專利名稱：一種固定流化床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油加工領(lǐng)域中用于催化裂化催化劑性能評定及原料油性 質(zhì)分析的一種固定瀵化床反應(yīng)器。
技術(shù)背景催化WIS是石油加工的主要過程；催化裂化催化劑對產(chǎn)品收率、裝置的平 穩(wěn)操作以及環(huán)境保護(hù)等方面起著重要作用，正確選擇催化劑將會給企業(yè)帶來巨 大的經(jīng)濟(jì)效益。目前，各種催化裂化催化劑大量研發(fā)，以滿足各種原料、各種 產(chǎn)品方案的要求。而對催化劑的開發(fā)、評價，或者對原料油的評價，都需要固 定流化床評定裝置；其中，固定流化床反應(yīng)器是評定裝置的核心設(shè)備。常用的固定流化床反應(yīng)器有多種形式。洛陽石油化工工程公司設(shè)計(jì)的固定 流化床反應(yīng)器，設(shè)有一個殼體；在殼體內(nèi)，上部為直徑較大的圓柱形的沉降段， 下部為直徑較小的圓柱形的反應(yīng)段。殼體的頂部設(shè)有法蘭、法蘭蓋，法蘭蓋上 設(shè)有原料油與蒸汽進(jìn)入管、催化劑加料管、熱電偶套管、成組設(shè)置的反應(yīng)油氣 導(dǎo)出管和過濾器；在位于反應(yīng)段底部的殼體上設(shè)有催化劑卸劑口。這種反應(yīng)器 結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，在目前的試驗(yàn)中承擔(dān)著重要作用。存在的缺點(diǎn)是，對于 微小的催化劑量來說(催化劑量在10 50克)，能夠均勻流化。然而，在催化劑 量大于100克的情況下，由于反應(yīng)油氣體積不斷增大，反應(yīng)段上部的流化線速 較高，大量催化劑被氣體夾帶到沉降段上部的過濾器上，因而會影響催化劑的 燒焦和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性(試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性較差)，影響試驗(yàn)結(jié)果，不利于原 料油和催化劑的評價。另外一種常用的固定流化床反應(yīng)器，與上述反應(yīng)器的主 要不同之處是反應(yīng)器殼體內(nèi)，上部為圓柱形的沉降段，下部為倒圓錐形的反 應(yīng)段。在位于反應(yīng)段底部的殼體上不設(shè)置催化劑卸劑口；在催化裂化反應(yīng)、催 化劑汽提與燒焦過程結(jié)束后，由反應(yīng)油氣導(dǎo)出管、過濾器通入壓縮空氣，將催 化劑經(jīng)原料油與蒸汽進(jìn)入管由反應(yīng)器吹出。采用這種吹出方式，很難將催化劑 完全吹掃干凈，也會影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性，使之較差。上述兩種固定流化床 反應(yīng)器，原料油與水蒸汽一起通過一根原料油與蒸汽進(jìn)入管進(jìn)入反應(yīng)段。由于 原料油與蒸汽進(jìn)入管穿過整個沉降段和反應(yīng)段，管中的原料油被沉降段和反應(yīng) 段中的介質(zhì)加熱，使其溫度不易準(zhǔn)確控制，往往高于試驗(yàn)要求的溫度；這也會 嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的攝的是餳供一種國定流化床反應(yīng)器，以解決現(xiàn)有的固定流化 床反應(yīng)器存在的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性較差、原料油溫度不易準(zhǔn)確控制的問題。為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種固定流化床反應(yīng)器， 設(shè)有殼體，在殼體內(nèi)，上部為圓柱形的沉降段，下部為倒圓錐形的反應(yīng)段，殼 體的頂部設(shè)有法蘭、法蘭蓋，法蘭蓋上設(shè)有原料油與蒸汽進(jìn)入管、催化劑加料 管、熱電偶套管、成組設(shè)置的反應(yīng)油氣導(dǎo)出管和過濾器，其特征在于所述的 原料油與蒸汽進(jìn)入管由進(jìn)油管和環(huán)繞進(jìn)油管的外壁設(shè)置的外套管組成，進(jìn)油管 與外套管之間構(gòu)成環(huán)形的蒸汽進(jìn)汽通道，進(jìn)油管和外套管的底部設(shè)有霧化噴嘴， 外套管的上部設(shè)有進(jìn)汽管，在反應(yīng)段內(nèi)沿軸向至少設(shè)置2層隔柵板，所述的反 應(yīng)油氣導(dǎo)出管和過濾器至少設(shè)置3組，在位于反應(yīng)段底部的殼體上設(shè)有柱塞閥 和催化劑卸出管，柱塞閥的閥體空腔與反應(yīng)段的底部相連通，催化劑卸出管與 閥體空腔相連通。采用本實(shí)用新型，具有如下的有益效果(l)本實(shí)用新型設(shè)有所述的柱塞閥 和催化劑卸出管，可在催化裂化反應(yīng)、催化劑汽提與燒焦過程結(jié)束后，將反應(yīng) 器內(nèi)的催化劑完全、干凈地卸出。反應(yīng)段內(nèi)沿軸向至少設(shè)置2層隔柵板，可以 防止大氣泡的形成，或?qū)⒋髿馀萜扑?，改善催化劑的流化狀態(tài)，使催化劑流化 均勻，揚(yáng)析、夾帶減少；反應(yīng)段為倒圓錐形，可以減小反應(yīng)段上部的流化線速； 這都有利于避免大量催化劑揚(yáng)析或被氣體夾帶到沉降段上部的過濾器上。由于 以上原因，本實(shí)用新型可保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性較好；(2)環(huán)繞進(jìn)油管的外壁設(shè) 置有外套管，水蒸汽在進(jìn)油管與外套管之間的環(huán)形蒸汽進(jìn)汽通道內(nèi)流動。由于 該處水蒸汽的隔熱作用，進(jìn)油管內(nèi)的原料油不會被沉降段和反應(yīng)段中的介質(zhì)加 熱，因而能夠準(zhǔn)確地控制其溫度，不高于試驗(yàn)要求的溫度；(3)進(jìn)油管和外套管 的底部設(shè)有霧化噴嘴，可使原料油充分霧化，增大原料油與催化劑的接觸面積， 使反應(yīng)完全、減少結(jié)焦。因而，能夠拓寬反應(yīng)器的調(diào)節(jié)范圍，使反應(yīng)器能夠適 應(yīng)各種催化裂化催化劑和原料油的評價；(4)現(xiàn)有的固定流化床反應(yīng)器通常是設(shè) 置1 2組反應(yīng)油氣導(dǎo)出管和過濾器，缺點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)前后的壓力變化較大。 本實(shí)用新型在法蘭蓋上至少設(shè)置3組反應(yīng)油氣導(dǎo)出管和過濾器(通常是設(shè)置3 5組)，可將反應(yīng)油氣均勻、快速地導(dǎo)出，整個反應(yīng)器不憋壓，消除了壓力變化 對反應(yīng)的影響?？傊?，本實(shí)用新型的園定流化床反應(yīng)器，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性好，原料油溫 度控制準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)、操作范圍寬，能夠適應(yīng)目前催化裂化領(lǐng)域高溫、大劑油比、 多產(chǎn)氣體的反應(yīng)要求。下面緒含附圖和具體實(shí)鐮方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖和具體實(shí)施方式
并不限制本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。

圖1為本實(shí)用新型的國定流化床反應(yīng)器沿軸向的剖視圖。
具體實(shí)施方式
參見圖l，本實(shí)用新型的圃定流化床反應(yīng)器(簡稱為反應(yīng)器)設(shè)有殼體l;在 殼體1內(nèi)，上部為圓柱形的沉降段15,下部為倒畫錐形的反應(yīng)段16。倒圓錐形 的反應(yīng)段16的錐角角度a—般為15 30度，參見圖1。殼體1的外部為圓柱形， 易于加工，并可使反應(yīng)器的蓄熱性能較好。殼體1的頂部設(shè)有法蘭2、法蘭蓋5， 法蘭蓋5上設(shè)有原料油與蒸汽進(jìn)入管、催化劑加料管4、熱電偶套管3、成組設(shè) 置的反應(yīng)油氣導(dǎo)出管8和過濾器9。其中，熱電偶套管3伸入至反應(yīng)器操作時在 反應(yīng)段16內(nèi)所形成的催化劑密相床層的位置。過濾器9設(shè)于反應(yīng)油氣導(dǎo)出管8 的下方，兩者相互連通；過濾器9的材料通常是徼孔陶瓷或粉未冶金。所述的原料油與蒸汽進(jìn)入管由進(jìn)油管6和環(huán)繞進(jìn)油管6的外壁設(shè)置的外套 管7組成。進(jìn)油管6和外套管7 —般同軸設(shè)置，并且它們與反應(yīng)器的殼體1一 般也是同軸設(shè)置。進(jìn)油管6與外套管7之間構(gòu)成環(huán)形的蒸汽進(jìn)汽通道17。進(jìn)油 管6和外套管7的底部設(shè)有霧化噴嘴ll;霧化噴嘴11可以采用現(xiàn)有各種常用的 結(jié)構(gòu)。參見圖1，霧化噴嘴11的噴口通常是接近于反應(yīng)段16的底部。進(jìn)油管6 的頂部為供原料油進(jìn)入的入口；外套管7的上部設(shè)有進(jìn)汽管14，與蒸汽進(jìn)汽通 道17連通，供水蒸汽進(jìn)入。在反應(yīng)段16內(nèi)沿軸向至少設(shè)置2層隔柵板10, —般是設(shè)置2 5層，均水 平設(shè)置。圖1所示，設(shè)置的是2層。其中，最下面的一層隔柵板10設(shè)置在反應(yīng) 段16的下部、霧化噴嘴11噴口的上方，其余各層設(shè)置在反應(yīng)段16的中、上部。 隔柵板10通常是一塊開孔的圓形金屬板，開孔可以是沿圓形金屬板的徑向均勻 開設(shè)的長條孔，或是在圃形金屬板上均勻開設(shè)的圓形孔。所述的反應(yīng)油氣導(dǎo)出管8和過濾器9至少設(shè)置3組，通常是設(shè)置3 5組。 圖1中僅繪出1組。在位于反應(yīng)段16底部的殼體1上設(shè)有柱塞閎13和催化劑卸出管12。柱塞 閥13可采用現(xiàn)有絡(luò)構(gòu)的柱塞閥；如圖1所示，它主要由柱塞131、閥桿132、 閥體空腔133、密封件134、壓蓋135組成。柱塞閥13的閥體空腔133與反應(yīng) 段16的底都相連通，催化劑卸出管12與閥體空腔133相連通。下面結(jié)合圖1說明本實(shí)用新型的具體操作過程。將經(jīng)過稱重的催化裂化催 化劑通過催化劑加料管4送入反應(yīng)段16內(nèi)。原料油預(yù)熱后由進(jìn)油管6的頂部入 口進(jìn)入進(jìn)油管6并向下流動，水蒸汽由進(jìn)汽管14進(jìn)入環(huán)形的蒸汽進(jìn)汽通道17 后也向下流動。上述的原料油與水蒸汽在進(jìn)油管6和外套管7底部的霧化噴嘴11處混合后噴出，與反應(yīng)段16內(nèi)的催化劑接蝕進(jìn)行催化裂化反應(yīng)。反應(yīng)生成油 氣夾帶部分催化劑向上進(jìn)入沉降段15，催化劑在其中自由沉降分離。之后，反 應(yīng)生成油氣經(jīng)過濾器9過濾后，由反應(yīng)油氣導(dǎo)出管8排出反應(yīng)器。在上述的反 應(yīng)過程中，霧化原料油、水蒸汽和反應(yīng)生成油氣作為流化介質(zhì)使反應(yīng)段16內(nèi)的 催化劑充分流化，形成催化劑密相床層。熱電偶套管3內(nèi)插入熱電偶，用來準(zhǔn) 確測量催化裂化的反應(yīng)溫度。柱塞閥13處于關(guān)閉位置，如圖1所示。催化裂化反應(yīng)結(jié)束后，停止進(jìn)原料油，繼續(xù)通入水蒸汽。水蒸汽由霧化噴 嘴11噴出，對反應(yīng)段16內(nèi)的催化劑進(jìn)行汽提，置換出催化劑中的油氣。汽提 過程結(jié)束后，停止進(jìn)水蒸汽，經(jīng)進(jìn)油管6通入燒焦空氣或氧氣。燒焦空氣或氧 氣由霧化噴嘴ll噴出，進(jìn)入反應(yīng)段16內(nèi)，對其中的催化劑進(jìn)行燒焦。上述汽 提、燒焦過程中的水蒸汽、汽提出的油氣以及燒焦產(chǎn)生的煙氣等，均經(jīng)過濾器9 過濾后由反應(yīng)油氣導(dǎo)出管8排出反應(yīng)器。燒焦過程結(jié)束后，打開柱塞閥13(由圖 1所示的位置向下拉動閥桿132和柱塞131將其打開)，將反應(yīng)段16內(nèi)的催化劑 經(jīng)閥體空腔133、催化劑卸出管12卸出。在上述的操作過程中，各步驟的操作條件可根據(jù)具體要求按常規(guī)選取。
權(quán)利要求1、一種固定流化床反應(yīng)器，設(shè)有殼體(1)，在殼體(1)內(nèi)，上部為圓柱形的沉降段(15)，下部為倒圓錐形的反應(yīng)段(16)，殼體(1)的頂部設(shè)有法蘭(2)、法蘭蓋(5)，法蘭蓋(5)上設(shè)有原料油與蒸汽進(jìn)入管、催化劑加料管(4)、熱電偶套管(3)、成組設(shè)置的反應(yīng)油氣導(dǎo)出管(8)和過濾器(9)，其特征在于所述的原料油與蒸汽進(jìn)入管由進(jìn)油管(6)和環(huán)繞進(jìn)油管(6)的外壁設(shè)置的外套管(7)組成，進(jìn)油管(6)與外套管(7)之間構(gòu)成環(huán)形的蒸汽進(jìn)汽通道(17)，進(jìn)油管(6)和外套管(7)的底部設(shè)有霧化噴嘴(11)，外套管(7)的上部設(shè)有進(jìn)汽管(14)，在反應(yīng)段(16)內(nèi)沿軸向至少設(shè)置2層隔柵板(10)，所述的反應(yīng)油氣導(dǎo)出管(8)和過濾器(9)至少設(shè)置3組，在位于反應(yīng)段(16)底部的殼體(1)上設(shè)有柱塞閥(13)和催化劑卸出管(12)，柱塞閥(13)的閥體空腔(133)與反應(yīng)段(16)的底部相連通，催化劑卸出管(12)與閥體空腔(133)相連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定流化床反應(yīng)器，其特征在于所述的隔柵板 (10)設(shè)置2 5層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固定流化床反應(yīng)器，其特征在于所述倒圓錐形 的反應(yīng)段(16)的錐角角度a為15 30度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定流化床反應(yīng)器，其特征在于所述的反應(yīng)油 氣導(dǎo)出管(8)和過濾器(9)設(shè)置3 5組。
專利摘要本實(shí)用新型公開了石油加工領(lǐng)域中的一種固定流化床反應(yīng)器，以解決現(xiàn)有的固定流化床反應(yīng)器存在的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性較差、原料油溫度不易準(zhǔn)確控制的問題。本實(shí)用新型的主要特征是，原料油與蒸汽進(jìn)入管由進(jìn)油管(6)和環(huán)繞進(jìn)油管(6)的外壁設(shè)置的外套管(7)組成，進(jìn)油管(6)與外套管(7)之間構(gòu)成環(huán)形的蒸汽進(jìn)汽通道(17)，進(jìn)油管(6)和外套管(7)的底部設(shè)有霧化噴嘴(11)。在反應(yīng)段(16)內(nèi)沿軸向至少設(shè)置2層隔柵板(10)，反應(yīng)油氣導(dǎo)出管(8)和過濾器(9)至少設(shè)置3組。在位于反應(yīng)段(16)底部的殼體(1)上設(shè)有柱塞閥(13)和催化劑卸出管(12)。本實(shí)用新型用于催化裂化催化劑性能評定及原料油性質(zhì)分析。
文檔編號B01J8/24GK201042664SQ200720090308
公開日2008年4月2日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者凌 馮, 周文琳, 龐曉飛, 牛風(fēng)賓, 田洪芹, 魏積平 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司;中國石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司