一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油煉制領(lǐng)域，涉及一種適用于氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石油煉制領(lǐng)域所使用的氣固并流下行床管式反應(yīng)器(簡(jiǎn)稱為下行床管式反應(yīng)器或反應(yīng)器)，利用氣固順重力場(chǎng)向下運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，能夠適應(yīng)催化裂化快速反應(yīng)的要求。通常，氣固混合、氣固兩相下行接觸反應(yīng)、氣固快速分離三項(xiàng)操作的總過程在I秒鐘內(nèi)完成。由于其快速反應(yīng)的特點(diǎn)，就要求催化劑在反應(yīng)器入口處分布均勻；否則催化劑在整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)都將處于一種分布不均的狀態(tài)中，將大大降低反應(yīng)效率。另外，在反應(yīng)器入口處，油劑混合物應(yīng)有足夠高的密度，以利于烴油原料的裂化反應(yīng)。為此，從上世紀(jì)80年代開始，國(guó)內(nèi)外的石油公司及科研結(jié)構(gòu)都對(duì)下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置展開了研宄。美國(guó)專利US4338187公開的氣固入口裝置，采用了多管射流的設(shè)計(jì)；其優(yōu)點(diǎn)是能夠有效地控制顆粒流量，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒均布及氣固混合。但其最大的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，帶來易磨損、易堵塞及檢修困難等缺點(diǎn)，很難滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置，以解決現(xiàn)有氣固入口裝置所存在的油氣的霧化不均勻及催化劑顆粒與油氣的接觸不充分，重油轉(zhuǎn)化能力低，產(chǎn)品中的干氣和焦炭高，及其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易磨損、易堵塞及檢修困難等問題。
[0004]本實(shí)用新型提供一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置，設(shè)有催化劑輸送管、進(jìn)油管、油氣霧化段和位于油氣霧化段下方的氣固混合段，其特征在于:油氣霧化段設(shè)有球冠形殼體，氣固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的強(qiáng)化混合段，湍流混合段設(shè)有倒置圓臺(tái)面形的筒體，強(qiáng)化混合段設(shè)有圓筒形筒體，圓筒形筒體的軸心線區(qū)域與內(nèi)表面之間設(shè)有多段垂直擋板，催化劑輸送管安裝于球冠形殼體的上部，進(jìn)油管安裝于球冠形殼體的側(cè)部，進(jìn)油管傾斜向上設(shè)置，至少設(shè)置2根，各根進(jìn)油管相對(duì)于經(jīng)過球冠形殼體的軸心線和各根進(jìn)油管自身與球冠形殼體的連接點(diǎn)的垂直平面按相同的方向偏轉(zhuǎn)。
[0005]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述垂直擋板設(shè)置為內(nèi)層垂直擋板和外層垂直擋板兩層。
[0006]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述垂直擋板上設(shè)有開孔，每段垂直擋板的下部均向軸心線區(qū)域傾斜向下。
[0007]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述每段垂直擋板的下部四分之一至三分之一處均向軸心線區(qū)域傾斜向下，向下傾斜角γ為10?35度。
[0008]本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)特征在于:所述內(nèi)層垂直擋板的直徑為下行床管式反應(yīng)器直徑的0.3倍-0.4倍，外層垂直擋板的直徑為下行床管式反應(yīng)器直徑的0.6倍-0.7倍。
[0009]采用本實(shí)用新型，具有如下的有益效果:(I)在下行床管式反應(yīng)器的入口處，本實(shí)用新型可使催化劑均勻分布，并使油劑混合物具有足夠高的密度。(2)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，不易磨損和堵塞，并且易于檢修，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。詳細(xì)的說明，見本實(shí)用新型說明書的【具體實(shí)施方式】部分。
[0010]本實(shí)用新型可以改善油氣的霧化效果，提高油氣和催化劑的接觸效率，有效地控制油氣和催化劑初始接觸的返混程度；其操作彈性大、壓降小。采用本實(shí)用新型，可以提高下行床管式反應(yīng)器的重油轉(zhuǎn)化能力和產(chǎn)品選擇性，減少干氣和焦炭的生成。
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)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。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置沿軸向的剖視圖。
[0013]圖2是圖1的俯視圖。
[0014]圖3是圖1中的A-A剖視圖。
[0015]圖4是圖1中的B-B剖視圖。
[0016]圖5是圖1中擋板傾斜角的放大示意圖。
[0017]圖1至5中，相同附圖標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征。
[0018]圖中所示附圖標(biāo)記為:
[0019]1-催化劑輸送管，2-球冠形殼體，3-進(jìn)油管，4-倒置圓臺(tái)面形的筒體，5-強(qiáng)化混合段，53-圓筒形筒體，52-內(nèi)層垂直擋板，54-外層垂直擋板，55-軸心線區(qū)域，6-下行床管式反應(yīng)器。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參見圖1，本實(shí)用新型的一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置(簡(jiǎn)稱為氣固入口裝置)，設(shè)有催化劑輸送管1、進(jìn)油管3、油氣霧化段和位于油氣霧化段下方的氣固混合段。進(jìn)油管3的出口為噴嘴，圖略。油氣霧化段設(shè)有球冠形殼體2，其直徑a—般為1.25d?2.5d ；d為下行床管式反應(yīng)器6的直徑，一般為100?1500毫米。氣固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的強(qiáng)化混合段5，湍流混合段設(shè)有倒置圓臺(tái)面形的筒體4，強(qiáng)化混合段5設(shè)有圓筒形筒體53，圓筒形筒體53的軸心線區(qū)域55與內(nèi)表面之間設(shè)有多段垂直擋板。圖1中所示垂直擋板為兩層，即內(nèi)層垂直擋板52和外層垂直擋板54，內(nèi)層垂直擋板52的直徑為d3，外層垂直擋板54的直徑為dl，dl = (0.6-0.7) d，d3 = (0.3-0.4)d，如圖3所示。
[0021]所述的催化劑輸送管I安裝于球冠形殼體2的上部，可以安裝I?9根；安裝多根時(shí)均勻分布。圖1所示安裝的催化劑輸送管I最好為2根以上。催化劑輸送管I的出口至通過球冠形殼體2球心的水平面之間的距離h —般為O?0.25a ;球冠形殼體2的球心，是指形成球冠的球面的球心。
[0022]進(jìn)油管3安裝于球冠形殼體2的側(cè)部。進(jìn)油管3傾斜向上設(shè)置，至少安裝2根；一般是安裝2?9根(圖1所示安裝的是2根)，均勻分布。進(jìn)油管3的出口環(huán)繞催化劑輸送管I的出口 ；在垂直方向上，進(jìn)油管3的出口要略高于催化劑輸送管I的出口。進(jìn)油管3與水平面之間的夾角α —般為20?50度，如圖1所示。各根進(jìn)油管3相對(duì)于經(jīng)過球冠形殼體2的軸心線和各根進(jìn)油管3自身與球冠形殼體2的連接點(diǎn)的垂直平面按相同的方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角β —般為5?30度(如圖2所示)；這樣，油氣經(jīng)進(jìn)油管3進(jìn)入球冠形殼體2的內(nèi)腔后，可以旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。
[0023]參見圖1和圖4，垂直擋板設(shè)置兩層，各層垂直擋板下部四分之一至三分之一處開始傾斜，與垂直方向的夾角γ —般為10?35度(參見圖5)。垂直擋板上開孔的大小，應(yīng)使小顆粒催化劑能夠從開孔通過，而大顆粒催化劑則不能通過開孔。
[0024]本實(shí)用新型的氣固入口裝置，球冠形殼體2與各段筒體均同軸設(shè)置；氣固入口裝置與下行管式反應(yīng)器6同軸設(shè)置。
[0025]下面結(jié)合【附圖說明】本實(shí)用新型的操作過程。參見圖1，油氣經(jīng)進(jìn)油管3進(jìn)入球冠形殼體2內(nèi)腔的上部，催化劑經(jīng)催化劑輸送管I進(jìn)入球冠形殼體2的內(nèi)腔。油氣首先在不與催化劑接觸的情況下在球冠形殼體2內(nèi)腔的上部均勻霧化，形成粒徑均勻的油氣，并向下旋轉(zhuǎn)流動(dòng)、與催化劑接觸混合。催化劑隨著霧化油氣一起向下旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，延緩了其在重力作用下快速離開氣固入口裝置的時(shí)間，增加了停留時(shí)間。
[0026]催化劑與霧化油氣所形成的氣固混合物向下旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，進(jìn)入湍流混合段，在倒置圓臺(tái)面形筒體4的內(nèi)腔中湍流混合。之后進(jìn)入強(qiáng)化混合段5，在圓筒形筒體53的內(nèi)腔中強(qiáng)化混合，一部分直接在圓筒形筒體53的軸心線區(qū)域55內(nèi)向下流動(dòng)。另一部分氣固混合物則沿圓筒形筒體53內(nèi)的垂直擋板在各自的區(qū)域流動(dòng)，由于垂直擋板分為多段，可使不同粒徑的催化劑實(shí)現(xiàn)多次混合，這可延長(zhǎng)催化劑的停留時(shí)間、使氣固充分接觸。在上述的過程中，由于流動(dòng)路徑直徑的變化而導(dǎo)致了氣固混合物旋流直徑的變化，可以強(qiáng)化氣固接觸，并防止大顆粒催化劑分布在旋流外側(cè)、小顆粒催化劑分布在旋流中心的情況發(fā)生，使催化劑在氣固入口裝置底部出口或下行床管式反應(yīng)器6頂部入口的徑向分布均勻。同時(shí)，在氣固入口裝置底部出口或下行床管式反應(yīng)器6頂部入口的位置，能夠?qū)⒂蛣┗旌衔锏拿芏瓤刂圃?50?500千克/立方米的范圍內(nèi)；該立方米在所述位置的實(shí)際工況條件下測(cè)量。
[0027]氣固混合物由本實(shí)用新型氣固入口裝置向下流出后，進(jìn)入下行床管式反應(yīng)器6進(jìn)行反應(yīng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置，設(shè)有催化劑輸送管(1)、進(jìn)油管(3)、油氣霧化段和位于油氣霧化段下方的氣固混合段，其特征在于:油氣霧化段設(shè)有球冠形殼體(2)，氣固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的強(qiáng)化混合段(5)，湍流混合段設(shè)有倒置圓臺(tái)面形的筒體(4)，強(qiáng)化混合段(5)設(shè)有圓筒形筒體(53)，圓筒形筒體(53)的軸心線區(qū)域(55)與內(nèi)表面之間設(shè)有多段垂直擋板，催化劑輸送管(I)安裝于球冠形殼體(2)的上部，進(jìn)油管(3)安裝于球冠形殼體(2)的側(cè)部，進(jìn)油管(3)傾斜向上設(shè)置，至少設(shè)置2根，各根進(jìn)油管(3)相對(duì)于經(jīng)過球冠形殼體(2)的軸心線和各根進(jìn)油管(3)自身與球冠形殼體(2)的連接點(diǎn)的垂直平面按相同的方向偏轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置，其特征在于:所述垂直擋板設(shè)置為內(nèi)層垂直擋板(52)和外層垂直擋板(54)兩層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置，其特征在于:所述垂直擋板上設(shè)有開孔，每段垂直擋板的下部均向軸心線區(qū)域(55)傾斜向下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置，其特征在于:所述每段垂直擋板的下部四分之一至三分之一處均向軸心線區(qū)域(55)傾斜向下，向下傾斜角γ為10?35度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置，其特征在于:所述內(nèi)層垂直擋板(52)的直徑為下行床管式反應(yīng)器(6)直徑的0.3倍-0.4倍，外層垂直擋板(54)的直徑為下行床管式反應(yīng)器(6)直徑的0.6倍-0.7倍。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種氣固并流下行床管式反應(yīng)器的氣固入口裝置，以解決現(xiàn)有氣固入口裝置所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易磨損、易堵塞及檢修困難等問題。本實(shí)用新型設(shè)有催化劑輸送管(1)、進(jìn)油管(3)，其油氣霧化段設(shè)有球冠形殼體(2)，氣固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的強(qiáng)化混合段(5)，湍流混合段設(shè)有倒置圓臺(tái)面形的筒體(4)，強(qiáng)化混合段(5)設(shè)有圓筒形筒體(53)，圓筒形筒體(53)的軸心線區(qū)域(55)與內(nèi)表面之間設(shè)有多段垂直擋板。本實(shí)用新型主要用于氣固并流下行床管式反應(yīng)器。
【IPC分類】B01J8-12, C10G11-14
【公開號(hào)】CN204485819
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420874048
【發(fā)明人】黃延召, 齊文義, 李小苗, 楊金輝, 何文, 王懿洛, 楊穎 , 劉九林
【申請(qǐng)人】中石化洛陽工程有限公司, 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日