CN217568764U - 一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，包括管式反应器以及设置在管式反应器外侧的管式反应器加热炉，所述管式反应器内部竖直设置有套管，套管内部设置有测温装置，套管上端穿过管式反应器上端的上法兰，套管下端焊接密封。本实用新型能够进行管式反应器内、外温度监测，反应器温度分段控制及反应器内吸热、放热反应床层研究，可实现反应器内温度精准控制，抑制过度反应，提高反应有效转化率，降低副产物的效果。
Description
技术领域
本实用新型属于管式反应器技术领域，具体涉及一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置。
背景技术
重劣质油加氢轻质化代表性工艺如浆态床加氢工艺、沸腾床加氢工艺、固定床加氢工艺等，为实现重劣质油的高效转化，通常均采用了高温高压的设计指标以及以管式结构为代表的主体反应器结构，而作为原料的重劣质油通常具有非常大的结焦倾向，即较高的胶质沥青质含量以及残炭值，这就给相应的反应工艺系统带来了较大的安全风险以及不稳定因素。对于典型的重劣质油轻质化转化反应，其构成复杂，裂化、临氢裂化、加氢反应等都具有非常明显的热效应，结焦阶段的热效应与加氢状态下的热效应具有非常明显的差别，稳定反应阶段由于加氢深度的不同亦会造成吸放热的差别，因此，研究反应器内部真实反应状态，优化反应器床层温度分布，成为控制重劣质油转化效果的有效方法。
目前研究管式加氢反应器内吸热、放热反应研究的装置主要为实验室和中试装置，实验室和中试装置管式反应器采用外壁电加热的方式分段控制反应温度，反应器内部温度一致性较高，不能判断反应器内部真实的吸热和放热反应区域的分布情况，无法实现反应分区控制，导致反应器内结焦问题严重，液体收率较低，催化剂效率低下等问题。
发明内容
为了克服以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，能够进行管式反应器内、外温度监测，反应器温度分段控制及反应器内吸热、放热反应床层研究，可实现反应器内温度精准控制，抑制过度反应，提高反应有效转化率，降低副产物的效果。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，包括管式反应器2以及设置在管式反应器2外侧的管式反应器加热炉1，所述管式反应器2内部竖直设置有套管9，套管9内部设置有测温装置4，套管9上端穿过管式反应器2上端的上法兰12，套管9下端焊接密封。
所述管式反应器加热炉1包括数组并联的加热炉瓦5，每组加热炉瓦5由2个半圆形的双层壳体结构组成，壳体外层为金属外壳包裹的耐火保温材料7，内层为镶嵌电阻丝的绝缘耐火材料，中间使用铰链6连接，每个半圆壳体安装1个温度检测装置3。
所述测温装置4由套管9内数个并联的内部热电偶8组成，每个热电偶的位置处于每组加热炉瓦5的垂直和水平位置中心。
所述温度检测装置3位于每组加热炉瓦5的垂直位置中心，与内部热电偶8处于同一水平位置。
所述每组加热炉瓦5的温度均由反应器温度控制系统10单独控制，且在加热炉瓦5上单独安装加热炉瓦负荷测量装置11。
每个加热炉瓦5并联垂直安装，加热炉瓦5电阻丝镶嵌在加热炉瓦模具里，呈现“s“型缠绕形状。
所述的反应器温度控制系统10可直接设定控制温度，应器温度控制系统10通过温度检测装置3测量的温度调节加热负荷，用于反应器外壁的加热，再通过测温装置4测量的温度修正加热负荷。
所述管式反应器2与套管9通过法兰焊接，所述的套管9为安装在反应器内部的耐高温、高压的管道。
所述管道外部等距离安装2个耐高温金属支架，金属支架与管式反应器2内壁接触，将管道固定在管式反应器2内部。
本实用新型的有益效果：
通过控制各个加热炉瓦的功率，维持反应器内部温度达到要求的均一温度，根据反应器内部温度，各加热炉瓦自动调节功率以补偿反应器维持温度不变，使用加热炉瓦负荷测量装置累计每个加热炉瓦的实际功率，研究反应器内各反应床层的吸热、放热反应情况，可避免反应器发生超温或反应不充分的问题，根据研究结论指导生产装置合理调控温度，科学安装反应器冷却系统，抑制过度反应，提高反应整体转化率。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型的管式反应器的结构示意图和加热炉瓦俯视示意图。
图中：反应器加热炉为1；管式反应器为2；测温装置为3；测温装置为4；加热炉瓦为5；铰链为6；耐火保温材料为7；内部热电偶为8；套管为9；温度控制装置为10；加热炉瓦负荷测量装置为11；上法兰为12。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1、图2所示：一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，管式反应器加热炉1由数组并联的加热炉瓦5组成，每组加热炉瓦5由2个半圆形的双层壳体结构组成，壳体外层为金属外壳包裹的耐火保温材料7，内层为镶嵌电阻丝的绝缘耐火材料，中间使用铰链6链接。每个半圆壳体安装1个温度检测装置3，
套管9与管式反应器2法兰焊接而成，内部测温装置4插入套管9中以测量反应器内部温度。
所述的套管9为安装在管式反应器2内部的耐高温、高压的管道，管道的上端穿过反应器2上法兰并与上法兰12密闭焊接，下端为焊接密封。管道外部等距离安装2个耐高温金属支架，金属支架与反应器2内壁接触，将管道固定在反应器内部。
所述的反应器内部测温装置4由数个并联的热电偶组成，每个热电偶8的位置处于每组加热炉瓦5的垂直和水平位置中心。
所述的反应器外壁测温装置3位于每组加热炉瓦5的垂直位置中心，与内部测温装置4热电偶处于同一水平位置。
所述的反应器温度控制系统10由每组加热炉瓦5的温度控制装置10组成，通过设定每组加热炉瓦5的温度，监测反应器内部热电偶温度来控制反应器内部所需要的反应温度。
所述的加热炉瓦负荷测量装置11为每组加热炉瓦5的耗电功率累计装置。
根据需要定制每个加热炉瓦的尺寸，实现反应器各段反应床层温度精准补偿控制。
反应器外壁测温装置将温度信号转化为温度信号反馈到温度控制系统10，通过分析对比相同垂直位置的反应器内部测温装置4热电偶温度，自动调整加热功率、对反应器外壁进行温度补偿，实现反应温度自动控制。
实时观察、调整反应器2内物料反应温度，有利于提高反应转化率。
每个加热炉瓦5的功率，通过反应器内部测温装置4来研究各个反应床层的温度变化，可实现每个床层吸热反应和放热反应强度的判断。
通过控制各个加热炉瓦的功率，维持反应器内部温度达到要求的均一温度，根据反应器内部温度，各加热炉瓦自动调节功率以补偿反应器维持温度不变，使用加热炉瓦负荷测量装置11累计每个加热炉瓦5的实际功率，研究反应器内各反应床层的吸热、放热反应情况。根据研究结论指导生产装置合理调控温度，抑制过度反应，提高反应整体转化率。
该反应器加热炉1由数个可定制尺寸的加热炉瓦5组成，每个加热炉瓦5并联垂直安装，可实现单独维修或更换。加热炉瓦5电阻丝镶嵌在加热炉瓦模具里，呈现“s“型缠绕形状，电阻丝表面使用导热绝缘的耐火材料包裹，工作过程与反应器2隔离，不接触设备，实现高温加热时安全可靠操作。
反应器内部测温装置4直接插入套管9中，可实现直接测量反应物料温度。加热炉瓦5安装2个外壁温度检测装置3，一个用于加热炉瓦5温度控制，另一个用于反应器2外壁温度联锁保护，且这两个温度检测装置与内部测温装置4的每一个热电偶处于同一水平位置。
本实用新型的工作原理：
根据需要定制每个加热炉瓦的尺寸，实现反应器各段反应床层温度精准补偿控制。反应器外壁测温装置3将温度信号转化为温度信号反馈到温度控制系统10，通过分析对比相同垂直位置的反应器内部测温装置4热电偶温度，自动调整加热功率、对反应器外壁进行温度补偿，实现反应温度自动控制。反应器内部测温装置4可以实时观察、调整反应器2内物料反应温度，有利于提高反应转化率。固定每个加热炉瓦5的功率，通过反应器内部测温装置4来研究各个反应床层的温度变化，可实现每个床层吸热反应和放热反应强度的判断。通过控制各个加热炉瓦的功率，维持反应器内部温度达到要求的均一温度，根据反应器内部温度，各加热炉瓦自动调节功率以补偿反应器维持温度不变，使用加热炉瓦负荷测量装置11累计每个加热炉瓦5的实际功率，研究反应器内各反应床层的吸热、放热反应情况。根据研究结论指导生产装置合理调控温度，抑制过度反应，提高反应整体转化率。
Claims (8)
1.一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，其特征在于，包括管式反应器(2)以及设置在管式反应器(2)外侧的管式反应器加热炉(1)，所述管式反应器(2)内部竖直设置有套管(9)，套管(9)内部设置有测温装置(4)，套管(9)上端穿过管式反应器(2)上端的上法兰(12)，套管(9)下端焊接密封。
2.根据权利要求1所述的一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，其特征在于，所述管式反应器加热炉(1)包括数组并联的加热炉瓦(5)，每组加热炉瓦(5)由2个半圆形的双层壳体结构组成，壳体外层为金属外壳包裹的耐火保温材料(7)，内层为镶嵌电阻丝的绝缘耐火材料，中间使用铰链(6)连接，每个半圆壳体安装1个温度检测装置(3)。
3.根据权利要求2所述的一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，其特征在于，所述测温装置(4)由套管(9)内数个并联的内部热电偶(8)组成，每个热电偶(8)的位置处于每组加热炉瓦(5)的垂直和水平位置中心。
4.根据权利要求2所述的一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，其特征在于，所述温度检测装置(3)位于每组加热炉瓦(5)的垂直位置中心，与内部热电偶(8)处于同一水平位置。
5.根据权利要求2所述的一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，其特征在于，所述加热炉瓦(5)的温度均由反应器温度控制系统(10)单独控制，且在加热炉瓦(5)上单独安装加热炉瓦负荷测量装置(11)。
6.根据权利要求2所述的一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，其特征在于，每个加热炉瓦(5)并联垂直安装，加热炉瓦(5)电阻丝镶嵌在加热炉瓦模具里，呈现“s“型缠绕形状。
7.根据权利要求1所述的一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，其特征在于，所述管式反应器(2)与套管(9)通过法兰焊接，所述的套管(9)为安装在反应器内部的耐高温、高压的管道。
8.根据权利要求7所述的一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置，其特征在于，所述管道外部等距离安装2个耐高温金属支架，金属支架与管式反应器(2)内壁接触，将管道固定在管式反应器(2)内部。
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| CN202221812122.7U CN217568764U (zh) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | 一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置 |
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| CN202221812122.7U CN217568764U (zh) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | 一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置 |
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| CN217568764U true CN217568764U (zh) | 2022-10-14 |
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| CN202221812122.7U Active CN217568764U (zh) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | 一种用于管式反应器内吸热放热反应研究的装置 |
Country Status (1)
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- 2022-07-14 CN CN202221812122.7U patent/CN217568764U/zh active Active
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