CN213050535U - 催化剂回用型连续加氢反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种催化剂回用型连续加氢反应装置。反应装置包括反应釜以及离心机。反应釜包括原料进口、催化剂进口、还原料液出口以及催化剂回用口，反应釜用于在催化剂的催化作用下使用氢气将原料液还原成还原料液。离心机包括还原料液进口、清液出口以及催化剂出口，催化剂出口与催化剂回用口连接，还原料液进口与还原料液出口连接，用于将反应釜中的还原料液和催化剂供给到离心机。离心机被构造成用于使还原料液和催化剂的至少一部分分离，还原料液和一部分催化剂通过清液出口流出离心机，另一部分催化剂从催化剂出口和催化剂回用口回到反应釜中。本申请实现了加氢反应过程中，催化剂连续分离、连续回用，加氢反应连续的技术效果。

Description

催化剂回用型连续加氢反应装置

技术领域

本申请涉及化工反应装置，尤其是涉及一种催化剂回用型连续加氢反应装置。

背景技术

目前的加氢反应装置催化剂的利用率不高，催化剂回用工序繁琐。催化剂分离流程甚至远比反应流程复杂,不易实现连续化生产。现有技术中，加氢反应单元与催化剂分离单元通常是相互独立的，在加氢反应过程中将催化剂连续分离,连续回用是一个急需解决的难题。

实用新型内容

为了解决加氢反应单元和催化剂分离单元没有有机结合，催化剂回用流程复杂的技术问题，实现加氢反应过程中将催化剂连续分离,连续回用，加氢反应连续的技术效果，本申请提出了一种催化剂回用型连续加氢反应装置。

本实用新型提供一种催化剂回用型连续加氢反应装置，所述反应装置包括：

反应釜，所述反应釜包括原料进口、催化剂进口、还原料液出口以及催化剂回用口，所述反应釜用于在催化剂的催化作用下使用氢气将原料液还原成还原料液；以及

离心机，所述离心机包括还原料液进口、清液出口以及催化剂出口，所述催化剂出口与所述催化剂回用口连接，所述还原料液进口与所述还原料液出口连接，用于将所述反应釜中的还原料液和催化剂供给到所述离心机，所述离心机被构造成用于使所述还原料液和所述催化剂的至少一部分分离，所述还原料液和一部分催化剂通过所述清液出口流出所述离心机，另一部分催化剂从所述催化剂出口和所述催化剂回用口回到所述反应釜中。

在至少一个实施方式中，所述反应釜设置有搅拌轴，所述搅拌轴为空心轴，

所述搅拌轴的上部设置有氢气吸口，所述氢气吸口位于所述反应釜的内部，

所述搅拌轴的中部设置有氢气分散盘，

所述搅拌轴工作时，所述氢气分散盘的气体出口附近能够形成负压，从而从所述氢气吸口吸入氢气，从所述氢气分散盘扩散出氢气与所述反应釜中原料液反应。

在至少一个实施方式中，所述氢气分散盘包括下述结构的一种：

盘，所述盘为中空结构，与所述搅拌轴中的气体通道连通，所述盘上设置有多个开口；以及

多根管道，所述多根管道围绕所述搅拌轴辐射状地设置，与所述搅拌轴中的气体通道连通。

在至少一个实施方式中，所述反应釜还包括安装到所述搅拌轴的搅拌叶片，所述氢气分散盘位于所述搅拌叶片的上方，能够通过所述搅拌叶片的搅拌动作和/或所述氢气分散盘的旋转，在所述氢气分散盘附近形成负压。

在至少一个实施方式中，所述反应装置还包括管道混合器，

所述管道混合器包括两个进口，其中一个进口连接所述离心机的所述催化剂出口，另一个进口用于向所述管道混合器供入氢气，

所述管道混合器还包括一个出口，所述出口连接所述反应釜的所述催化剂回用口。

在至少一个实施方式中，所述反应装置还包括管道混合器，

所述管道混合器包括两个进口，其中一个进口连接所述离心机的所述催化剂出口，另一个进口用于向所述管道混合器供入原料液，

所述管道混合器还包括一个出口，所述出口连接所述反应釜的所述催化剂回用口，

所述反应釜上设置有氢气通入口，并且/或者，所述原料进口还用作氢气通入口，用于向所述反应釜中供入原料液和氢气。

在至少一个实施方式中，所述反应装置还包括清液中转槽，

所述清液中转槽包括清液中转槽进口和清液中转槽出口，所述清液中转槽进口连接于所述离心机的所述清液出口，所述清液中转槽出口用于连接至精分工段，

所述清液中转槽包括搅拌轴和安装到所述搅拌轴的搅拌叶片。

在至少一个实施方式中，所述反应釜、所述离心机和所述清液中转槽的顶部分别设置有气相平衡口，所述气相平衡口彼此连通。

在至少一个实施方式中，所述离心机的转速为2000至10000转/分。

在至少一个实施方式中，所述催化剂出口处设置有能够定时开关的脉冲型催化剂出口控制阀。

本申请将反应釜与离心机连接成循环回路，原料液与氢气在催化剂的催化作用下在反应釜内进行化学反应形成还原料液，还原料液与催化剂的混合物通过离心机分离出部分未失活的催化剂，所述分离出的未失活的催化剂经过循环回路回到反应釜中，继续参与反应。实现了加氢反应过程中，催化剂连续分离、连续回用，加氢反应连续的技术效果，易于实现催化剂的回收再利用以及连续化生产。

附图说明

图1为本申请的一个实施方式的催化剂回用型连续加氢反应装置的结构示意图。

附图标记说明

A 原料液的高度位置 M 电机

101 反应釜 102 原料进口 103 催化剂进口 104 还原料液出口 105催化剂回用口；

106 还原料液进口 107 离心机 108 清液出口 109 催化剂出口；

110 管道混合管；

111 清液中转槽进口 112 清液中转槽出口 113 清液中转槽；

114 气相平衡口 115 搅拌轴 116 搅拌叶片 117 搅拌叶片 118 氢气吸口119 氢气分散盘 120搅拌轴；

200 原料进口阀 201 催化剂进口阀 202 气相平衡阀 203 还原料液出口阀204 还原料液出切断阀 205 还原料液进口阀 206 催化剂出口控制阀 207 催化剂回切断阀 208 催化剂回口阀 209 清液出料阀 210 清液出口阀。

具体实施方式

下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。

以下将结合图1对催化剂回用型连续加氢反应装置进行详细说明。下面，有时将“催化剂回用型连续加氢反应装置”称为“连续加氢反应装置”或“反应装置”。在反应釜101中进行的化学反应称为“连续加氢反应”或“加氢反应”。

如图1所示，本申请的一个实施方式的催化剂回用型连续加氢反应装置包括反应釜101和离心机107。

反应釜101包括原料进口102、催化剂进口103、还原料液出口104以及催化剂回用口105，反应釜101用于在催化剂的催化作用下使用氢气将原料液还原成还原料液。

离心机107包括还原料液进口106、清液出口108以及催化剂出口109，催化剂出口109与催化剂回用口105连接，还原料液进口106与还原料液出口104连接，用于将反应釜101中的还原料液和催化剂供给到离心机107。离心机107被构造成用于使还原料液和催化剂的至少一部分分离，还原料液和一部分催化剂通过清液出口108流出离心机107，另一部分催化剂从催化剂出口109和催化剂回用口105回到反应釜101中。可以在清液出口108处设置清液出料阀209。

反应釜101与离心机107连接成循环回路，原料液与氢气在催化剂的催化作用下可以在反应釜101内进行加氢反应形成还原料液。还原料液与催化剂的混合物从还原料液出口104离开反应釜101，进入离心机107。通过离心机107的分离作用，分离出部分高活性的催化剂以及还原料液和低活性催化剂的混合物。还原料液和低活性催化剂的混合物进入清液中转槽113中等待精分工段，部分高活性的催化剂经过催化剂回用口105回到反应釜101中，继续参与反应。

离心机107被构造成用于使还原料液和催化剂的至少一部分分离，还原料液和一部分低活性催化剂的混合物通过清液出口108流出离心机107，另一部分高活性催化剂从催化剂出口109和催化剂回用口105回到反应釜101中。

理想状况下，一部分催化剂与还原料液混合，通过清液出口108流出离心机107。这部分催化剂呈絮状，大部分为低活性状态。等待精分工序，实现催化剂和还原料液的彻底分离。因为催化剂会失活消耗，因此可以定时通过催化剂进口103补加催化剂。

另一部分催化剂从催化剂出口109和催化剂回用口105回到反应釜101中。这部分催化剂呈颗粒状，大部分为高活性状态。该部分催化剂回用到反应釜101中，以满足催化剂连续分离、连续回用的效果。

离心机107的工作转速可以为2000至10000转/分，其材质可以包括316L不锈钢、钛、不锈钢(或碳钢)衬塑或其它耐腐蚀材料。

原料液的高度可以如图1的A所示。其中，原料进口102上可以设置原料进口阀200；催化剂进口103上可以设置催化剂进口阀201；还原料液出口104上可以设置还原料液出口阀203(例如为球阀)和还原料液出切断阀204，在离心机107的原料液进口106上还可以设置还原料液进口阀205(例如为球阀)；催化剂回用口105上可以设置催化剂回切断阀207和催化剂回口阀208(例如为球阀)。各切断阀均可以为自动控制阀，可由电脑控制开闭状态，各球阀可以为普通阀门，由手工控制开闭状态。

可以理解，例如还原料液出口阀203、还原料液进口阀205、催化剂回口阀208为常开状态，通过电脑等控制还原料液出切断阀204和催化剂回切断阀207的开闭，以控制还原料液和催化剂回路通断状态。当连续加氢反应装置出现问题时，可以手动调整各进、出口上的球阀(例如还原料液出口阀203、还原料液进口阀205和催化剂回口阀208等)的通断，以达到逐段确认连续加氢反应装置出现问题的具体位置的目的。

反应釜101内可以设置有搅拌轴115，其转速可以设置为500转/分。搅拌轴115可以由电机M提供动力。搅拌轴115的上部可以设置有氢气吸口118(氢气吸口118位于反应釜101的内部)，搅拌轴115的中部可以设置有氢气分散盘119。搅拌轴115可以为空心轴，空心部分作为气体通道，可以达到氢气吸口118与氢气分散盘119上的出口连通的效果。搅拌轴115工作时，氢气分散盘119的气体出口附近能够形成负压，从而从氢气吸口118吸入氢气，从氢气分散盘119扩散出(例如，如氢气分散盘119处的箭头所示)氢气，扩散出的氢气与反应釜101中原料液反应。

氢气分散盘119可以包括下述结构的一种：

a)盘，该盘为中空结构，与搅拌轴115中的气体通道连通，盘上可以设置有多个开口；以及

b)多根管道，多根管道围绕搅拌轴115辐射状地设置，与搅拌轴115中的气体通道连通。管道上可以设有多个开口。

可以理解，氢气分散盘119的具体结构不做限制，能够满足从氢气吸口118吸入氢气，使氢气通过氢气分散盘119扩散从而与反应釜101中的原料液反应均可。氢气分散盘可以设置在搅拌轴115上，与搅拌轴115中气体通道连通。通过搅拌轴的转动，在氢气分散盘附近形成负压。

反应釜101还可以包括安装到搅拌轴115的搅拌叶片116，氢气分散盘119可以位于搅拌叶片116的上方，能够通过搅拌叶片116的搅拌动作和/或氢气分散盘119本身的旋转，在氢气分散盘119附近形成负压。另外通过搅拌叶片116的搅拌作用，可以使反应釜101中的催化剂悬浮。

反应釜101的材质可以包括316L不锈钢、钛、不锈钢(或碳钢)衬塑或其它耐腐蚀材料。在反应釜101的罐体上可以设置隔热保温层。

连续加氢反应装置还可以包括管道混合器110，管道混合器110包括两个进口。其中一个进口连接离心机107的催化剂出口109，另一个进口用于向管道混合器110供入例如氢气等推动物质。管道混合器110还包括一个出口，出口连接反应釜101的催化剂回用口105。

在管道混合器110中，可以是氢气与从催化剂出口109进入管道混合器110的催化剂混合，在氢气的推动作用下，催化剂回用到反应釜101，继续参与加氢反应。这里，催化剂回用口105可以位于反应釜101的底部，可以理解，氢气在从催化剂回用口105进入反应釜101，到氢气进入氢气吸口118的过程中(例如，如搅拌轴115右侧箭头所示)，与原料液的接触阶段也能发生加氢反应，提升工作效率。此时，反应釜101便不需要额外设置向反应釜101提供氢气的氢气通入口。

本领域技术人员应当理解，为了达到使催化剂回用到反应釜101的目的，可以采取接入例如原料液作为推动物质，为回用的催化剂提供动力(当然，此时需要在反应釜101设置氢气通入口，另外，可以将原料进口102还用作氢气通入口，原料进口102用于向反应釜101供入氢气和原料液)。

可以理解，为了达到使催化剂回用到反应釜101的目的，不限于使用管道混合器110，可以采取将离心机107分离出的催化剂与推动物质(例如氢气、原料液等)通过三通管道直接混合，一起回用到反应釜101。

催化剂出口109处可以设置有能够定时开关的脉冲型催化剂出口控制阀206。

位于离心机107底部，用于回用到反应釜101的催化剂，可以在积累一定量后，通过催化剂出口控制阀206进入管道混合器110。催化剂积累需要一定时间，同时为了防止推动物质(例如氢气或原料液)通过催化剂出口109进入离心机107，催化剂出口控制阀206的工作方式，可以设置为脉冲型，能够定时开关。

连续加氢反应装置还可以包括清液中转槽113，清液中转槽113包括清液中转槽进口111和清液中转槽出口112。清液中转槽进口111连接于离心机107的清液出口108，清液中转槽出口112用于连接至精分工段。得益于离心机107对还原料液中催化剂的初步分离，后续的精分工段将比较简单。清液中转槽113还可以包括搅拌轴120和安装到搅拌轴120的搅拌叶片117。搅拌轴120可由电机M提供动力。可以在清液中转槽出口112处设置清液出口阀210。

反应釜101、离心机107和清液中转槽113的顶部可以分别设置有气相平衡口114，气相平衡口114可以通过气相平衡管道彼此连通。气相平衡口114上可以设置气相平衡阀202，气相平衡阀202可以处于常开状态，确保反应釜101、离心机107和清液中转槽113压力均衡，使得加氢反应装置中的料液、催化剂、氢气等能够正常移动。反应釜中的压力可以设置为例如2.5MPa。

可以理解，各阀门部位、离心机转轴部位等需要密封位置处的密封圈的材质可以包括例如氟素橡胶、氢化丁氰橡胶、丙烯酸脂橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、氟硅橡胶等耐腐蚀材质。

可以理解，各管道可以设置测量仪器(例如测量还原料液出口104溢流出的还原料液参数，根据原料液与还原料液的混合状况判断是否需要切断相应阀门)，与例如还原料液出切断阀204等自动控制阀、控制系统配合，实现自动控制，减少人力成本。测量仪器与料液接触部分可采用耐腐蚀材质。

整套系统中所使用的管道可以采用316L不锈钢、钛、不锈钢(或碳钢)衬塑或其它耐腐蚀材料。

本申请将加氢反应单元和催化剂分离单元有机结合，实现了加氢反应过程中，催化剂连续分离、连续回用，加氢反应连续的技术效果，易于实现催化剂的回收再利用以及连续化生产。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本申请。本领域技术人员可以在本申请的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本申请的范围。

Claims (10)

1.一种催化剂回用型连续加氢反应装置，其特征在于，所述反应装置包括：

反应釜，所述反应釜包括原料进口、催化剂进口、还原料液出口以及催化剂回用口，所述反应釜用于在催化剂的催化作用下使用氢气将原料液还原成还原料液；以及

离心机，所述离心机包括还原料液进口、清液出口以及催化剂出口，所述催化剂出口与所述催化剂回用口连接，所述还原料液进口与所述还原料液出口连接，用于将所述反应釜中的还原料液和催化剂供给到所述离心机，所述离心机被构造成用于使所述还原料液和所述催化剂的至少一部分分离，所述还原料液和一部分催化剂通过所述清液出口流出所述离心机，另一部分催化剂从所述催化剂出口和所述催化剂回用口回到所述反应釜中。

2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，

所述反应釜设置有搅拌轴，所述搅拌轴为空心轴，

所述搅拌轴的上部设置有氢气吸口，所述氢气吸口位于所述反应釜的内部，

所述搅拌轴的中部设置有氢气分散盘，

所述搅拌轴工作时，所述氢气分散盘的气体出口附近能够形成负压，从而从所述氢气吸口吸入氢气，从所述氢气分散盘扩散出氢气与所述反应釜中原料液反应。

3.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于，所述氢气分散盘包括下述结构的一种：

a盘，所述盘为中空结构，与所述搅拌轴中的气体通道连通，所述盘上设置有多个开口；以及

b多根管道，所述多根管道围绕所述搅拌轴辐射状地设置，与所述搅拌轴中的气体通道连通。

4.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于，

所述反应釜还包括安装到所述搅拌轴的搅拌叶片，所述氢气分散盘位于所述搅拌叶片的上方，能够通过所述搅拌叶片的搅拌动作和/或所述氢气分散盘的旋转，在所述氢气分散盘附近形成负压。

5.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述反应装置还包括管道混合器，

所述管道混合器包括两个进口，其中一个进口连接所述离心机的所述催化剂出口，另一个进口用于向所述管道混合器供入氢气，

所述管道混合器还包括一个出口，所述出口连接所述反应釜的所述催化剂回用口。

6.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述反应装置还包括管道混合器，

所述管道混合器包括两个进口，其中一个进口连接所述离心机的所述催化剂出口，另一个进口用于向所述管道混合器供入原料液，

所述管道混合器还包括一个出口，所述出口连接所述反应釜的所述催化剂回用口，

所述反应釜上设置有氢气通入口，并且/或者，所述原料进口还用作氢气通入口，用于向所述反应釜中供入原料液和氢气。

7.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述反应装置还包括清液中转槽，

所述清液中转槽包括清液中转槽进口和清液中转槽出口，所述清液中转槽进口连接于所述离心机的所述清液出口，所述清液中转槽出口用于连接至精分工段，

所述清液中转槽包括搅拌轴和安装到所述搅拌轴的搅拌叶片。

8.根据权利要求7所述的反应装置，其特征在于，所述反应釜、所述离心机和所述清液中转槽的顶部分别设置有气相平衡口，所述气相平衡口彼此连通。

9.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述离心机的转速为2000至10000转/分。

10.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述催化剂出口处设置有能够定时开关的脉冲型催化剂出口控制阀。

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