專利名稱：用于氣液并流固定床反應(yīng)器內(nèi)的過濾設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油煉制、有機(jī)化工等領(lǐng)域中的一種用于氣液并流固定床反應(yīng) 器內(nèi)的過濾設(shè)備，用于過濾液相進(jìn)料中含有的污物。
背景技術(shù)：
石油煉制領(lǐng)域的烴類原料固定床加氫反應(yīng)器，液相進(jìn)料(烴類原料)中通常 含有懸浮顆粒、銹垢、沉渣等固體顆粒，以及大分子膠質(zhì)、殘?zhí)俊h(huán)垸酸鐵等。 這些污物一旦進(jìn)入催化劑床層中(主要是催化劑頂部床層)，就會(huì)發(fā)生沉積，迅
速堵塞流通通道，造成液相進(jìn)料與氣相進(jìn)料(氫氣)分布不均勻；還使催化劑孔 容大大下降，從而使催化劑活性以及催化劑使用效率降低。同時(shí)，由于加氫反 應(yīng)是放熱反應(yīng)，在催化劑床層徑向截面上，會(huì)由于反應(yīng)程度的不同而產(chǎn)生溫度 差異，甚至?xí)霈F(xiàn)局部過熱，損害催化劑的性能，大大降低催化劑的使用周期。 污物在催化劑床層上沉積還會(huì)造成床層壓降升高甚至堵塞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)壓垮塔盤， 造成非正常停工，縮短運(yùn)轉(zhuǎn)周期、增加運(yùn)行成本。
眾所周知，液相進(jìn)料在進(jìn)入固定床加氫反應(yīng)器之前通常都采用機(jī)械過濾法 進(jìn)行過濾處理，過濾后再與氣相進(jìn)料混合，經(jīng)換熱、加熱后由反應(yīng)器頂部封頭 上的進(jìn)料入口進(jìn)入反應(yīng)器。但該步過濾僅能除去液相進(jìn)料中的大部分機(jī)械雜質(zhì) (機(jī)械雜質(zhì)是指液相進(jìn)料中的不溶性污物，例如懸浮顆粒、銹垢、沉渣等固體顆 粒)。剩余的機(jī)械雜質(zhì)隨液相進(jìn)料進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，仍然會(huì)沉積在催化劑頂部床層 上，造成床層堵塞、壓降升高以及催化劑活性降低等問題。為解決上述問題， 現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用的方法是根據(jù)液相進(jìn)料性質(zhì)及反應(yīng)裝置工況，在反應(yīng)器內(nèi) 設(shè)置若干個(gè)積垢籃，攔截、過濾、沉積液相進(jìn)料中的污物；參見《石油化工設(shè) 備技術(shù)》1995年第1期"加氫反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件的發(fā)展" 一文中第17頁(yè)的有關(guān)介紹。 常見的積垢籃為筒式結(jié)構(gòu)，外裹篩網(wǎng)，置于催化劑頂部床層上表面的瓷球床層 內(nèi)；瓷球床層的下面敷設(shè)保護(hù)劑床層。積垢籃多懸掛于梁上，之間用鏈串起。 實(shí)踐證明，積垢籃的安裝非常煩瑣，并且積垢籃占用反應(yīng)器有效空間較大，因 而會(huì)減小反應(yīng)器有效體積、降低催化劑藏量。由于積垢籃是分散安裝，不能在 反應(yīng)器的水平截面上均勻地過濾液相進(jìn)料中的污物。更重要的是，催化劑頂部 床層上表面未設(shè)置積標(biāo)籃的區(qū)域不能靠積垢籃過濾；積塘籃的積垢能力不能充 分發(fā)揮，其積垢能力利用率不髙。由于積垢籃直接置于催化劑頂部床層上表面 的瓷球床層內(nèi)，使液相進(jìn)料自積垢籃至催化劑頂部床層的流動(dòng)路徑長(zhǎng)短不一， 會(huì)直接影響液相進(jìn)料在催化劑頂部床層上分布的均勻性。另外，積垢籃經(jīng)過一 段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，也常常自下而上發(fā)生堵塞，造成催化劑頂部床層的壓降進(jìn)一步升高等問題；這時(shí)就需要停工更換積垢籃，從而會(huì)影響反應(yīng)裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 除上述的加氫反應(yīng)器外，石油煉制、有機(jī)化工等技術(shù)領(lǐng)域中苯與丙烯烷基化、 甲苯歧化與垸基轉(zhuǎn)移、催化加氫、固定床催化裂化等過程所使用的許多其它類 型的氣液并流固定床反應(yīng)器，催化劑頂部床層的污物沉積現(xiàn)象也都十分普遍和 嚴(yán)重；使用現(xiàn)有的積垢籃過濾，存在著類似的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于氣液并流固定床反應(yīng)器內(nèi)的過濾設(shè)備，以解 決現(xiàn)有用于氣液并流固定床反應(yīng)器內(nèi)的積垢籃所存在的安裝煩瑣、占用反應(yīng)器 有效空間、不能在反應(yīng)器的水平截面上均勻地過濾液相進(jìn)料中的污物、積垢能 力利用率不高等問題。
為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種用于氣液并流固定床反 應(yīng)器內(nèi)的過濾設(shè)備，其特征在于它包括一個(gè)水平截面形狀為圓形的固定盤框， 固定盤框內(nèi)設(shè)有一個(gè)圓筒形過濾槽和若干個(gè)水平截面形狀為扇環(huán)形的條形過濾 槽，圓筒形過濾槽設(shè)于固定盤框的中心位置，條形過濾槽環(huán)繞圓筒形過濾槽呈 輻射狀均勻布置，圓筒形過濾槽和條形過濾槽均設(shè)有由網(wǎng)條濾網(wǎng)構(gòu)成的底面和 側(cè)面，頂部為開口結(jié)構(gòu)，所述的網(wǎng)條濾網(wǎng)分別固定于圓筒形過濾槽框架和條形 過濾槽框架上，圓筒形過濾槽的側(cè)面為圓筒形，條形過濾槽的側(cè)面包括一個(gè)內(nèi) 圓弧面?zhèn)让妗?一個(gè)外圓弧面?zhèn)让婧蛢蓚€(gè)平面?zhèn)让妫瑮l形過濾槽的內(nèi)圓弧面?zhèn)让?與圓筒形過濾槽的側(cè)面相鄰，兩者之間留有內(nèi)環(huán)形縫隙，條形過濾槽的外圓弧 面?zhèn)让媾c固定盤框相鄰，相鄰兩個(gè)條形過濾槽的平面?zhèn)让嬷g留有條形縫隙， 條形過濾槽之間、條形過濾槽與圓筒形過濾槽以及與固定盤框之間通過活動(dòng)連 接件連接。
下面以固定床加氫反應(yīng)器為例，說明采用本發(fā)明所具有的有益效果(l)本 發(fā)明用于氣液并流固定床反應(yīng)器內(nèi)的過濾設(shè)備在使用時(shí)安裝在固定床加氫反應(yīng) 器頂部的封頭內(nèi)，位于入口擴(kuò)散器的下方、氣液分配盤的上方。具體安裝過程 一般是先在封頭內(nèi)設(shè)置數(shù)根支承梁，然后將耐腐蝕金屬桿件或耐腐蝕金屬片經(jīng) 封頭上的進(jìn)料入口送入封頭內(nèi)，在支承梁的上方焊接成固定盤框，支承于支承 梁上。之后，將已制作好的圓筒形過濾槽和各條形過濾槽經(jīng)進(jìn)料入口送入封頭 內(nèi)，用活動(dòng)連接件(例如螺栓螺母)分別將各條形過濾槽、條形過濾槽與圓筒形 過濾槽以及與固定盤框相互連接，組裝成本發(fā)明的過濾設(shè)備。組裝好的過濾設(shè) 備最后用螺栓螺母與支承梁緊固連接，即完成過濾設(shè)備的安裝。在反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn) 一段時(shí)間正常停工檢修時(shí)，可在封頭內(nèi)通過松開活動(dòng)連接件以及連接過濾設(shè)備 與支承梁的螺栓螺母，將堵塞的圓筒形過濾槽和條形過濾槽拆掉并從進(jìn)料入口 取出，在反應(yīng)器外進(jìn)行除垢、清洗，或者進(jìn)行更換；之后再將其由進(jìn)料入口送入封頭內(nèi)，重新與固定盤框一起組裝成過濾設(shè)備并投入使用。由以上的說明可 知，本發(fā)明過濾設(shè)備的安裝、檢修都比較方便，結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單。條形過濾槽 環(huán)繞圓筒形過濾槽均勻布置，也便于安裝；(2)現(xiàn)有反應(yīng)器頂部的封頭內(nèi)有很大 的空間未使用；本發(fā)明過濾設(shè)備安裝在封頭內(nèi)，充分利用了封頭內(nèi)未使用的空 間，而不占用反應(yīng)器的有效空間和有效體積，不會(huì)降低催化劑的藏量；(3)過濾 設(shè)備整體上呈圓盤形，水平截面形狀與反應(yīng)器水平截面相同，其直徑和面積與 反應(yīng)器水平截面相近，并且條形過濾槽是繞圓筒形過濾槽均勻布置的。所以， 過濾設(shè)備在反應(yīng)器水平截面上的各處位置都能均勻地過濾液相進(jìn)料中的污物， 不會(huì)出現(xiàn)短路。其過濾面積大，過濾效率高、效果好；積垢能力能夠充分發(fā)揮， 積垢能力利用率較高；(4)采用本發(fā)明的過濾設(shè)備，催化劑頂部床層的上表面仍 按常規(guī)均勻敷設(shè)瓷球床層并在瓷球床層的下面敷設(shè)保護(hù)劑床層，但不再設(shè)置積 垢籃。液相進(jìn)料與氣相進(jìn)料混合，經(jīng)換熱、加熱后由進(jìn)料入口進(jìn)入反應(yīng)器，經(jīng) 入口擴(kuò)散器擴(kuò)散，再由過濾設(shè)備過濾；之后，液相進(jìn)料與氣相進(jìn)料由氣液分配 盤均勻地分配至下方的反應(yīng)器水平截面上，并以相同長(zhǎng)短的路徑流經(jīng)瓷球床層 和保護(hù)劑床層到達(dá)催化劑頂部床層，在催化劑頂部床層上均勻分布；(5)過濾設(shè) 備正常過濾時(shí)，不需要催化劑頂部床層上表面的瓷球床層以及瓷球床層下面的 保護(hù)劑床層處理污物。過濾設(shè)備經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)、圓筒形過濾槽和條形過濾 槽完全堵塞時(shí)，才失去過濾作用；此時(shí)催化劑頂部床層的壓降并沒有升高，反 應(yīng)裝置可以繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。之后，液相進(jìn)料中的污物才由瓷球床層攔截、過濾， 并由保護(hù)劑床層攔截、沉積。因而，采用本發(fā)明可以顯著提高催化劑的使用壽 命，在不增大催化劑頂部床層壓降的條件下可以大大延長(zhǎng)反應(yīng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)周期； (6)過濾設(shè)備中的內(nèi)環(huán)形縫隙和條形縫隙，作為液相進(jìn)料和氣相進(jìn)料向下流動(dòng)的 通道。上述的縫隙還使過濾設(shè)備的空隙率較大，因而阻力較小，液相進(jìn)料和氣 相進(jìn)料易于通過，并經(jīng)氣液分配盤均勻分配，從而使催化劑床層的壓降較小， 有利于延長(zhǎng)反應(yīng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。
本發(fā)明作為一種新型的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，特別適用于固定床加氫反應(yīng)器，在 液相進(jìn)料進(jìn)入催化劑床層之前對(duì)液相進(jìn)料中的污物進(jìn)行攔截、過濾、沉積，有 效減緩催化劑頂部床層的積垢、結(jié)焦，消除由其造成的各種問題。本發(fā)明也非 常適用于其它類型的液相進(jìn)料中含有污物、使催化劑頂部床層存在積垢問題的 氣液并流固定床反應(yīng)器(如前文所述)，取得類似的有益效果。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖和具體 實(shí)施方式并不限制本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。


圖l是本發(fā)明用于氣液并流固定床反應(yīng)器內(nèi)的過濾設(shè)備的俯視圖。圖2是圖1所示過濾設(shè)備的A向視圖。
圖3是圓筒形過濾槽的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圓筒形過濾槽內(nèi)裝填有保護(hù)劑。 圖4是條形過濾槽的立體結(jié)構(gòu)示意圖；條形過濾槽內(nèi)裝填有保護(hù)劑。
圖1至圖4中，相同附圖標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征。
具體實(shí)施例方式
參見圖l、圖2，本發(fā)明用于氣液并流固定床反應(yīng)器內(nèi)的過濾設(shè)備(簡(jiǎn)稱為過
濾設(shè)備)，包括一個(gè)水平截面形狀為圓形的固定盤框l，固定盤框l內(nèi)設(shè)有一個(gè)圓
筒形過濾槽2和若干個(gè)水平截面形狀為扇環(huán)形的條形過濾槽3。圓筒形過濾槽2設(shè) 于固定盤框l的中心位置，條形過濾槽3環(huán)繞圓筒形過濾槽2呈輻射狀均勻布置。 固定盤框l可以是由數(shù)根水平圓環(huán)形和豎直耐腐蝕金屬桿件焊接而成的框架結(jié) 構(gòu)(如圖l、圖2所示)，還可以是由耐腐蝕金屬片(圓弧面形)焊接而成的圓筒形 結(jié)構(gòu)(圖略)。
參見圖1至圖4，圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3均設(shè)有由網(wǎng)條濾網(wǎng)8構(gòu)成的底 面和側(cè)面，頂部為開口結(jié)構(gòu)；底面為平面形，側(cè)面與底面相垂直。參見圖3，圓 筒形過濾槽2的側(cè)面為圓筒形，網(wǎng)條濾網(wǎng)8固定于圓筒形過濾槽框架20上。參見 圖4以及圖1，條形過濾槽3的側(cè)面包括一個(gè)內(nèi)圓弧面?zhèn)让妗?一個(gè)外圓弧面?zhèn)让婧?兩個(gè)平面?zhèn)让妫W(wǎng)條濾網(wǎng)8固定于條形過濾槽框架30上。圓筒形過濾槽框架20和 條形過濾槽框架30由耐腐蝕金屬桿件焊接而成，網(wǎng)條濾網(wǎng)8—般是焊接于圓筒形 過濾槽框架20和條形過濾槽框架30上。網(wǎng)條濾網(wǎng)8由平行排列的網(wǎng)條和垂直于網(wǎng) 條的支撐條焊接而成， 一般稱為"約翰遜網(wǎng)"；詳見《化工設(shè)備與管道》2006 年第2期"國(guó)產(chǎn)約翰遜網(wǎng)在固定床反應(yīng)器中的應(yīng)用" 一文的介紹。
參見圖1和圖4，條形過濾槽3的內(nèi)圓弧面?zhèn)让媾c圓筒形過濾槽2的側(cè)面相鄰， 兩者之間留有內(nèi)環(huán)形縫隙5，內(nèi)環(huán)形縫隙5的水平截面形狀為圓環(huán)形。條形過濾 槽3的外圓弧面?zhèn)让媾c固定盤框1相鄰。相鄰兩個(gè)條形過濾槽3的平面?zhèn)让嬷g留 有條形縫隙6，條形縫隙6的水平截面形狀為扇環(huán)形。反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)環(huán)形縫 隙5和條形縫隙6作為液相進(jìn)料和氣相進(jìn)料向下流動(dòng)的通道。
條形過濾槽3之間、條形過濾槽3與圓筒形過濾槽2以及與固定盤框1之間通 過活動(dòng)連接件4連接?；顒?dòng)連接件4是指常用的便于安裝和拆卸的連接件，例如 螺栓螺母(優(yōu)選，附圖所示)、銷釘?shù)取l形過濾槽3之間是在條形過濾槽框架30 上連接，條形過濾槽3與圓筒形過濾槽2之間是在條形過濾槽框架30和圓筒形過 濾槽框架20上連接。條形過濾槽3與固定盤框1之間，當(dāng)固定盤框l為框架結(jié)構(gòu)時(shí)， 在條形過濾槽框架30和固定盤框1的耐腐蝕金屬桿件上連接；固定盤框1為圓筒 形結(jié)構(gòu)時(shí)，在條形過濾槽框架30和固定盤框1的筒壁上連接。
各條形過濾槽3的水平截面面積一般相同，圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3的高度一般相同。參見圖1至圖4，本發(fā)明過濾設(shè)備的主要參數(shù)一般如下網(wǎng)條濾 網(wǎng)8中網(wǎng)條之間的條縫寬度為20 100^m。條形過濾槽3設(shè)置10 30個(gè)。圓筒形 過濾槽2的直徑D為20 100cm，圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3的高度H為10 50cm，均按外部尺寸計(jì)算。內(nèi)環(huán)形縫隙5的寬度為5 20cm,條形縫隙6長(zhǎng)度中點(diǎn) 處的寬度為2 15cm。
優(yōu)選參數(shù)如下條形過濾槽3設(shè)置10 2O個(gè)，圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3 的髙度H為15 30cm。
固定盤框1的高度與圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3的高度H—般相同(參見 圖2)，也可以略髙。固定盤框l的直徑即為本發(fā)明呈圓盤形的過濾設(shè)備的直徑， 與反應(yīng)器水平截面的直徑相近(略小于反應(yīng)器水平截面的直徑)。
參見圖l、圖2，條形過濾槽3的外圓弧面?zhèn)让媾c固定盤框1之間可以留有外 環(huán)形縫隙7，與內(nèi)環(huán)形縫隙5和條形縫隙6—樣作為液相進(jìn)料和氣相進(jìn)料向下流動(dòng) 的通道；其水平截面形狀也為圓環(huán)形。外環(huán)形縫隙7的寬度一般小于等于20cm。 在反應(yīng)器直徑小于150cm、而且固定盤框l為框架結(jié)構(gòu)時(shí)，外環(huán)形縫隙7的寬度可 以為0，實(shí)際上是此時(shí)條形過濾槽3的外圓弧面?zhèn)让媾c固定盤框1之間不留外環(huán)形 縫隙7。
對(duì)于固定床加氫反應(yīng)器而言，液相進(jìn)料進(jìn)入反應(yīng)器前進(jìn)行機(jī)械過濾，除不 能除去其中的全部機(jī)械雜質(zhì)外， 一些可溶性污物，例如大分子膠質(zhì)、殘?zhí)?、環(huán) 垸酸鐵等，也不能過濾掉。這些可溶性污物在反應(yīng)過程中才會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢物質(zhì)。 通常是在催化劑頂部床層上表面的瓷球床層的下面敷設(shè)保護(hù)劑床層，對(duì)液相進(jìn) 料中的可溶性污物進(jìn)行吸附、脫除(瓷球床層主要用于攔截、過濾和沉積液相進(jìn) 料中不溶性的機(jī)械雜質(zhì)類污物，保護(hù)劑床層也可以攔截、過濾、沉積液相進(jìn)料 中未被瓷球床層過濾掉的剩余機(jī)械雜質(zhì))。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，保護(hù)劑被吸附、 沉積的污物堵塞后，失去保護(hù)作用；液相進(jìn)料中的可溶性污物進(jìn)入催化劑頂部 床層并在反應(yīng)過程中產(chǎn)生結(jié)垢物質(zhì)，與液相進(jìn)料流經(jīng)瓷球床層和保護(hù)劑床層后 剩余的機(jī)械雜質(zhì)一起開始逐漸在催化劑頂部床層中沉積，造成催化劑床層堵塞、 壓降升高以及催化劑活性降低等問題。隨著近年來含酸原油加工量的不斷增加， 這一問題顯得更為突出。為此，可以在本發(fā)明過濾設(shè)備的圓筒形過濾槽2和條形 過濾槽3內(nèi)裝填保護(hù)劑9，在液相進(jìn)料流入瓷球床層和保護(hù)劑床層前對(duì)其所含的 可溶性污物進(jìn)行一次吸附、脫除，同時(shí)也攔截、沉積液相進(jìn)料中的機(jī)械雜質(zhì)。 根據(jù)液相進(jìn)料中可溶性污物的種類，保護(hù)劑9可以是吸附劑、脫炭劑或脫鐵劑等。 保護(hù)劑9的組成及其針對(duì)不同可溶性污物的選擇都是常規(guī)的；例如，對(duì)于大分子 膠質(zhì)、殘?zhí)?、環(huán)垸酸鐵，保護(hù)劑9分別相應(yīng)地采用吸附劑、脫炭劑、脫鐵劑。參 見圖3、圖4，保護(hù)劑9的裝填髙度h—般為圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3高度H的10% 50%。
有關(guān)本發(fā)明過濾設(shè)備的各種參數(shù)，可以根據(jù)反應(yīng)器規(guī)模與實(shí)際工況、液相 進(jìn)料性質(zhì)與液相進(jìn)料中的污物種類、含量等，按本領(lǐng)域的常規(guī)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的 設(shè)計(jì)計(jì)算而確定。
本發(fā)明過濾設(shè)備通常是安裝于氣液并流固定床反應(yīng)器頂部的封頭內(nèi)。對(duì)于 固定床加氫反應(yīng)器來說，過濾設(shè)備安裝在反應(yīng)器頂部的封頭內(nèi)，位于入口擴(kuò)散 器的下方、氣液分配盤的上方；氣液分配盤的下方自上而下依次為瓷球床層、 保護(hù)劑床層、催化劑頂部床層。具體的安裝過程， 一般是先在封頭內(nèi)設(shè)置數(shù)根 支承梁(支承梁一般采用工字鋼，由封頭上的進(jìn)料入口送入，兩端悍接于封頭內(nèi) 壁)，然后將耐腐蝕金屬桿件或耐腐蝕金屬片(圓弧面形)經(jīng)封頭上的進(jìn)料入口送 入封頭內(nèi)(此時(shí)進(jìn)料入口尚未安裝入口擴(kuò)散器)，在支承梁的上方焊接成框架結(jié) 構(gòu)或圓筒形結(jié)構(gòu)的固定盤框l，支承于支承梁上。之后，將已制作好的圓筒形過 濾槽2和各條形過濾槽3經(jīng)進(jìn)料入口送入封頭內(nèi)，置于固定盤框1中并支承于支承 梁上；圓筒形過濾槽2設(shè)于固定盤框1的中心位置，條形過濾槽3環(huán)繞圓筒形過濾 槽2呈輻射狀均勻布置。再用活動(dòng)連接件4(例如螺栓螺母)分別將各條形過濾槽 3、條形過濾槽3與圓筒形過濾槽2以及與固定盤框1相互連接，組裝成本發(fā)明的 過濾設(shè)備?？梢栽趫A筒形過濾槽2和條形過濾槽3全部布置好后再用活動(dòng)連接件4 連接，也可以先布置好圓筒形過濾槽2后一邊布置條形過濾槽3、 一邊用活動(dòng)連 接件4連接。組裝好的過濾設(shè)備最后用螺栓螺母與支承梁緊固連接(連接部位一 般為圓筒形過濾槽框架20以及各條形過濾槽框架30與支承梁的接觸處)，即完成 過濾設(shè)備的安裝。
在反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間正常停工檢修時(shí)，可在封頭內(nèi)通過松開活動(dòng)連接件4 以及連接過濾設(shè)備與支承梁的螺栓螺母，將堵塞的圓筒形過濾槽2和條形過濾槽 3拆掉并從進(jìn)料入口取出，在反應(yīng)器外進(jìn)行除垢、清洗，或者進(jìn)行更換；之后再 將其由進(jìn)料入口送入封頭內(nèi)，重新與固定盤框l一起組裝成過濾設(shè)備并投入使 用。
圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3內(nèi)需要裝填保護(hù)劑9時(shí)，通常是待過濾設(shè)備在 封頭內(nèi)組裝完成后再裝填。
固定床加氫反應(yīng)器采用本發(fā)明過濾設(shè)備，催化劑頂部床層的上表面仍按常 規(guī)均勻敷設(shè)瓷球床層并在瓷球床層的下面敷設(shè)保護(hù)劑床層(瓷球和保護(hù)劑都是 常規(guī)的)，但不再設(shè)置積垢籃，除此之外無其它結(jié)構(gòu)上的變化。反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 用本發(fā)明的過濾設(shè)備代替積垢籃進(jìn)行過濾，其余操作步驟和操作條件基本不變。
本發(fā)明過濾設(shè)備各部件的材料，包括用于支承過濾設(shè)備的支承梁的材料， 均采用耐腐蝕金屬，例如不銹鋼。下面結(jié)合附圖、以用于烴類原料的固定床加氫反應(yīng)器為例說明本發(fā)明過濾 設(shè)備的過濾過程。第一種情況，液相進(jìn)料中的可溶性污物含量較低，不必考慮； 過濾設(shè)備的圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3內(nèi)不裝填保護(hù)劑。進(jìn)入反應(yīng)器前進(jìn)行 機(jī)械過濾、剩余有部分機(jī)械雜質(zhì)的液相進(jìn)料與氣相進(jìn)料混合，經(jīng)換熱、加熱后 由封頭上的進(jìn)料入口進(jìn)入反應(yīng)器，經(jīng)入口擴(kuò)散器擴(kuò)散到本發(fā)明過濾設(shè)備上。氣 相進(jìn)料攜帶很少量的液相進(jìn)料從內(nèi)環(huán)形縫隙5、條形縫隙6和外環(huán)形縫隙7通過， 流動(dòng)至位于過濾設(shè)備下方的氣液分配盤。絕大部分的液相進(jìn)料由圓筒形過濾槽2 和條形過濾槽3頂部的開口進(jìn)入圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3內(nèi)，由圓筒形過濾 槽2和條形過濾槽3底面和側(cè)面下部的網(wǎng)條濾網(wǎng)8對(duì)液相進(jìn)料中的污物(機(jī)械雜質(zhì)) 進(jìn)行攔截、過濾、沉積，之后液相進(jìn)料從網(wǎng)條濾網(wǎng)8網(wǎng)條之間的條縫流出，向下 流動(dòng)至氣液分配盤；氣液分配盤將液相進(jìn)料(以及氣相進(jìn)料)均勻地分配至下方 的反應(yīng)器水平截面上。液相進(jìn)料與氣相進(jìn)料再向下流經(jīng)瓷球床層和保護(hù)劑床層 到達(dá)催化劑頂部床層。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，污物逐漸在圓筒形過濾槽2和條形 過濾槽3內(nèi)沉積，過濾槽底面和側(cè)面下部的網(wǎng)條濾網(wǎng)8堵塞，過濾槽內(nèi)的液面上 升；液相進(jìn)料由圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3側(cè)面上部未堵塞的網(wǎng)條濾網(wǎng)8過 濾，之后從這部分網(wǎng)條濾網(wǎng)8網(wǎng)條之間的條縫流出，分別經(jīng)內(nèi)環(huán)形縫隙5、條形 縫隙6和外環(huán)形縫隙7向下流動(dòng)至氣液分配盤。
第二種情況，液相進(jìn)料中的可溶性污物含量較高，此時(shí)過濾設(shè)備的圓筒形 過濾槽2和條形過濾槽3內(nèi)裝填有保護(hù)劑9(參見圖3、圖4)。進(jìn)入反應(yīng)器前進(jìn)行機(jī) 械過濾、剩余有部分機(jī)械雜質(zhì)并含有高含量可溶性污物的液相進(jìn)料與氣相進(jìn)料 混合，經(jīng)換熱、加熱后由封頭上的進(jìn)料入口進(jìn)入反應(yīng)器，經(jīng)入口擴(kuò)散器擴(kuò)散到 本發(fā)明過濾設(shè)備上。氣相進(jìn)料攜帶很少量的液相進(jìn)料從內(nèi)環(huán)形縫隙5、條形縫隙 6和外環(huán)形縫隙7通過，流動(dòng)至位于過濾設(shè)備下方的氣液分配盤。絕大部分的液 相進(jìn)料由圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3頂部的開口進(jìn)入圓筒形過濾槽2和條形 過濾槽3內(nèi)，由保護(hù)劑9通過物理一化學(xué)作用對(duì)液相進(jìn)料中的可溶性污物進(jìn)行吸 附、脫除，并攔截、沉積液相進(jìn)料中的機(jī)械雜質(zhì)。之后， 一部分液相進(jìn)料從圓 筒形過濾槽2和條形過濾槽3底面的網(wǎng)條濾網(wǎng)8的網(wǎng)條之間的條縫流出，向下流動(dòng) 至氣液分配盤；另一部分液相進(jìn)料從與保護(hù)劑9接觸的圓筒形過濾槽2和條形過 濾槽3側(cè)面的網(wǎng)條濾網(wǎng)8的網(wǎng)條之間的條縫流出，分別經(jīng)內(nèi)環(huán)形縫隙5、條形縫隙 6和外環(huán)形縫隙7向下流動(dòng)至氣液分配盤。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，保護(hù)劑9被吸附、 沉積的污物堵塞后，液相進(jìn)料由保護(hù)劑9上方、不與保護(hù)劑9接觸的圓筒形過濾 槽2和條形過濾槽3側(cè)面的網(wǎng)條濾網(wǎng)8過濾，之后從這部分網(wǎng)條濾網(wǎng)8網(wǎng)條之間的 條縫流出，分別經(jīng)內(nèi)環(huán)形縫隙5、條形縫隙6和外環(huán)形縫隙7向下流動(dòng)至氣液分配 盤。此時(shí)圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3僅能過濾掉液相進(jìn)料中的機(jī)械雜質(zhì)，對(duì)可溶性污物已不能吸附、脫除。隨著氣液分配盤將液相進(jìn)料(以及氣相進(jìn)料)分 配至下方的反應(yīng)器水平截面上、液相進(jìn)料與氣相進(jìn)料繼續(xù)向下流經(jīng)瓷球床層和 保護(hù)劑床層到達(dá)催化劑頂部床層，液相進(jìn)料中的可溶性污物開始由保護(hù)劑床層 進(jìn)行吸附、脫除，催化劑頂部床層的反應(yīng)和操作并不因此而受到影響。
對(duì)于上述兩種情況的過濾過程，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)和污物沉積過程
的繼續(xù)，圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3完全堵塞，過濾設(shè)備失去過濾作用。液 相進(jìn)料從圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3頂部的邊緣溢流出，分別經(jīng)內(nèi)環(huán)形縫隙 5、條形縫隙6和外環(huán)形縫隙7向下流動(dòng)至氣液分配盤，與氣相進(jìn)料一起由氣液分 配盤分配至下方的反應(yīng)器水平截面上；之后液相進(jìn)料與氣相進(jìn)料繼續(xù)向下流經(jīng) 瓷球床層和保護(hù)劑床層到達(dá)催化劑頂部床層。在此過程中，液相進(jìn)料中的機(jī)械 雜質(zhì)類污物開始由瓷球床層進(jìn)行攔截、過濾和沉積，液相進(jìn)料中的可溶性污物 則繼續(xù)由瓷球床層下面的保護(hù)劑床層進(jìn)行吸附、脫除。保護(hù)劑床層還可以攔截、 過濾、沉積液相進(jìn)料中未被瓷球床層過濾掉的剩余機(jī)械雜質(zhì)。在瓷球床層和保 護(hù)劑床層被沉積的污物完全堵塞、失去作用之前，催化劑頂部床層始終都能得 到很好的保護(hù)，其壓降不會(huì)升髙。
在上述的過濾過程中，當(dāng)條形過濾槽3的外圓弧面?zhèn)让媾c固定盤框1之間不 留外環(huán)形縫隙7時(shí)，氣相進(jìn)料和液相進(jìn)料僅從內(nèi)環(huán)形縫隙5、條形縫隙6通過，向 下流動(dòng)。
由以上的說明可知，本發(fā)明過濾設(shè)備在圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3完全 堵塞后，氣相進(jìn)料和液相進(jìn)料可以通過內(nèi)環(huán)形縫隙5、條形縫隙6以及外環(huán)形縫 隙7(若留有外環(huán)形縫隙7的話)向下流動(dòng)，因而不會(huì)影響反應(yīng)裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 在反應(yīng)器正常的停工檢修期間，可將圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3從反應(yīng)器內(nèi) 取出進(jìn)行除垢、清洗，或者進(jìn)行更換；詳見本說明書過濾設(shè)備安裝、檢修部分 的說明。圓筒形過濾槽2和條形過濾槽3內(nèi)需要裝填保護(hù)劑時(shí)，在檢修時(shí)重新裝 填新的保護(hù)劑。
以上的具體實(shí)施方式
部分，以應(yīng)用于加氫反應(yīng)器為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明。 對(duì)于其它類型的氣液并流固定床反應(yīng)器，可按照與上述加氫反應(yīng)器基本相同的 原理設(shè)置本發(fā)明的過濾設(shè)備并進(jìn)行相應(yīng)的各種操作。
權(quán)利要求
1. 一種用于氣液并流固定床反應(yīng)器內(nèi)的過濾設(shè)備，其特征在于它包括一個(gè)水平截面形狀為圓形的固定盤框(1)，固定盤框(1)內(nèi)設(shè)有一個(gè)圓筒形過濾槽(2)和若干個(gè)水平截面形狀為扇環(huán)形的條形過濾槽(3)，圓筒形過濾槽(2)設(shè)于固定盤框(1)的中心位置，條形過濾槽(3)環(huán)繞圓筒形過濾槽(2)呈輻射狀均勻布置，圓筒形過濾槽(2)和條形過濾槽(3)均設(shè)有由網(wǎng)條濾網(wǎng)(8)構(gòu)成的底面和側(cè)面，頂部為開口結(jié)構(gòu)，所述的網(wǎng)條濾網(wǎng)(8)分別固定于圓筒形過濾槽框架(20)和條形過濾槽框架(30)上，圓筒形過濾槽(2)的側(cè)面為圓筒形，條形過濾槽(3)的側(cè)面包括一個(gè)內(nèi)圓弧面?zhèn)让?、一個(gè)外圓弧面?zhèn)让婧蛢蓚€(gè)平面?zhèn)让?，條形過濾槽(3)的內(nèi)圓弧面?zhèn)让媾c圓筒形過濾槽(2)的側(cè)面相鄰，兩者之間留有內(nèi)環(huán)形縫隙(5)，條形過濾槽(3)的外圓弧面?zhèn)让媾c固定盤框(1)相鄰，相鄰兩個(gè)條形過濾槽(3)的平面?zhèn)让嬷g留有條形縫隙(6)，條形過濾槽(3)之間、條形過濾槽(3)與圓筒形過濾槽(2)以及與固定盤框(1)之間通過活動(dòng)連接件(4)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的過濾設(shè)備，其特征在于網(wǎng)條濾網(wǎng)(8)中網(wǎng)條之間 的條縫寬度為20 100/zm，條形過濾槽(3)設(shè)置10 30個(gè)，圓筒形過濾槽(2)的 直徑為20 100cm，圓筒形過濾槽(2)和條形過濾槽(3)的高度為10 50cm，內(nèi)環(huán) 形縫隙(5)的寬度為5 20cm，條形縫隙(6)長(zhǎng)度中點(diǎn)處的寬度為2 15cm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的過濾設(shè)備，其特征在于條形過濾槽(3)設(shè)置10 20個(gè)，圓筒形過濾槽(2)和條形過濾槽(3)的高度為15 30cm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的過濾設(shè)備，其特征在于條形過濾槽(3)的外圓弧 面?zhèn)让媾c固定盤框(1)之間留有外環(huán)形縫隙(7)，外環(huán)形縫隙(7)的寬度小于等于 20cm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的過濾設(shè)備，其特征在于圓筒形過 濾槽(2)和條形過濾槽(3)內(nèi)裝填有保護(hù)劑(9),保護(hù)劑(9)為吸附劑、脫炭劑或脫鐵劑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的過濾設(shè)備，其特征在于保護(hù)劑(9)的裝填高度為 圓筒形過濾槽(2)和條形過濾槽(3)高度的10% 50%。
全文摘要
本發(fā)明公開了石油煉制、有機(jī)化工等領(lǐng)域中的一種用于氣液并流固定床反應(yīng)器內(nèi)的過濾設(shè)備，以解決現(xiàn)有用于反應(yīng)器內(nèi)的積垢籃所存在的安裝煩瑣、占用反應(yīng)器有效空間等問題。本發(fā)明在固定盤框(1)的中心位置設(shè)有一個(gè)圓筒形過濾槽(2)，環(huán)繞圓筒形過濾槽呈輻射狀均勻地布置有若干個(gè)水平截面形狀為扇環(huán)形的條形過濾槽(3)。圓筒形過濾槽和條形過濾槽均設(shè)有由網(wǎng)條濾網(wǎng)(8)構(gòu)成的底面和側(cè)面，頂部為開口結(jié)構(gòu)。條形過濾槽的內(nèi)圓弧面?zhèn)让媾c圓筒形過濾槽的側(cè)面之間留有內(nèi)環(huán)形縫隙(5)，相鄰兩個(gè)條形過濾槽的平面?zhèn)让嬷g留有條形縫隙(6)。條形過濾槽之間、條形過濾槽與圓筒形過濾槽以及與固定盤框之間通過活動(dòng)連接件(4)連接。
文檔編號(hào)B01J8/02GK101279225SQ200810049860
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者欣 姚, 師敬偉, 龐晶晶, 李保鋒, 李立權(quán), 盛維武, 麗 葛, 蔡連波, 峰 裘, 趙曉青, 郭為民, 劍 陳, 陳崇剛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司;中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)石油化工工程公司