覆有加热器8，加热器8为整个反应器提供热量。
壳体1的下封头居中位置连通有氮气/氢气进料口3；
壳体1的下部侧面上连通有沥青/重油进料口4，沥青/重油进料口4延伸至壳体1内的端头上连有进料分布器5，进料分布器5置于沥青/重油进料口4的上方；
壳体1上部连通有出料口6，出料口6上连有两相分离器7。
如图2和图3所示，进料分布器5为环管型结构，进料分布器5的底部通过管道与沥青/重油进料口4连通，进料分布器5的顶部在水平方向上开有多个孔51，物料进入分布器后通过孔51喷出，均匀分布，避免对反应器中的物料扰动过大。
如图4所示，两相分离器7为空心筒状结构，两相分离器7内设有丝网除雾器73，两相分离器7的顶部布置有气体出口71，两相分离器7的底部布置有液相出口72，两相分离器7可实现气体和液体的分离。
壳体1为柱状筒体，柱状筒体能够承受高于430℃的温度和5Mpa的压力。
壳体1为单层结构或夹层结构，根据反应器所承受的压力和温度不同来选择是单层结构还是夹层结构。
保温支撑层2焊接在壳体1的外壁上。
沥青/重油进料口4置于氮气/氢气进料口3的上方。
其中，作为优选的，加热器8设置在壳体1的底部。
其中，作为优选的，加热器8环向布置在壳体1的下部。
加热器8为电加热器，或为蒸汽加热器，或为烟气加热器，或为导热油加热器，可根据实际需要来选择对应的加热方式。
具体工作过程为：通过输送机械将氢气与氮气的混合物输送至反应器内，由输送机械（如：高压泵）将液体物料由沥青/重油进料口4不断输送入反应器，氢气、氮气的混合物与液体物料在反应器中进行反应并不断上升。液体上升至出料口6即从出料口6溢流到两相分离器7内，多余的气体物料也从出料口6进入两相分离器7，两相分离器7压力比反应器压力略低，溶于物料中的气体在物料压力降低的情况下释放出来，由于气体密度轻于液体密度，所以气体上流，从两相分离器7上部气体出口71排出，由于液体密度高于气体，所以液体下流，从两相分离器7下部液体出口排出，实现气液分离。
具体工艺条件为：反应器压力3-15MPa,反应温度350-500℃；两相分离器7压力2.5-9MPa，温度300-450℃。
该反应器是一个适用于物料连续进、连续出的反应器，物料在反应器中停留一定的时间即可发生反应，产物与原料混合不影响反应的进行，液体物料从两相分离器出口排出后，即进入后续分离工序进一步对物料进行分离提纯。
本实用新型摒弃了传统加氢反应器中需要固相催化剂参与而带来的催化剂难分离的技术缺点，可以实现对沥青或重油的温和加氢，避免了沥青或重油在加氢过程中的过度裂解和加氢催化剂的污染。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本实用新型范围内。
Claims (9)
1.一种加氢反应器，其特征在于，包括壳体（1），所述壳体（1）的上部外壁上包覆有保温支撑层（2），所述壳体（1）的下部外壁上包覆有加热器（8）；
所述壳体（1）的下封头居中位置连通有氮气/氢气进料口（3）；
所述壳体（1）的下部侧面上连通有沥青/重油进料口（4），所述沥青/重油进料口（4）延伸至壳体（1）内的端头上连有进料分布器（5），所述进料分布器（5）置于沥青/重油进料口（4）的上方；
所述壳体（1）上部连通有出料口（6），出料口（6）上连有两相分离器（7）。
2.根据权利要求1所述的一种加氢反应器，其特征在于，所述进料分布器（5）为环管型结构，所述进料分布器（5）的底部通过管道与沥青/重油进料口（4）连通，所述进料分布器（5）的顶部在水平方向上开有多个孔（51）。
3.根据权利要求2所述的一种加氢反应器，其特征在于，所述两相分离器（7）为空心筒状结构，所述两相分离器（7）内设有丝网除雾器（73），所述两相分离器（7）的顶部布置有气体出口（71），所述两相分离器（7）的底部布置有液相出口（72）。
4.根据权利要求3所述的一种加氢反应器，其特征在于，所述壳体（1）为柱状筒体，所述壳体（1）为单层结构或夹层结构。
5.根据权利要求4所述的一种加氢反应器，其特征在于，所述保温支撑层（2）焊接在壳体（1）的外壁上。
6.根据权利要求5所述的一种加氢反应器，其特征在于，所述沥青/重油进料口（4）置于氮气/氢气进料口（3）的上方。
7.根据权利要求6所述的一种加氢反应器，其特征在于，所述加热器（8）设置在壳体（1）的底部。
8.根据权利要求6所述的一种加氢反应器，其特征在于，所述加热器（8）环向布置在壳体（1）的下部。
9.根据权利要求7或8所述的一种加氢反应器，其特征在于，所述加热器（8）为电加热器，或为蒸汽加热器，或为烟气加热器，或为导热油加热器。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111744437A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-10-09 | 洛阳瑞华新能源技术发展有限公司 | 有液体循环无下部分配盘的气液固三相悬浮床反应器系统 |
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