一種沸騰床加氫反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】一種沸騰床加氫反應(yīng)器，所述反應(yīng)器內(nèi)，氣液分離器(3)的下端與豎直導(dǎo)油管(4)的入口連接，豎直導(dǎo)油管(4)的下部與分布盤(9)連接，豎直導(dǎo)油管(4)的出口處位于分布盤(9)的下方，在反應(yīng)器上部設(shè)置高壓導(dǎo)油管(5)，其中高壓導(dǎo)油管(5)的出口端位于豎直導(dǎo)油管(4)內(nèi)。所述的沸騰床加氫反應(yīng)器是以高于反應(yīng)器壓力的油在噴出時(shí)形成高速油流，帶動(dòng)更大量的液體在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)，從而推動(dòng)催化劑，并維持催化劑處于沸騰床狀態(tài)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)，并且省去了動(dòng)設(shè)備，節(jié)省了投資費(fèi)用和操作費(fèi)用。
【專利說明】一種沸騰床加氫反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種反應(yīng)器，更具體地說，是一種沸騰床加氫反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前世界上加氫工藝主要有四種類型，即固定床、沸騰床、移動(dòng)床和懸浮床。固定床工藝是加氫中應(yīng)用最廣的一種工藝。但固定床加氫工藝，不能加工金屬含量過高的渣油原料，對(duì)于原料中的金屬鈣，鐵等過高的原料，鈣、鐵很容易沉積在催化劑的表面以及催化劑顆粒之間的空隙中，堵塞催化劑孔口，導(dǎo)致催化劑失活，并且造成床層壓力降快速升高，使裝置頻繁停工和更換催化劑。對(duì)于N1、V金屬含量很高的原料，加氫反應(yīng)過程中金屬會(huì)沉積在催化劑微孔中，堵塞催化劑微孔，造成催化劑失活，嚴(yán)重影響渣油加氫裝置操作周期。采用沸騰床加氫工藝是解決高金屬劣質(zhì)原料加氫的關(guān)鍵。
[0003]在沸騰床加氫反應(yīng)器中，使油能夠循環(huán)以加大油在反應(yīng)器內(nèi)向上流量是使得催化劑保持沸騰狀態(tài)的關(guān)鍵。加大沸騰床加氫反應(yīng)器內(nèi)油的流量的技術(shù)目前有以下幾種類型:一種是利用循環(huán)泵提供動(dòng)力實(shí)現(xiàn)油在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)，加大反應(yīng)器內(nèi)油向上方向的流量。另外一種是利用外部噴射泵實(shí)現(xiàn)油重新回到反應(yīng)器加大油在反應(yīng)器中向上的流量。
[0004]美國(guó)專利US3414386描述了在反應(yīng)器內(nèi)部底部安裝有循環(huán)泵，由反應(yīng)器上部將油引導(dǎo)到泵，然后由泵提供壓頭使油再向上通過分布盤，使油能夠在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，使催化劑保持沸騰流化狀態(tài)；但該技術(shù)存在有嚴(yán)重缺點(diǎn)，一旦處于反應(yīng)器內(nèi)部的循環(huán)泵壞了，必須停工打開反應(yīng)器并卸出催化劑后才能維修，停工損失巨大。
[0005]美國(guó)專利US5360535提出利用外部噴射泵來實(shí)現(xiàn)油的循環(huán)，利用靜設(shè)備代替動(dòng)設(shè)備。方法為在反應(yīng)器外設(shè)置一噴射泵的高壓設(shè)施，反應(yīng)器流出物順序進(jìn)入第一高壓分離器和第二高壓分離器，從第二高壓分離器底部用高壓泵抽出油作為噴射器動(dòng)力油，推動(dòng)從第一高壓分離器底部引出的I?10倍的油物流一起到反應(yīng)器底部，和新鮮原料及氫氣一起通過分布盤向上，使反應(yīng)器內(nèi)催化劑保持沸騰狀態(tài)。但該方法需要建造一套外部高壓的噴射泵設(shè)備以及高壓泵并需要較多的高壓管線以及較多密封系統(tǒng)，增加高壓設(shè)備和投資。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型提供一種沸騰床加氫反應(yīng)器，其目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)的沸騰床反應(yīng)器。
[0007]本實(shí)用新型所述的沸騰床加氫反應(yīng)器，具有反應(yīng)器圓筒狀殼體1、上封頭和下封頭，在反應(yīng)器內(nèi)依次設(shè)置氣液分離器3、豎直導(dǎo)油管4和分布盤9，在反應(yīng)器上封頭處設(shè)置油氣出口 2、高壓導(dǎo)油管5的入口，在反應(yīng)器下封頭處設(shè)置氫氣進(jìn)料管10的入口，在反應(yīng)器內(nèi)，氣液分離器3的下端與豎直導(dǎo)油管4的入口連接，豎直導(dǎo)油管4的下端與分布盤9連接，豎直導(dǎo)油管4的出口位于分布盤9的下方，在反應(yīng)器上部設(shè)置高壓導(dǎo)油管5，其中高壓導(dǎo)油管5的出口處位于豎直導(dǎo)油管4內(nèi)，高壓導(dǎo)油管5出口處與豎直導(dǎo)油管4入口處的距離與豎直導(dǎo)油管4長(zhǎng)度的比值為0.1?8:10。
[0008]本實(shí)用新型提供了一種沸騰床加氫反應(yīng)器，用高壓導(dǎo)油管將高于反應(yīng)器壓力的油噴入到豎直導(dǎo)油管中，通過噴出時(shí)形成高速油流，帶動(dòng)更大量的液體在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)，從而推動(dòng)催化劑，并維持催化劑處于沸騰床狀態(tài)。與現(xiàn)有的帶有內(nèi)循環(huán)泵、外循環(huán)泵的沸騰床反應(yīng)器相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)，并且省去了動(dòng)設(shè)備，節(jié)省了投資費(fèi)用和操作費(fèi)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施提供的沸騰床加氫反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]附圖圖示說明:
[0011]I一反應(yīng)器圓筒狀殼體，2一油氣出口，3—?dú)庖悍蛛x器，
[0012]4一豎直導(dǎo)油管，5—高壓導(dǎo)油管，6—高壓導(dǎo)油管出口端的縮徑部分，
[0013]7—催化劑進(jìn)料管，8—催化劑卸出管，
[0014]9一分布盤，10—?dú)錃膺M(jìn)料管。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來說明本實(shí)用新型，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實(shí)用新型無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0016]如圖1所示的沸騰床加氫反應(yīng)器，具有反應(yīng)器圓筒狀殼體1、上封頭和下封頭。所述反應(yīng)器圓筒狀殼體的高徑比為0.8:1?100:1。在沸騰床加氫反應(yīng)器內(nèi)依次設(shè)置氣液分離器3、豎直導(dǎo)油管4和分布盤9。所述氣液分離器3的下端與豎直導(dǎo)油管4的入口連接，豎直導(dǎo)油管4的下部與分布盤9連接，豎直導(dǎo)油管4的出口處位于分布盤9的下方，所述反應(yīng)器圓筒狀殼體1、氣液分離器3、豎直導(dǎo)油管4和分布盤9互為同軸。
[0017]在沸騰床加氫反應(yīng)器上封頭處設(shè)置油氣出口 2和高壓導(dǎo)油管5的入口，在反應(yīng)器下封頭處設(shè)置氫氣進(jìn)料管10的入口。所述氫氣進(jìn)料管10由反應(yīng)器下封頭處進(jìn)入反應(yīng)器，位于分布盤9的下方。
[0018]在沸騰床加氫反應(yīng)器內(nèi)，在反應(yīng)器上部設(shè)置高壓導(dǎo)油管5，其中高壓導(dǎo)油管5的出口端位于豎直導(dǎo)油管4內(nèi)，所述高壓導(dǎo)油管5出口端的方向豎直向下，并且高壓導(dǎo)油管5出口端與豎直導(dǎo)油管4互為同軸。
[0019]高壓導(dǎo)油管5出口端與豎直導(dǎo)油管4入口端沿軸向方向的距離與豎直導(dǎo)油管4長(zhǎng)度的比值為0.1?2:10。
[0020]所述高壓導(dǎo)油管5的出口端位于豎直導(dǎo)油管4內(nèi)，高壓導(dǎo)油管5出口端外壁和豎直導(dǎo)油管4內(nèi)壁的沿徑向方向的距離與豎直導(dǎo)油管4內(nèi)徑的比值為0.05?0.5:1。
[0021]所述高壓導(dǎo)油管5具有勻稱的壁厚，優(yōu)選在高壓導(dǎo)油管5的出口處設(shè)置縮徑部分6，所述縮徑部分6的內(nèi)徑沿著高壓導(dǎo)油管5的軸向逐漸縮小，并且在高壓導(dǎo)油管5的出口端的內(nèi)徑最小。所述縮徑部分6與豎直導(dǎo)油管4互為同軸。
[0022]所述高壓導(dǎo)油管5出口處的縮徑部分6的最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑的比值為20?2:1o
[0023]所述高壓導(dǎo)油管5出口處的縮徑部分6的最大內(nèi)徑部分位于豎直導(dǎo)油管4內(nèi)，其對(duì)應(yīng)的外壁和豎直導(dǎo)油管4內(nèi)壁的沿徑向方向的距離與豎直導(dǎo)油管4內(nèi)徑的比值為0.05 ?0.5:1。
[0024]在該沸騰床反應(yīng)器中，高壓導(dǎo)油管5中驅(qū)動(dòng)油的壓力高于反應(yīng)器內(nèi)部壓力，高壓導(dǎo)油管5中的驅(qū)動(dòng)油從出口處(或縮徑部分6)流出時(shí)，壓力轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使得驅(qū)動(dòng)油以較快的速度沿豎直導(dǎo)油管4向下流動(dòng)，并且在縮徑部分6的出口端和豎直導(dǎo)油管4的內(nèi)壁間的間隙處，形成一個(gè)壓力相對(duì)較低的區(qū)域，并因此而吸引反應(yīng)器內(nèi)氣液分離器3上部的油進(jìn)入豎直導(dǎo)油管4后流向此間隙處，并在縮徑部分6出口端噴出的驅(qū)動(dòng)油流的帶動(dòng)下，一起沿豎直導(dǎo)油管4向下流動(dòng)，。來自高壓導(dǎo)油管5并經(jīng)縮徑部分6噴出的驅(qū)動(dòng)油和來自反應(yīng)器內(nèi)氣液分離器3上部的油混合，并一起經(jīng)豎直導(dǎo)油管4到達(dá)反應(yīng)器底部后折返向上，與來自氫氣進(jìn)料管10的氫氣混合后，并通過分布盤9繼續(xù)向上流動(dòng)。反應(yīng)器內(nèi)部的氣液推動(dòng)使得催化劑呈沸騰狀態(tài)，能夠控制合適工藝條件使得催化劑在沸騰床加氫反應(yīng)器中的料面升高并維持一定的高度。
[0025]在沸騰床狀態(tài)下進(jìn)行加氫反應(yīng)。為方便在生產(chǎn)過程中能在線更換催化劑，在所述反應(yīng)器的上部設(shè)置催化劑加料管7，所述催化劑加料管7出口位于氣液分離器3的下方。反應(yīng)器的下部設(shè)置催化劑卸出管8，所述催化劑卸出管8穿過分布盤9，其入口位于分布盤9的上方。催化劑加料管7和催化劑卸出管8使得反應(yīng)器可在正常生產(chǎn)中通過在線加入和卸出催化劑進(jìn)行催化劑置換而不用停工，保持催化劑整體活性穩(wěn)定。如果不需要在操作時(shí)置換催化劑，也可以省去催化劑加料管7和催化劑卸出管8。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本沸騰床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)之一是以較少的壓力高于反應(yīng)器壓力的油在噴出時(shí)形成高速油流，帶動(dòng)更大量的油實(shí)現(xiàn)油在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)，推動(dòng)催化劑維持催化劑沸騰床狀態(tài)，均為靜設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。優(yōu)點(diǎn)之二是所有使得催化劑處于沸騰床狀態(tài)部件均位于反應(yīng)器內(nèi)，且構(gòu)成一開放式結(jié)構(gòu)，不需要密封，不需要承受高壓，節(jié)省投資。
[0027]實(shí)施例1
[0028]沸騰床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)如圖1所示。高壓導(dǎo)油管5的出口處設(shè)置縮徑部分6，縮徑部分6的最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑的比值為8:1?？s徑部分6的最大內(nèi)徑部分位于豎直導(dǎo)油管4內(nèi)，其對(duì)應(yīng)的外壁和豎直導(dǎo)油管4內(nèi)壁的沿徑向方向的距離與豎直導(dǎo)油管4內(nèi)徑的比值為
0.2:1ο高壓導(dǎo)油管5出口端與豎直導(dǎo)油管4入口端沿軸向方向的距離與豎直導(dǎo)油管4長(zhǎng)度的比值為1:10。
[0029]沸騰床反應(yīng)器內(nèi)部體積為2升。將直徑0.6mm的球形沸騰床加氫催化劑I升裝入到沸騰床加氫反應(yīng)器中，催化劑料面高度為沸騰床反應(yīng)器高度的50%。所用的催化劑載體為Al2O3,負(fù)載了 N1-Mo活性金屬組分。通過高壓導(dǎo)油管5向反應(yīng)器內(nèi)通入渣油原料作為驅(qū)動(dòng)油，并通過氫氣進(jìn)料管10向反應(yīng)器內(nèi)通入氫氣，測(cè)試催化劑在通入高溫高壓渣油以及氫氣情況下的流動(dòng)狀態(tài)。所通入渣油流量為500ml/h，即渣油體積空速相對(duì)于催化劑裝填體積為0.δΙΓ1，氫氣流量為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下180L/h。其余操作條件為高壓導(dǎo)油管5內(nèi)的壓力為22.0MPa,豎直導(dǎo)油管4外部的反應(yīng)器內(nèi)壓力為15.0MPa,反應(yīng)溫度380°C，高壓導(dǎo)油管5中的驅(qū)動(dòng)油在出口縮徑部分處以高速流出，帶動(dòng)氣液分離器3上部的更多的油沿豎直導(dǎo)油管4下到反應(yīng)器底部后折返向上，與氫氣混合并通過分布盤9向上，推動(dòng)催化劑使催化劑呈沸騰狀態(tài)。通過放射性測(cè)量方法測(cè)定催化劑在沸騰床加氫反應(yīng)器中的料面，催化劑料面高度是裝填高度的1.30倍，催化劑膨脹率為30%。
【權(quán)利要求】
1.一種沸騰床加氫反應(yīng)器，具有反應(yīng)器圓筒狀殼體(I)、上封頭和下封頭，在反應(yīng)器內(nèi)依次設(shè)置氣液分離器(3)、豎直導(dǎo)油管(4)和分布盤(9)，其特征在于，在反應(yīng)器上封頭處設(shè)置油氣出口(2)、高壓導(dǎo)油管(5)的入口，在反應(yīng)器下封頭處設(shè)置氫氣進(jìn)料管(10)的入口，在反應(yīng)器內(nèi)，氣液分離器(3)的下端與豎直導(dǎo)油管⑷的入口連接，豎直導(dǎo)油管⑷的下部與分布盤(9)連接，豎直導(dǎo)油管(4)的出口處位于分布盤(9)的下方，在反應(yīng)器上部設(shè)置高壓導(dǎo)油管(5)，其中高壓導(dǎo)油管(5)的出口端位于豎直導(dǎo)油管(4)內(nèi)，高壓導(dǎo)油管(5)出口端與豎直導(dǎo)油管(4)入口端的沿軸向方向距離與豎直導(dǎo)油管(4)長(zhǎng)度的比值為0.1?8:10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器的上部設(shè)置催化劑加料管(7)，所述催化劑加料管(7)出口處位于氣液分離器(3)的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器的下部設(shè)置催化劑卸出管(8)，所述催化劑卸出管(8)穿過分布盤(9)，其入口處位于分布盤(9)的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述氫氣進(jìn)料管(10)位于分布盤(9)的下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器圓筒狀殼體的高徑比為0.8:1?100:1ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器圓筒狀殼體(I)、氣液分離器(3)、豎直導(dǎo)油管(4)和分布盤(9)互為同軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述高壓導(dǎo)油管(5)出口端的方向豎直向下，并且高壓導(dǎo)油管(5)出口端與豎直導(dǎo)油管(4)互為同軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的反應(yīng)器，其特征在于，高壓導(dǎo)油管(5)出口端外壁和豎直導(dǎo)油管⑷內(nèi)壁的沿徑向方向的距離與豎直導(dǎo)油管⑷內(nèi)徑的比值為0.05?0.5:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的反應(yīng)器，其特征在于，高壓導(dǎo)油管(5)具有勻稱的壁厚，高壓導(dǎo)油管(5)的出口處設(shè)置縮徑部分(6)，所述縮徑部分(6)的內(nèi)徑沿著高壓導(dǎo)油管(5)的軸向逐漸縮小，高壓導(dǎo)油管(5)的出口端的內(nèi)徑最小。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的反應(yīng)器，其特征在于，高壓導(dǎo)油管(5)出口處的縮徑部分(6)的最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑的比值為20?2:1。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的反應(yīng)器，其特征在于，高壓導(dǎo)油管(5)出口處的縮徑部分(6)的最大內(nèi)徑部分位于豎直導(dǎo)油管⑷內(nèi)，其對(duì)應(yīng)的外壁和豎直導(dǎo)油管⑷內(nèi)壁的沿徑向方向的距離與豎直導(dǎo)油管(4)內(nèi)徑的比值為0.05?0.5:1。
【文檔編號(hào)】C10G49/16GK204174169SQ201420631556
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】牛傳峰, 鄧中活, 戴立順, 聶紅, 邵志才, 劉濤, 董凱, 楊清河, 胡大為, 孫淑玲, 劉學(xué)芬 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院