專利名稱：一種離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油煉制及石油化工領(lǐng)域的一種離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器可用于石油煉制及石油化工領(lǐng)域的許多氣固相反應(yīng)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(yīng)器。中國專利CN 1454972A所公開的連續(xù)催化重整反應(yīng)器，是一種Π型離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器。該種反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，主要包括由頂部封頭、圓筒形筒體、底部封頭組成的反應(yīng)器殼體，反應(yīng)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(yīng)器殼體上設(shè)有氣體反應(yīng)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(yīng)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。中心筒的空腔構(gòu)成氣體反應(yīng)物分流流道，扇形筒的空腔或外網(wǎng)與圓筒形筒體之間的空間構(gòu)成氣體產(chǎn)物集流流道。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(yīng)器的軸向向下移動)。氣體反應(yīng)物在反應(yīng)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(yīng)器內(nèi)氣固兩相的接觸為錯流接觸。該種反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)。連續(xù)催化重整反應(yīng)為體積增加的反應(yīng)，即氣體產(chǎn)物的體積大于氣體反應(yīng)物的體積，沿反應(yīng)器的徑向氣體的體積逐漸增大；采用離心式移動床氣固徑向反應(yīng)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(yīng)；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(yīng)器存在的一個缺點(diǎn)是，氣體反應(yīng)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(yīng)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(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器所存在的氣體反應(yīng)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(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器，包括由頂部封頭、圓筒形筒體、底部封頭組成的反應(yīng)器殼體，反應(yīng)器殼體內(nèi)與其同軸設(shè)置有中心筒、扇形筒或外網(wǎng)，中心筒與扇形筒或外網(wǎng)之間構(gòu)成環(huán)形空間，環(huán)形空間的頂部設(shè)有蓋板，反應(yīng)器殼體上設(shè)有氣體反應(yīng)物入口管、氣體產(chǎn)物出口管、催化劑入口管、催化劑出口管，氣體產(chǎn)物出口管與催化劑入口管設(shè)于頂部封頭上，催化劑出口管設(shè)于底部封頭上，氣體反應(yīng)物入口管與中心筒相連通，其特征在于氣體反應(yīng)物入口管由垂直段和水平段組成，垂直段與中心筒的底部相連通，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，中心筒的頂部設(shè)有套座，環(huán)形空間的底部設(shè)有底板。
采用本實(shí)用新型，具有如下的有益效果由于本實(shí)用新型反應(yīng)器的氣體反應(yīng)物入口管由垂直段和水平段組成，垂直段與中心筒的底部相連通，水平段連接于反應(yīng)器圓筒形筒體的側(cè)壁上，這樣使反應(yīng)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(shí)用新型的一種優(yōu)選方案是，在氣體反應(yīng)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(hù)罩。膨脹圈可以吸收反應(yīng)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(shí)施方式
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是本實(shí)用新型的一種安裝扇形筒的離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器沿軸向的剖視圖。
圖2是本實(shí)用新型的一種安裝外網(wǎng)的離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器沿軸向的剖視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示本實(shí)用新型的一種離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器(簡稱為反應(yīng)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(yīng)器殼體，反應(yīng)器殼體內(nèi)與其同軸設(shè)置有中心筒5、扇形筒701。中心筒5與扇形筒701之間構(gòu)成環(huán)形空間6，環(huán)形空間6的頂部設(shè)有蓋板401；中心筒5的頂部設(shè)有套座10。蓋板401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401的外圓周與扇形筒701的頂部之間、蓋板401的內(nèi)圓周與中心筒5頂部的套座10之間也均采用緊固連接件(螺栓螺母、連接銷等)連接。
參見圖1，中心筒5的空腔構(gòu)成氣體反應(yīng)物分流流道12，扇形筒701的空腔構(gòu)成氣體產(chǎn)物集流流道13。其中氣體產(chǎn)物集流流道13的出氣口位于氣體產(chǎn)物集流流道13的頂部。扇形筒701沿反應(yīng)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)有頂板，底部設(shè)有底板，底部支承于支撐件11上。圖1所示反應(yīng)器，氣體產(chǎn)物集流流道13由扇形筒701的空腔構(gòu)成，氣體產(chǎn)物集流流道13的出氣口亦即扇形筒701的出氣口。如圖1所示，扇形筒701的出氣口位于扇形筒701的頂部。
參見圖1，反應(yīng)器殼體上設(shè)有氣體反應(yīng)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與催化劑入口管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)，氣體反應(yīng)物入口管101與中心筒5的底部相連通。所述的催化劑入口管201經(jīng)蓋板401上的開孔穿過蓋板401，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。蓋板401和套座10與頂部封頭301之間的空間構(gòu)成集氣室14，所述的氣體產(chǎn)物集流流道13的出氣口和氣體產(chǎn)物出口管102均與集氣室14相連通。
參見圖1，本實(shí)用新型反應(yīng)器的氣體反應(yīng)物入口管101由垂直段和水平段組成，垂直段與中心筒5的底部相連通，水平段連接于圓筒形筒體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(diǎn)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(yīng)物入口管101垂直段和水平段的偏差，并便于氣體反應(yīng)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(dá)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。
參見圖1，在環(huán)形空間6的底部設(shè)有底板402。底板402與蓋板401的結(jié)構(gòu)基本相同，通常也是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。底板402的外圓周與扇形筒701的底部之間、底板402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。設(shè)于底部封頭303上的催化劑出口管202經(jīng)底板402上的開孔穿過底板402，其頂部伸入至環(huán)形空問6。
為便于安裝、拆卸，將催化劑入口管201在蓋板401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。類似地，催化劑出口管202也在底板402的下方分為兩段并采用活接頭203連接。
采用本實(shí)用新型圖1所示反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，使反應(yīng)器的頂部封頭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。
圖1所示的離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器，氣體反應(yīng)物入口管101是與反應(yīng)器殼體(圓筒形筒體302)和中心筒5相連的。由于反應(yīng)器殼體與中心筒5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(yīng)物入口管101上，從而造成組成底板402的扇形板之間、底板402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(shí)用新型反應(yīng)器在氣體反應(yīng)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(yīng)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。為保護(hù)膨脹圈9，在膨脹圈9的外部設(shè)有保護(hù)罩901，參見圖1。
圖1所示的反應(yīng)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(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖參見圖2。外網(wǎng)702與反應(yīng)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401，中心筒5的頂部設(shè)有套座10。環(huán)形空間6的底部設(shè)有底板402；外網(wǎng)702的底部設(shè)有底蓋板，底蓋板的外圓周焊接于圓筒形筒體302上。蓋板401與底板402通常由若干塊扇形板組成，扇形板之間以及蓋板401的外圓周與外網(wǎng)702的頂部之間、蓋板401的內(nèi)圓周與中心筒5頂部的套座10之間、底板402的外圓周與外網(wǎng)702的底部之間、底板402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與圓筒形筒體302之間的空間構(gòu)成氣體產(chǎn)物集流流道13，氣體產(chǎn)物集流流道13的出氣口位于氣體產(chǎn)物集流流道13的頂部；該氣體產(chǎn)物集流流道13的出氣口為外網(wǎng)702的頂部與圓筒形筒體302之間所構(gòu)成的環(huán)形敞口。圖2所示反應(yīng)器不同于圖1所示反應(yīng)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)系基本上均與圖1所示的反應(yīng)器相同，詳細(xì)說明從略。
圖1與圖2所示的反應(yīng)器，均屬于下部進(jìn)料、上部出料的Z型離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器。下面以圖1所示反應(yīng)器應(yīng)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(yīng)物入口管101進(jìn)入反應(yīng)器的中心筒5，中心筒5的空腔構(gòu)成氣體反應(yīng)物分流流道12。之后氣體反應(yīng)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(yīng)。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13。氣體產(chǎn)物再由氣體產(chǎn)物集流流道13的出氣口(亦即扇形筒701的出氣口，位于氣體產(chǎn)物集流流道13或者說是扇形筒701的頂部)流出，進(jìn)入集氣室14，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(yīng)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(jìn)入環(huán)形空間6，在重力作用下沿反應(yīng)器的軸向由上向下移動通過反應(yīng)器，形成向下移動的催化劑床層；反應(yīng)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(yīng)物在反應(yīng)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(shí)用新型反應(yīng)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(yīng)器圓筒形筒體302之間的空間構(gòu)成氣體產(chǎn)物集流流道13；圖2所示反應(yīng)器與圖1所示反應(yīng)器的操作過程基本相同，詳細(xì)說明從略。圖1與圖2中，未注明附圖標(biāo)記的箭頭表示氣體反應(yīng)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(biāo)記所表示的技術(shù)特征均與圖1中的相同。
本實(shí)用新型反應(yīng)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(yīng)過程，例如烴類脫氫反應(yīng)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(yīng)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(jì)中。
權(quán)利要求1.一種離心式移動床氣固徑向反應(yīng)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(yīng)器殼體，反應(yīng)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)，中心筒(5)與扇形筒(701)或外網(wǎng)(702)之間構(gòu)成環(huán)形空間(6)，環(huán)形空間(6)的頂部設(shè)有蓋板(401)，反應(yīng)器殼體上設(shè)有氣體反應(yīng)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)，氣體產(chǎn)物出口管(102)與催化劑入口管(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，氣體反應(yīng)物入口管(101)與中心筒(5)相連通，其特征在于氣體反應(yīng)物入口管(101)由垂直段和水平段組成，垂直段與中心筒(5)的底部相連通，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)，中心筒(5)的頂部設(shè)有套座(10)，環(huán)形空間(6)的底部設(shè)有底板(402)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器，其特征在于在氣體反應(yīng)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(hù)罩(901)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了石油煉制及石油化工領(lǐng)域的一種離心式移動床氣固徑向反應(yīng)器，用于解決現(xiàn)有反應(yīng)器所存在的氣體反應(yīng)物入口管、氣體產(chǎn)物出口管和催化劑入口管的布置空間較為狹小、造成其布置比較困難的問題。本實(shí)用新型反應(yīng)器，其氣體產(chǎn)物出口管(102)與催化劑入口管(201)設(shè)于反應(yīng)器的頂部封頭(301)上，催化劑出口管(202)設(shè)于反應(yīng)器的底部封頭(303)上。氣體反應(yīng)物入口管(101)由垂直段和水平段組成，垂直段與中心筒(5)的底部相連通，水平段連接于反應(yīng)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)。本實(shí)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C10G35/12GK2865849SQ20062002986
公開日2007年2月7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)明者閆遂寧, 楊寶貴, 彭世浩, 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(tuán)公司, 中國石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司