一种径向移动床反应器

技术领域

本发明属于石油化工领域，具体地，涉及一种径向移动床反应器。

背景技术

移动床技术是炼油化工领域的重要加工手段，是生产高品质油品和化工产品的重要工艺技术，其核心设备是径向移动床反应器。径向移动床反应器是指催化剂在反应器内部依靠自身重力自上而下通过由外网和内网所形成的环形空间，介质自外网径向向反应器中心方向流动，通过催化剂床层反应后，反应产物通过内网与催化剂进行分离，以上结构形式称为向心结构反应器，典型向心结构反应器如图1所示，其由反应器壳体、内网、外网、催化剂输送管、上部反应物入口和下部产物出口等组成，其中反应物入口设在反应器壳体上部，产物出口设在反应器壳体下部，反应介质从上部反应物入口进入反应器内部，从反应器壳体与外网组成的环形空间，向反应器中心流动，通过催化剂床层反应后，通过内网并从内网内部向下流动通过下部的产物出口引出反应器。

由于移动床技术的不断发展，例如丙烷脱氢技术等，迫切需要一种与上述现有技术反应介质流向相反的反应器，使得反应介质能够快速进入反应器并通过催化剂床层反应，并且能使介质在催化剂床层分配更均匀，同时避免催化剂床层由于反应气流的影响出现流态化以及避免昂贵的催化剂被反应介质带出，为满足上述需求，本发明提出了一种新型的径向移动床反应器。

发明内容

本发明的目的是提供一种径向移动床反应器，以克服现有技术催化剂床层由于反应气流的影响出现流态化以及避免昂贵的催化剂被反应介质带出等缺点。

本发明提供一种径向移动床反应器，包括反应器壳体、内网、外网、催化剂输送管、反应物入口、产物出口、催化剂入口和催化剂出口，内网和外网设置在反应器壳体内部，其特征在于：该径向移动床反应器还包括密封盖板，密封盖板为圆环形板，水平设置在外网顶端和内网顶端之间，外网位于内网外, 外网上端悬挂于反应器上部，外网底端设置内网底座，内网底座为斜锥形，其外缘为其最低点，内网底座外缘与外网连接，内网底座内缘支撑内网，内网与外网之间构成环形空间，该环形空间为催化剂装填空间，所述反应物入口位于反应器壳体下部或底部，产物出口位于反应器外网顶端以下的催化剂床层侧面处，催化剂入口位于反应器壳体上部或顶部，催化剂出口位于反应器壳体下部或底部，反应物入口连通内网，外网和反应器壳体之间形成的空间为产物流积聚空间，产物出口连通产物流积聚空间，催化剂入口通过催化剂输送管与催化剂装填空间连通，催化剂出口连通催化剂装填空间底部。

本发明进一步技术特征在于：所述密封盖板以上的反应器上部空间还设置有吹扫气入口。

本发明进一步技术特征在于：所述外网上端通过外网支座悬挂于反应器上部，外网支座为环形。

本发明进一步技术特征在于：所述内网下部还设置有导流组件，反应物入口通过导流组件连通内网，优选地，导流组件上段为锥形圆筒，下段为与其相连接的圆筒或膨胀节。

本发明进一步技术特征在于：所述径向移动床反应器还包括导流锥筒，导流锥筒设置在内网内部，导流锥筒上端固定于内网上部，锥体朝下；所述导流锥筒可为实心，也可为空心，导流锥筒上端大，下端小，外形为一倒锥形，其顶端外缘距内网距离为50～400mm。

本发明进一步技术特征在于：所述密封盖板分块设置，即密封盖板为多块板组合而成的圆环形板，优选为2到16块板组合而成的圆环形板，阻隔反应介质向盖板以上反应器空间流动。

本发明进一步技术特征在于：优选地，产物出口可为一个，也可为二个以上。

本发明进一步技术特征在于：所述内网由内网V型丝和倾斜支持圈组成，内网V型丝长度方向与反应器轴线平行；倾斜支持圈与内网V型丝长度方向呈一定夹角，优选夹角a值0゜～45゜，V型丝即横截面为三角形的三角形截面丝。

本发明进一步技术特征在于：所述外网由外网V型丝和环形支持圈组成，外网V型丝长度方向与反应器轴向平行，环形支持圈与外网V型丝垂直。

本发明所述一种径向移动床反应器，可用于炼油化工领域，以进行流体原料与固体催化剂(或固体吸附剂)的作用过程，例如可以包括低碳烃脱氢反应、异构化反应、重整反应、气体脱硫、液相吸附中的至少一种，具体地，可以使固体催化剂等固体物料连续进入催化反应区，并沿轴向向下移动，使反应物料从该反应器下部或底部进入反应器并沿径向流过催化反应区，与固体催化剂进行错流接触反应。

本发明所述一种径向移动床反应器，其与现有技术相比的优点是：

1）本发明采用反应物从反应器下部或底部进入，径向通过催化剂床层发生反应后的反应产物从反应器中部流出，可以缩短出口与下游加热炉之间的管道长度，降低投资，另外这种设置可以优选在上部空间通入平衡气，加强克服催化剂流态化的倾向；

2）本发明采用外网上端悬挂于反应器上部，外网底端设置内网底座，内网底座为斜锥形，其外缘为其最低点与外网连接，内缘支撑内网，使外网呈受拉状态而非受压状态，不会由于受压而失稳；

3）本发明内网的支持圈优选设置倾斜支持圈时，反应可在满足反应介质（即反应物）离心流动的同时，通过内网设置的倾斜支持圈，改变反应介质流向使其有斜向下流动的趋势，从而克服催化剂的流态化倾向，由于流态化倾向被克服，进一步减少了催化剂的磨损；

4）本发明内网内优选设置导流锥体时，使得内网内部空间上小下大，使得进入内网内部的反应介质能够快速进入催化剂床层，满足了如丙烷脱氢等工艺装置高流速的需求；

5）本发明反应器上部区域优选设置吹扫气入口时，吹扫气入口可持续吹扫上部区域，可起到防止催化剂向上部空间跑出的作用；

6）本发明可提升装置的处理能力和长周期运行的能力。

下面用附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，但并不限制本发明的范围。

附图说明

图1为现有技术一种径向移动床反应器主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明一种径向移动床反应器主视图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明一种径向移动床反应器的内网主视图；

图6为图5内网俯视图；

图7为本发明一种径向移动床反应器的外网主视图；

图8为图7外网俯视图。

图中所示附图标记是：

1-内网， 2-外网，3-催化剂装填空间，4-催化剂入口，5-催化剂输送管，6-催化剂出口，7-上部反应物入口，8-下部产物出口，9-反应器壳体，11-反应物入口，12-产物出口，13-吹扫气入口，14-密封盖板,15-外网支座，16-内网底座，17-导流组件，18-导流锥筒，19-内网V型丝，20-倾斜支持圈，21-外网V型丝，22-环形支持圈。

具体实施方式

如图1和图2所示，是工业上常用的径向移动床反应器，其由反应器壳体9、内网1、外网2、催化剂输送管5、上部反应物入口7和下部产物出口8等组成，其中上部反应物入口7设在反应器壳体9上部或顶部，下部产物出口8设在反应器壳体9下部或底部，反应介质从上部反应物入口7进入反应器内部，从反应器壳体9与外网2组成的环形空间，向反应器中心流动，通过催化剂床层反应后，从内网内部向下流动通过下部产物出口8引出反应器。

如图3-图8所示，本发明一种径向移动床反应器，包括反应器壳体9、内网1、外网2、催化剂输送管5、反应物入口11、产物出口12、催化剂入口4和催化剂出口6，所述内网1和外网2设置在反应器壳体9内部，内网1、外网2和反应器壳体9同轴设置，所述径向移动床反应器还包括密封盖板14，密封盖板14为圆环形板，水平设置在外网2顶端和内网1顶端之间，外网2位于内网1外, 外网2上端悬挂于反应器上部，外网2底端设置内网底座16，内网底座16为斜锥形，其外缘为其最低点与外网2连接，内缘支撑内网1，内网1与外网2之间构成环形空间，该环形空间为催化剂装填空间3，所述反应物入口11位于反应器壳体9下部或底部，产物出口12位于反应器外网2顶端以下的催化剂床层侧面处，催化剂入口4位于反应器壳体9上部或顶部，催化剂出口6位于反应器壳体9下部或底部，反应物入口11连通内网1，外网2和反应器壳体9之间形成的空间为产物流积聚空间，产物出口12连通产物流积聚空间，催化剂入口4通过催化剂输送管5与催化剂装填空间3连通，催化剂出口6连通催化剂装填空间3的底部。

所述外网支座15为环形，悬挂外网2的同时起到阻隔反应后介质向外网支座15以上反应器空间扩散的作用。内网下部优选设置导流组件17，导流组件17连接反应物入口11，以使反应介质进入内网1内部。

所述内网与外网顶端设置的密封盖板可分块环形连接，即密封盖板14为多块板组合而成的圆环形板，优选为2到16块板组合而成的圆环形板，密封盖板14的作用是阻隔反应介质向反应器上部空间扩散。内网1与外网2构成环形空间，该空间装填催化剂，反应器壳体9位于最外层封闭整个系统，催化剂依靠自身重力自上而下通过内网1与外网2组成的环形空间。所述密封盖板的内缘与内网1连接，密封盖板的外缘与外网2连接。

本发明所述的连接可以用焊接或螺栓连接。

如图3所示，该径向移动床反应器还包括导流锥筒18，导流锥筒18设置在内网1内部，导流锥筒18上端固定于内网1上部，导流锥筒18与内网1同轴设置，导流锥筒18锥体朝下，导流锥筒18是封闭筒体；所述密封盖板以上的反应器上部空间还设置有吹扫气入口。

所述外网2上端通过外网支座15悬挂于反应器上部，外网支座15为环形。

所述内网1下部还设置有导流组件17，反应物入口11通过导流组件连通内网，优选地，导流组件17上段为锥形圆筒，下段为与其相连接的圆筒或膨胀节。

所述内网2由内网V型丝19和倾斜支持圈20（优选焊接）组成，内网V型丝19的长度方向与反应器轴线平行；倾斜支持圈20与内网V型丝19的长度方向呈一定夹角，优选夹角a值0゜～45゜，本发明所述V型丝即横截面为三角形的三角形截面丝。

所述外网2由外网V型丝21和环形支持圈22（优选焊接）组成，外网V型丝长度方向与反应器轴向平行，环形支持圈22与外网V型丝21垂直。

所述内网1下部支撑于外网2底部设置的斜锥形内网底座16上，从而与外网2连为一体，内外网体系通过外网支座15悬挂于反应器上部。

如图3所示，本发明一种径向移动床反应器的简单工作过程是：催化剂由催化剂入口4经催化剂输送管5进入催化剂装填空间3，并沿轴向向下移动，催化反应介质从反应器下部的反应物入口11通过导流组件7进入内网1内部，通过内网1的倾斜支持圈20导流后，向反应器四周流动，径向穿过装有催化剂的环形催化剂装填空间3并与催化剂错流接触反应，反应产物通过外网隔离催化剂后由位于催化剂床层侧面的产物出口12流出反应器，密封盖板14以上的反应器上部空间设置吹扫气入口13，通入吹扫气持续吹扫反应器顶部区域，吹扫气的压力通常略高于反应介质压力，起到压力平衡，防止催化剂向密封盖板以上空间跑出。