專利名稱：一種設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油化工領(lǐng)域，具體涉及一種設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前汽油脫硫主要采用固定床加氫反應(yīng)器，催化劑在反應(yīng)器中處于密實裝填狀 態(tài)。石化裝置中最為典型的流化床反應(yīng)器是催化裂化裝置提升管反應(yīng)器，其上部設(shè)置快分 構(gòu)件，強化氣體與催化劑的氣固分離效果；提升管反應(yīng)器內(nèi)的氣體與催化劑自下向上流動， 流速一般在12-20m/s，是一種高速流化狀態(tài)。 現(xiàn)有技術(shù)中，公開號為CN1824378A的申請公開了用于費托合成的流化床反應(yīng)器， 此流化床反應(yīng)器用于費托合成，其存在的問題是(l)其上的過濾器為連續(xù)運行，如果過濾 器發(fā)生壓降超標(biāo)等問題，過濾器將被迫停止運行，進(jìn)而整個反應(yīng)器將停止工作；(2)過濾器 整體安裝在反應(yīng)器內(nèi)部，不利于檢修。 另外，公開號為CN2216860的現(xiàn)有技術(shù)公開了一種流化反應(yīng)裝置，其存在的問題 是(l)其底部的分布器采用具有磁性的球體與可產(chǎn)生交變磁場的磁鐵組成，產(chǎn)生的氣體 只能在球體與錐段結(jié)合部位附近分布，不能使氣體在整個反應(yīng)器橫截面均勻分布，由此導(dǎo) 致其反應(yīng)器空間利用率低，反應(yīng)器的處理量難以擴大；(2)其過濾器手動清洗效率低且人 力勞動強度大，并且依賴于人的主觀判斷，難以保證及時的高效清洗；(3)由于沒有降塵設(shè) 施，氣體的含塵量高，過濾器清洗頻繁，進(jìn)一步增大了操作工的勞動強度；(4)只能實現(xiàn)間 歇式操作，當(dāng)出料接收器接收的粉末達(dá)到上限時必須更換接收器，在更換期間只能停止操 作；(5)只能實現(xiàn)小于40微米顆粒的流化，這是由于其分布器采用磁性球體與錐形連接處 的方式，如果顆粒直徑更大，將難以下落到接收器甚至卡住磁性球體。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種設(shè)有降塵器的 流化床反應(yīng)器，實現(xiàn)過濾器的自動清洗，保證過濾器長周期穩(wěn)定運行且方便檢修，促進(jìn)氣體 均勻分布進(jìn)而提高反應(yīng)器的空間利用率并實現(xiàn)大處理量連續(xù)操作。 本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 —種設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其從上至下依次包括分離段4、擴張段3、反應(yīng) 段l，在所述反應(yīng)段1中裝有催化劑床層2。在所述擴張段3和分離段4內(nèi)設(shè)有降塵器9，用 于降低氣體含塵量。 在具體實施中，所述降塵器9的固定位置可以根據(jù)催化劑床層的氣體流速具體確 定，當(dāng)催化劑床層的氣體流速設(shè)計值大于0. 35m/s時，降塵器的下沿可高于擴張段的上沿； 所述降塵器9可以采用阻擋式降塵器20或者旋流式降塵器21 ;所述阻擋式降塵器20可以 采用圓錐形結(jié)構(gòu)，其圓錐形結(jié)構(gòu)的斜邊與水平線的夾角必須大于催化劑的休止角，所謂的 催化劑休止角是指在重力場中，催化劑堆積體的自由表面處于平衡的極限狀態(tài)時自由表面 與水平面之間的角度。所述旋流式降塵器21可以采用扭曲葉片結(jié)構(gòu)，葉片數(shù)目可以為3至
48個。從效果來說，阻擋式降塵器20能夠在低速流化床情況下降低氣體攜帶的催化劑含量 約30%，旋流式降塵器21在較高速流化床的情況下能降低含塵量約22%。 在具體實施中，在所述分離段4的頂部可以設(shè)置有自動反沖洗過濾器5，所述自動 反沖洗過濾器5與所述分離段4頂部的反應(yīng)器出口法蘭22配對設(shè)置；所述自動反沖洗過濾 器5上部設(shè)有氣體出口 10，下部設(shè)有濾芯23，所述濾芯23伸入所述分離段4的內(nèi)部。在工 作過程中，催化劑粉塵在濾芯23表面形成厚度逐漸增大的濾餅導(dǎo)致壓降升高，當(dāng)壓降升高 到設(shè)定值或時間間隔達(dá)到設(shè)定值時，自動反沖洗過濾器將自動啟動反沖洗程序，采用高壓 氣體對濾芯實行脈沖反吹，使濾芯23表面的濾餅破碎脫落，進(jìn)而恢復(fù)過濾性能。 在具體實施中，在所述反應(yīng)段1的下部可以設(shè)有防倒流分布器8，用于防止催化劑 顆粒倒流到所述防倒流分布器8的下方；所述防倒流分布器8包括分布板19、一組泡帽15 和一組中心管16 ;所述分布板19上均勻開有一組孔，每個開孔中安裝一個所述中心管16 ; 每個所述中心管16上端與一個泡帽15相通，每個所述中心管16下端開有流通孔18 ;所述 泡帽15的下端面采用齒形結(jié)構(gòu)17。通過控制流通孔、中心管、泡帽的大小，特別是中心管16 的內(nèi)徑保證各種工況下中心管內(nèi)的氣體流速超過5m/s，從而避免催化劑顆粒倒流到分布器 下方，得到在整個反應(yīng)器橫截面均勻分布的氣體。另外，采用防倒流分布器8可以實現(xiàn)較大 顆粒的流化，實際應(yīng)用中顆粒直徑達(dá)到110微米。 在具體實施中，在所述反應(yīng)段1的底部設(shè)有氣體入口 6，在所述反應(yīng)段1內(nèi)氣體入 口 6的上方設(shè)有防沖分布器7 ;所述防沖分布器7采用圓形遮板結(jié)構(gòu)，圓形遮板的直徑是所 述氣體入口 6直徑的1. 3-1. 9倍。 在具體實施中，在所述反應(yīng)段1上部向外接有接收器14 ;所述接收器14通過再生 劑橫管12與所述反應(yīng)段1相連通，所述再生劑橫管12的入口設(shè)置在低于催化劑床層2上 端面的位置。 在具體實施中，在所述反應(yīng)段1下部向外接有還原器13 ;所述還原器13通過還原 劑斜管11與所述反應(yīng)段1相連通，所述還原劑斜管11斜插入所述反應(yīng)段1內(nèi)，還原劑斜管 11的出口位于防倒流分布器8上方。 活性降低的催化劑從再生劑橫管12進(jìn)入接收器14，最終從接收器14底部去再生 系統(tǒng)。所述還原器13通過還原劑斜管11與所述反應(yīng)段1相連通，所述還原劑斜管11的出 口斜插入所述反應(yīng)段1內(nèi)。催化劑從還原器13經(jīng)還原劑斜管11進(jìn)入反應(yīng)器下部。因此， 可以實現(xiàn)流化床的連續(xù)操作，能夠?qū)崿F(xiàn)大處理量連續(xù)操作。 在具體實施中，為了滿足低速流化的要求，所述反應(yīng)段l內(nèi)的氣體流速控制在 0. 2-0. 6m/s的范圍內(nèi)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是l.自動判斷并啟動反沖洗過程，及 時、自動、高效地恢復(fù)了過濾器的過濾性能，減少了勞動強度；實現(xiàn)了方便地將過濾器整體 吊出實現(xiàn)反應(yīng)器外檢修；2.有效減少氣體的含塵量，從而大幅減少自動反沖洗過濾器的負(fù) 荷，有效地延長了自動反沖洗過濾器操作周期，減少了設(shè)備投資和維護(hù)費用；3.避免了催 化劑顆粒倒流到分布器下方，使氣體在整個反應(yīng)器橫截面均勻分布，并且避免了從氣體入 口流入的氣體沖擊防倒流分布器，進(jìn)一步促進(jìn)了氣體均勻分布，提高了反應(yīng)器的空間利用 率和效率；4.實現(xiàn)了較大顆粒的流化，實際應(yīng)用中顆粒直徑達(dá)到110微米；5.反應(yīng)氣體和 催化劑經(jīng)過不同的路徑進(jìn)入反應(yīng)段后又從不同的路徑流出，實現(xiàn)了大處理量連續(xù)操作。以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述


圖1是本實用新型的流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖 圖2是本實用新型中降塵器的兩種結(jié)構(gòu)圖 圖3是本實用新型中防倒流分布器的結(jié)構(gòu)圖
具體實施方式如
圖1所示，一種設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其從上至下依次包括分離段4、擴 張段3、反應(yīng)段l，在所述反應(yīng)段1中裝有催化劑床層2，在所述反應(yīng)段1上部向外接有接收 器14，在所述反應(yīng)段1下部向外接有還原器13。其中，催化劑床層2是依靠上升氣體托住 的，其高度是由氣體流速和床層的催化劑藏量共同決定。在氣體流速穩(wěn)定的情況下可以通 過添加或卸出催化劑來增加或減少藏量，從而調(diào)節(jié)催化劑床層2的高度。 在所述分離段4的頂部設(shè)置有自動反沖洗過濾器5，所述自動反沖洗過濾器5與所 述分離段4頂部的反應(yīng)器出口法蘭22配對設(shè)置；所述自動反沖洗過濾器5上部設(shè)有氣體出 口 10，下部設(shè)有濾芯23，所述濾芯23伸入所述分離段4的內(nèi)部。在工作過程中，通常每隔 10至100分鐘自動反沖洗過濾器5會進(jìn)行一次自動反沖洗，使濾芯的過濾性得到恢復(fù)。 在所述擴張段3和分離段4內(nèi)設(shè)有降塵器9，用于降低向上流動氣體的含塵量，減 小自動反沖洗過濾器5的過濾負(fù)荷。具體來說，降塵器9的結(jié)構(gòu)如圖2所示，所述降塵器9 采用阻擋式降塵器20或者旋流式降塵器21 ;所述阻擋式降塵器20采用圓錐形結(jié)構(gòu)，其圓 錐形結(jié)構(gòu)的斜邊與水平線的夾角必須大于催化劑的休止角。阻擋式降塵器20與氣體向上 流動時攜帶的催化劑顆粒發(fā)生碰撞，降低催化劑顆粒流速甚至改變其運動方向，阻止催化 劑顆粒繼續(xù)向上流動達(dá)到減小氣體含塵量的目的。所述旋流式降塵器21采用扭曲葉片結(jié) 構(gòu)，葉片數(shù)目為3至8個，扭曲葉片結(jié)構(gòu)可以引導(dǎo)向上流動的氣體及催化劑顆粒產(chǎn)生周向旋 轉(zhuǎn)動量，進(jìn)而產(chǎn)生離心力，利用催化劑顆粒遠(yuǎn)大于氣體的離心力將催化劑顆粒甩到反應(yīng)器 邊壁實現(xiàn)降低氣體含塵量的目的。 在所述反應(yīng)段1的下部設(shè)有防倒流分布器8，用于防止催化劑顆粒倒流到所述防 倒流分布器8的下方。具體來說，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，所述防倒流分布器8包括分布板19、 一組泡帽15和一組中心管16 ;所述分布板19上均勻開有一組孔，每個開孔中安裝一個所 述中心管16 ;每個所述中心管16上端與一個泡帽15相通，每個所述中心管16下端開有流 通孔18 ;所述泡帽15的下端面采用齒形結(jié)構(gòu)17。工作過程中，氣體通過流通孔18進(jìn)入中 心管16，然后從泡帽15下端面的齒型結(jié)構(gòu)17進(jìn)入反應(yīng)段1內(nèi)。通過控制泡帽15的排列間 距來保證氣體流出齒形結(jié)構(gòu)17的流速，從而保證氣體在整個反應(yīng)器橫截面上分布均勻。通 過控制流通孔、中心管、泡帽的大小，特別是中心管16的內(nèi)徑來保證各種工況下在中心管 內(nèi)的氣體流速超過5m/s，從而避免催化劑顆粒倒流到分布器下方，并保證氣體在整個反應(yīng) 器橫截面上分布均勻。這樣，通過氣體流速的大小反算出中心管16的尺寸。 所述接收器14通過再生劑橫管12與所述反應(yīng)段1相連通，所述再生劑橫管12的 入口設(shè)置在低于催化劑床層2上端面的位置?；钚越档偷拇呋瘎脑偕鷦M管12進(jìn)入接 收器14，最終從接收器14底部去再生系統(tǒng)。[0026] 所述還原器13通過還原劑斜管11與所述反應(yīng)段1相連通，所述還原劑斜管11斜 插入所述反應(yīng)段1內(nèi)，所述還原劑斜管11出口位于所述防倒流分布器8的上方。催化劑從 還原劑13經(jīng)還原劑斜管11進(jìn)入反應(yīng)器下部。 在所述反應(yīng)段1的底部設(shè)有氣體入口 6 ;在所述反應(yīng)段1內(nèi)，氣體入口 6的上方、 防倒流分布器8的下方設(shè)有防沖分布器7。所述防沖分布器7采用圓形遮板結(jié)構(gòu)，圓形遮板 的直徑是氣體入口 6直徑的1. 3-1. 9倍。 為了滿足低速流化的要求，所述反應(yīng)段1內(nèi)的氣體流速控制在O. 2-0. 6m/s的范圍 內(nèi)。 上述技術(shù)方案只是本實用新型的一種實施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言， 在本實用新型公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不 僅限于本實用新型上述具體實施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選地，而 并不具有限制性的意義。
權(quán)利要求一種設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其從上至下依次包括分離段(4)、擴張段(3)、反應(yīng)段(1)，在所述反應(yīng)段(1)中裝有催化劑床層(2)，其特征在于在所述擴張段(3)和分離段(4)內(nèi)設(shè)有降塵器(9)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其特征在于 所述降塵器(9)采用阻擋式降塵器(20)或者旋流式降塵器(21);所述阻擋式降塵器(20)采用圓錐形結(jié)構(gòu)，其圓錐形結(jié)構(gòu)的斜邊與水平線的夾角必須大于催化劑的休止角；所 述旋流式降塵器(21)采用扭曲葉片結(jié)構(gòu)，葉片數(shù)目為3至8個。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其特征在于 在所述分離段(4)的頂部設(shè)置有自動反沖洗過濾器(5)，所述自動反沖洗過濾器(5)與所述分離段(4)頂部的反應(yīng)器出口法蘭(22)配對設(shè)置；所述自動反沖洗過濾器(5)上部設(shè) 有氣體出口 (IO)，下部設(shè)有濾芯(23)，所述濾芯(23)伸入所述分離段(4)的內(nèi)部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其特征在于 在所述反應(yīng)段(1)的下部設(shè)有防倒流分布器(8)，用于防止催化劑顆粒倒流到所述防倒流分布器(8)的下方；所述防倒流分布器(8)包括分布板(19)、一組泡帽(15)和一組 中心管(16);所述分布板(19)上均勻開有一組孔，每個開孔中安裝一個所述中心管(16); 每個所述中心管(16)上端與一個泡帽(15)相通，每個所述中心管(16)下端開有流通孔 (18);所述泡帽(15)的下端面采用齒形結(jié)構(gòu)(17)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其特征在于 在所述分離段(4)的頂部設(shè)置有自動反沖洗過濾器(5)，所述自動反沖洗過濾器(5)與所述分離段(4)頂部的反應(yīng)器出口法蘭(22)配對設(shè)置；所述自動反沖洗過濾器(5)上部設(shè) 有氣體出口 (IO)，下部設(shè)有濾芯(23)，所述濾芯(23)伸入所述分離段(4)的內(nèi)部；在所述反應(yīng)段(1)的下部設(shè)有防倒流分布器(8)，用于防止催化劑顆粒倒流到所述防 倒流分布器(8)的下方；所述防倒流分布器(8)包括分布板(19)、一組泡帽(15)和一組 中心管(16);所述分布板(19)上均勻開有一組孔，每個開孔中安裝一個所述中心管(16); 每個所述中心管(16)上端與一個泡帽(15)相通，每個所述中心管(16)下端開有流通孔 (18);所述泡帽(15)的下端面采用齒形結(jié)構(gòu)(17)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其特征在于 在所述反應(yīng)段(1)的底部設(shè)有氣體入口 (6)，在所述反應(yīng)段(1)內(nèi)氣體入口 (6)的上方設(shè)有防沖分布器(7);所述防沖分布器(7)采用圓形遮板結(jié)構(gòu)，圓形遮板的直徑是所述氣體 入口 (6)直徑的1.3-1.9倍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其特征在于 在所述反應(yīng)段(1)上部向外接有接收器(14);所述接收器(14)通過再生劑橫管(12)與所述反應(yīng)段(1)相連通，所述再生劑橫管(12)的入口設(shè)置在低于催化劑床層(2)上端面 的位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其特征在于， 在所述反應(yīng)段(1)下部向外接有還原器(13);所述還原器(13)通過還原劑斜管(11)與所述反應(yīng)段(1)相連通，所述還原劑斜管(11)的出口斜插入所述反應(yīng)段(1)內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，其特征在于 在所述反應(yīng)段(1)上部向外接有接收器(14);所述接收器(14)通過再生劑橫管(12)與所述反應(yīng)段(1)相連通，所述再生劑橫管(12)的入口設(shè)置在低于催化劑床層(2)上端面 的位置；在所述反應(yīng)段(1)下部向外接有還原器(13);所述還原器(13)通過還原劑斜管(11) 與所述反應(yīng)段(1)相連通，所述還原劑斜管(11)的出口斜插入所述反應(yīng)段(1)內(nèi)。
專利摘要本實用新型提供了一種設(shè)有降塵器的流化床反應(yīng)器，屬于石油化工領(lǐng)域。本裝置在反應(yīng)器中設(shè)置有自動反沖洗過濾器、降塵器、催化劑床層、防倒流分布器和防沖分布器，反應(yīng)器外接有還原器和接收器。利用本裝置可以及時、自動、高效地恢復(fù)過濾器的過濾性能，減少勞動強度；避免催化劑顆粒倒流到反應(yīng)器下方，從而使氣體在整個反應(yīng)器橫截面均勻分布；有效減少氣體的含塵量，從而大幅減少自動反沖洗過濾器的負(fù)荷，有效地延長自動反沖洗過濾器操作周期，減少設(shè)備投資和維護(hù)費用；避免流入的氣體沖擊防倒流分布器，促進(jìn)氣體均勻分布，提高反應(yīng)器的效益；另外，反應(yīng)氣體和催化劑經(jīng)過不同的路徑進(jìn)入反應(yīng)段后又從不同的路徑流出，實現(xiàn)了大處理量連續(xù)操作。
文檔編號B01D45/08GK201454508SQ200920105100
公開日2010年5月12日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者劉 文, 吳德飛, 莊劍, 楊德祥, 袁忠勛, 黃澤川 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石化工程建設(shè)公司