專利名稱：一種氣固離心式移動床徑向反應器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油煉制及石油化工領(lǐng)域的一種氣固離心式移動床徑向反應器。
背景技術(shù)：
氣固離心式移動床徑向反應器可用于石油煉制及石油化工領(lǐng)域的許多氣固相反應操作過程，例如用作氣固相連續(xù)移動床催化重整徑向反應器。中國專利CN 1454972A所公開的連續(xù)催化重整反應器，是一種П型氣固離心式移動床徑向反應器。該種反應器的結(jié)構(gòu)，主要包括由頂部封頭、圓筒形簡體、底部封頭組成的反應器殼體，反應器殼體內(nèi)與其同軸設(shè)置有中心筒、扇形筒或圓筒形的外網(wǎng)，反應器殼體上設(shè)有氣體反應物入口管、氣體產(chǎn)物出口管、催化劑入口管、催化劑出口管。所述氣體反應物入口管與中心筒的頂部相連通。中心筒與扇形筒或外網(wǎng)之間構(gòu)成環(huán)形空間，在環(huán)形空間的頂部設(shè)有蓋板。操作過程中，環(huán)形空間內(nèi)裝填有催化劑，形成移動的催化劑床層(催化劑在重力作用下沿反應器的軸向向下移動)。氣體反應物在反應器內(nèi)的流動為離心流動，即其流動方向是由中心筒流向扇形筒或外網(wǎng)；在反應器內(nèi)氣固兩相的接觸為錯流接觸。該種反應器的優(yōu)點是流通面積大而床層流程短，具有處理能力大、氣流壓降小、床層阻力比較均勻、使用固體顆粒(催化劑)的粒徑較小等優(yōu)點。連續(xù)催化重整反應為體積增加的反應，即氣體產(chǎn)物的體積大于氣體反應物的體積，沿反應器的徑向氣體的體積逐漸增大；采用氣固離心式移動床徑向反應器時，其氣體流通的截面也逐漸增大，可使氣體在徑向流動過程中線速不致增大，更有利于重整反應；同時，由于氣體在催化劑床層中的平均線速較低，床層壓降也較低，氣體分布比較均勻。但專利CN 1454972A所述反應器存在的一個缺點是，氣體反應物入口管、氣體產(chǎn)物出口管以及催化劑入口管均設(shè)于反應器的頂部封頭上，布置空間較為狹小，在某些操作工況下會使上述管子的布置比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種氣固離心式移動床徑向反應器，用于解決現(xiàn)有的氣固離心式移動床徑向反應器所存在的氣體反應物入口管、氣體產(chǎn)物出口管和催化劑入口管布置空間較為狹小、造成其布置比較困難的問題。
為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種氣固離心式移動床徑向反應器，包括由頂部封頭、圓筒形筒體、底部封頭組成的反應器殼體，反應器殼體內(nèi)與其同軸設(shè)置有中心筒、扇形筒或外網(wǎng)，頂部封頭上設(shè)有氣體產(chǎn)物出口管、催化劑入口管，反應器殼體上設(shè)有氣體反應物入口管，與中心筒的頂部相連通，其特征在于氣體反應物入口管由垂直段和水平段組成，垂直段與中心筒的頂部相連通，水平段連接于圓筒形筒體的側(cè)壁上，垂直段與水平段之間設(shè)有蝦米腰彎頭，蝦米腰彎頭的兩端同垂直段與水平段之間分別設(shè)有連接法蘭。
采用本實用新型，具有如下的有益效果由于本實用新型反應器的氣體反應物入口管由垂直段和水平段組成，垂直段與中心筒的頂部相連通，水平段連接于反應器圓筒形筒體的側(cè)壁上，這樣使反應器的頂部封頭上僅設(shè)置氣體產(chǎn)物出口管和催化劑入口管，布置空間較為寬松，不會造成布置困難的問題。
本實用新型的一種優(yōu)選方案是，在氣體反應物入口管的垂直段上設(shè)有膨脹圈，膨脹圈的外部設(shè)有保護罩。膨脹圈可以吸收反應器殼體與中心筒在垂直方向產(chǎn)生的熱膨脹差量。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。附圖和具體實施方式
并不限制本實用新型要求保護的范圍。


圖1是本實用新型的一種安裝扇形筒的氣固離心式移動床徑向反應器沿軸向的剖視圖。
圖2是本實用新型的一種安裝外網(wǎng)的氣固離心式移動床徑向反應器沿軸向的剖視圖。
具體實施方式
如圖1所示本實用新型的一種氣固離心式移動床徑向反應器(簡稱為反應器)，包括由頂部封頭301、圓筒形筒體302、底部封頭303組成的反應器殼體，反應器殼體上設(shè)有氣體反應物入口管101、氣體產(chǎn)物出口管102、催化劑入口管201、催化劑出口管202。其中，氣體產(chǎn)物出口管102和催化劑入口管201設(shè)于頂部封頭301上，催化劑出口管202設(shè)于底部封頭303上(均采用焊接連接)。反應器殼體內(nèi)與其同軸設(shè)置有中心筒5和扇形筒701，所述氣體反應物入口管101與中心筒5的頂部相連通。其中扇形筒701沿反應器圓筒形筒體302的內(nèi)壁均勻分布，其開孔面與催化劑接觸，未開孔的背板緊靠圓筒形筒體302的內(nèi)壁。扇形筒701的頂部設(shè)有出氣口，底部支承于支撐件11上。中心筒5的底部支承于底座10上，底座10焊接于反應器底部封頭303上。中心筒5與扇形筒701之間構(gòu)成環(huán)形空間6，在環(huán)形空間6的頂部設(shè)有蓋板4；蓋板4通常由若干塊扇形板組成，扇形板之間采用緊固連接件(螺栓螺母、連接銷等)連接。蓋板4的外圓周與扇形筒701的頂部之間、蓋板4的內(nèi)圓周與中心筒5之間也均采用緊固連接件(螺栓螺母、連接銷等)連接。頂部封頭301至蓋板4之間的空間構(gòu)成集氣室。所述的催化劑入口管201經(jīng)蓋板4上的開孔穿過蓋板4，其出口伸入至環(huán)形空間6。催化劑出口管202也與環(huán)形空間6相連通。為便于安裝、拆卸，將催化劑入口管201在蓋板4的上方分為兩段并采用常規(guī)的可拆卸連接件連接，如采用圖1所示的活接頭203連接。
參見圖1，本實用新型反應器的氣體反應物入口管101由垂直段和水平段組成，垂直段與中心筒5的頂部相連通，水平段連接于反應器圓筒形筒體302的側(cè)壁上，連接一般均采用焊接連接。垂直段與水平段之間設(shè)有蝦米腰彎頭8，蝦米腰彎頭8的兩端同垂直段與水平段之間分別設(shè)有一對連接法蘭801(未剖視)。蝦米腰彎頭8為常規(guī)結(jié)構(gòu)，優(yōu)點是其對氣體的流動阻力較小。連接法蘭801除起連接作用外，還可用于調(diào)節(jié)氣體反應物入口管101垂直段和水平段的偏差，并便于氣體反應物入口管101的安裝；連接法蘭801還可用于調(diào)節(jié)中心筒5的中心度，使其達到安裝要求。連接法蘭801為常規(guī)結(jié)構(gòu)，每對連接法蘭801中的兩個法蘭通過緊固連接件(螺栓螺母)連接；在每對連接法蘭801中的兩個法蘭的密封面之間設(shè)有密封墊片，密封墊片的材料可根據(jù)具體操作工況按常規(guī)選取。采用本實用新型圖1所示的氣體反應物入口管101的結(jié)構(gòu)，使反應器頂部封頭301上僅設(shè)置氣體產(chǎn)物出口管102和催化劑入口管201，布置空間較為寬松。
氣固離心式移動床徑向反應器的氣體反應物入口管是與反應器殼體和中心筒相連的。由于反應器殼體與中心筒的材料不同以及受熱情況的差異，在某些操作工況下二者會產(chǎn)生熱膨脹不一致的問題，并作用于氣體反應物入口管上，從而造成組成蓋板的扇形板之間、蓋板同與其相連的各部件之間的連接部位發(fā)生損壞，造成上述各處密封發(fā)生損壞，并造成中心筒變形、中心筒軸線偏移。參見圖1，本實用新型反應器在氣體反應物入口管101的垂直段上設(shè)有膨脹圈9，以解決這個問題。膨脹圈9可以吸收反應器殼體與中心筒5在垂直方向產(chǎn)生的熱膨脹差量。膨脹圈9的波數(shù)一般為4～8個。為防止氣體產(chǎn)物沖刷膨脹圈9的外表面，在膨脹圈9的外部設(shè)有保護罩901，參見圖1。
圖1所示的反應器，也可以不設(shè)置扇形筒701而設(shè)置圓筒形的外網(wǎng)702；這種反應器的整體結(jié)構(gòu)示意圖參見圖2。外網(wǎng)702與反應器殼體以及中心筒5同軸設(shè)置，中心筒5與外網(wǎng)702之間構(gòu)成環(huán)形空間6，在環(huán)形空間6的頂部設(shè)有蓋板4。蓋板4的外圓周與外網(wǎng)702的頂部之間、蓋板4的內(nèi)圓周與中心筒5之間均采用緊固連接件(螺栓螺母、連接銷等)連接。外網(wǎng)702的頂部與反應器圓筒形筒體302之間構(gòu)成環(huán)形的出氣口，外網(wǎng)702的底部支承于反應器底部封頭303上(采用焊接連接)。圖2所示反應器不同于圖1所示反應器的主要之處即在于其設(shè)置的是外網(wǎng)702，其余主要部件的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系均與圖1所示的反應器相同，詳細說明從略。
圖1與圖2所示的反應器，均屬于上部進料、上部出料的П型氣固離心式移動床徑向反應器，其操作按常規(guī)方式進行。下面以圖1所示反應器應用于連續(xù)移動床催化重整過程為例簡述其操作過程。氣相重整原料油與氫氣混合后，在450～550℃的溫度、0.2～0.9MPa的壓力、2～6的氫油比(摩爾比)下，由氣體反應物入口管101進入反應器的中心筒5，中心筒5的空腔構(gòu)成氣體反應物分流流道。之后氣體反應物沿徑向由中心筒5流向環(huán)形空間6內(nèi)的催化劑床層，并在催化劑的作用下發(fā)生反應。所生成的氣體產(chǎn)物則由催化劑床層流入扇形筒701內(nèi)，扇形筒701的空腔構(gòu)成氣體產(chǎn)物集流流道。氣體產(chǎn)物再由扇形筒701頂部的出氣口流出，進入集氣室，最后經(jīng)設(shè)于頂部封頭301上的氣體產(chǎn)物出口管102流出反應器。操作過程中，所用連續(xù)催化重整催化劑的顆粒形狀為球形，顆粒直徑一般為1～2mm。該催化劑由催化劑入口管201進入環(huán)形空間6，在重力作用下沿反應器的軸向由上向下移動通過反應器，形成向下移動的催化劑床層；反應后催化劑由設(shè)于底部封頭303上的催化劑出口管202流出。在上述的操作過程中，氣體反應物在反應器內(nèi)的流動為離心流動，氣固兩相的接觸為錯流接觸。本實用新型反應器在不使用扇形筒701而使用圓筒形的外網(wǎng)702時(參見圖2)，外網(wǎng)702與反應器圓筒形筒體302之間的空間構(gòu)成氣體產(chǎn)物集流流道；圖2所示反應器與圖1所示反應器的操作過程基本相同，詳細說明從略。圖1與圖2中，未注明附圖標記的箭頭表示氣體反應物、氣體產(chǎn)物或催化劑的流動方向；圖2中所有未說明的附圖標記所表示的技術(shù)特征均與圖1中的相同。
本實用新型主要是對氣體反應物入口管101的結(jié)構(gòu)與設(shè)置進行了改進；反應器其余部件如中心筒、扇形筒或圓筒形外網(wǎng)等的結(jié)構(gòu)及其布置均與現(xiàn)有常規(guī)結(jié)構(gòu)反應器中的基本相同。
本實用新型反應器特別適用于石油煉制及石油化工過程中的氣固相連續(xù)移動床催化重整過程，也適用于其它一些氣固相連續(xù)移動床催化反應過程，例如烴類脫氫反應過程(石蠟催化脫氫、丙烷脫氫、烷基芳烴的催化脫氫等)、芳構(gòu)化反應過程、移動床脫硫過程等；可廣泛用于舊裝置的改造或新裝置的設(shè)計中。
權(quán)利要求1.一種氣固離心式移動床徑向反應器，包括由頂部封頭(301)、圓筒形筒體(302)、底部封頭(303)組成的反應器殼體，反應器殼體內(nèi)與其同軸設(shè)置有中心筒(5)、扇形筒(701)或外網(wǎng)(702)，頂部封頭(301)上設(shè)有氣體產(chǎn)物出口管(102)、催化劑入口管(201)，反應器殼體上設(shè)有氣體反應物入口管(101)，與中心筒(5)的頂部相連通，其特征在于氣體反應物入口管(101)由垂直段和水平段組成，垂直段與中心筒(5)的頂部相連通，水平段連接于圓筒形筒體(302)的側(cè)壁上，垂直段與水平段之間設(shè)有蝦米腰彎頭(8)，蝦米腰彎頭(8)的兩端同垂直段與水平段之間分別設(shè)有連接法蘭(801)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固離心式移動床徑向反應器，其特征在于在氣體反應物入口管(101)的垂直段上設(shè)有膨脹圈(9)，膨脹圈(9)的外部設(shè)有保護罩(901)。
專利摘要本實用新型公開了石油煉制及石油化工領(lǐng)域的一種氣固離心式移動床徑向反應器，用于解決現(xiàn)有反應器所存在的氣體反應物入口管、氣體產(chǎn)物出口管和催化劑入口管布置空間較為狹小、造成其布置比較困難的問題。本實用新型反應器的主要特征是，氣體反應物入口管(101)由垂直段和水平段組成，垂直段與中心筒(5)的頂部相連通，水平段連接于反應器圓筒形筒體(302)的側(cè)壁上；垂直段與水平段之間設(shè)有蝦米腰彎頭(8)，蝦米腰彎頭(8)的兩端同垂直段與水平段之間分別設(shè)有連接法蘭(801)。在上述的垂直段上可設(shè)置膨脹圈(9)，以吸收反應器殼體與中心筒(5)在垂直方向產(chǎn)生的熱膨脹差量。本實用新型可用于氣固相連續(xù)移動床催化重整等過程。
文檔編號C10G35/12GK2902446SQ20062002986
公開日2007年5月23日 申請日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者彭世浩, 楊寶貴, 閆遂寧, 劉德輝, 盧敏, 徐又春, 王作紅, 徐耀康 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化集團洛陽石油化工工程公司