專利名稱：帶有防堵塞隔柵的上流式加氫反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種上流式反應(yīng)器，更具體地說，涉及一種適用于重質(zhì)油加氫過 程中氣液兩相向上流動(dòng)的膨脹床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
加氫是一種重要的劣質(zhì)原料處理的技術(shù)路線，通過加氫，重質(zhì)油品中的金屬、膠 質(zhì)、殘?zhí)?、硫、氮等雜質(zhì)均可以被有效脫除。目前加氫處理過程中最常用的是下流式固定床 反應(yīng)器，即滴流床反應(yīng)器，但是重質(zhì)油品如渣油、煤液化油由于雜質(zhì)含量高，容易造成加氫 催化劑中毒或者催化劑孔道堵塞而快速失活，并且雜質(zhì)可能堵塞床層使壓降快速升高導(dǎo)致 反應(yīng)器工況變差，甚至無法正常操作。而采用氣液并流向上運(yùn)動(dòng)的上流式膨脹床反應(yīng)器是 進(jìn)行重質(zhì)油品加氫較佳的選擇。在氣液兩相并流向上流動(dòng)通過催化劑床層的過程中，油品 做為連續(xù)相，而氫氣做為分散相，兩相向上流動(dòng)造成了催化劑床層的膨脹，可以增加床層的 空隙率，避免催化劑床層的堵塞。CN1349554A公開了一種加氫處理重質(zhì)原料用帶層狀催化劑床層的上流式反應(yīng)器 系統(tǒng)，上流式膨脹床反應(yīng)器含有至少兩個(gè)不同加氫活性的催化劑層，將上流式反應(yīng)器做為 加氫主反應(yīng)器的保護(hù)反應(yīng)器，用于脫除油品中的大部分金屬與固體顆粒雜質(zhì)和部分硫、氮， 以延長主反應(yīng)器中加氫催化劑的使用壽命。在上述的上流式反應(yīng)器中，每一催化劑層底部 設(shè)有流體分布設(shè)備，該流體分布設(shè)備可采用許多中形式，例如篩、柵、孔板等。流體分布設(shè)備 具有使向上通過反應(yīng)器的流體均勻通過催化劑層的水平面和確保大氣泡破碎和流體混合 的作用。一般上流式重質(zhì)油品加氫反應(yīng)器在軸向具有多個(gè)催化劑床層，氫氣與重質(zhì)油品混 合物由反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器，經(jīng)折流板和分布器及床層支撐進(jìn)入催化劑床層。氣相被分 散成氣泡與液相連續(xù)相并流向上運(yùn)動(dòng)，由于流體流動(dòng)使得床層產(chǎn)生了膨脹。少量催化劑顆 粒會(huì)被流體攜帶繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，這部分顆粒會(huì)到達(dá)相鄰的催化劑床層的分布器或者床層支 撐。由于床層支撐縫隙很小催化劑顆粒無法通過，因此這些顆粒很有可能就此堵塞分布器 或者床層支撐，導(dǎo)致流體、特別是氣體分布不均勻，從而影響到反應(yīng)器內(nèi)流體的分布，對反 應(yīng)過程產(chǎn)生不利影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種帶有防堵塞隔柵的上流式重質(zhì)油品加 氫反應(yīng)器，以有效避免該隔柵被隨流體運(yùn)動(dòng)的催化劑顆粒或者其它固體雜質(zhì)堵塞。本實(shí)用新型提供的帶有防堵塞隔柵的上流式加氫反應(yīng)器，包括位于反應(yīng)器底部的 分布器、兩個(gè)以上催化劑床層、催化劑床層支撐和床層間隔柵，所述的床層間隔柵分為上下 兩部分，上部分小流道組件，為流道尺寸小于催化劑顆粒粒度的篩板、孔板、柵或者網(wǎng)結(jié)構(gòu)， 下部分截留組件，為具有傾斜或曲折流道的流道組件。本實(shí)用新型提供的反應(yīng)器中，所述的床層間隔柵的上部分組件的流道尺寸小于催
3化劑顆粒粒度，以防止催化劑顆粒被流體攜帶離開床層；下部分組件為具有傾斜或曲折流 道的流道組件，包括具有傾斜流道的規(guī)整填料、交叉排列的斜板或者堆積起來的散堆填料， 當(dāng)催化劑顆粒通過時(shí)，上述組件中的傾斜或曲折流道結(jié)構(gòu)會(huì)阻礙催化劑顆粒繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng) 而被截住返回催化劑床層。本實(shí)用新型提供的上流式加氫反應(yīng)器中，沿反應(yīng)器軸向分布兩個(gè)以上催化劑床 層，所述的防堵塞隔柵的位置在每個(gè)床層的上方。由于催化劑床層的膨脹率被控制在5 %以 內(nèi)，因此隔柵與靜止床層頂部的距離應(yīng)該大于或者等于靜止床層的5%的高度。本實(shí)用新型提供的帶有防堵塞隔柵的上流式加氫反應(yīng)器的有益效果為原料和氫氣并流向上流動(dòng)通過催化劑床層，具有較低的壓降和更大的抗壓降增加 能力，可以裝填不同的催化劑床層，不同催化劑不會(huì)返混，所述的防堵塞床層間隔柵可以有 效的抑制被流體攜帶的催化劑顆粒堵塞分布器或者隔柵的流道，為流體的均勻分配創(chuàng)造有 利條件。

圖1為上流式反應(yīng)器簡圖。圖2為采用規(guī)整填料的防堵塞隔柵組件示意圖。圖3為采用交叉放置斜板的防堵塞隔柵組件示意圖。圖4為采用散堆填料構(gòu)成的防堵塞隔柵組件示意圖其中1_氫氣入口 ；2-油品入口 ；3-反應(yīng)器出口 ；4-錐形折流板；5-反應(yīng)器筒體； 6-分布器；7-催化劑床層支撐；8-催化劑床層隔柵；9-催化劑床層；10-規(guī)整填料；11-交 叉放置的斜板結(jié)構(gòu)；12-散堆填料。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供的上流式加氫反應(yīng)器是這樣具體實(shí)施的如圖1所示，所述的上流式加氫反應(yīng)器包括反應(yīng)器底部的分布器6、軸向分布的兩 個(gè)催化劑床層9、催化劑床層底部的床層支撐7和床層間防堵塞隔柵8。經(jīng)管線1的氫氣與 流經(jīng)管線2的重質(zhì)油品混合，由反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器，經(jīng)折流板4、分布器6和床層支撐7 進(jìn)入催化劑床層9。在催化劑床層的上方設(shè)有防堵塞隔柵8。所述的隔柵8分為上下兩個(gè) 部分，上部分為流道尺寸小于催化劑顆粒平均粒度的篩板、孔板、柵或者網(wǎng)結(jié)構(gòu)，起到分配 流體的作用，流道尺寸小于催化劑顆粒平均粒度，防止催化劑顆粒被流體攜帶流出床層；下 部分為具有傾斜或曲折流道的流道組件，包括規(guī)整填料、交叉排列的斜板，或者是粒度較大 的散堆填料，具有截留催化劑顆粒的作用，最大程度的限制催化劑顆粒到達(dá)隔柵上部，防止 催化劑顆粒堵塞流道。流體依次經(jīng)過各個(gè)催化劑床層9，在每個(gè)床層的上方均設(shè)有隔柵8。 在反應(yīng)器內(nèi)充分反應(yīng)的流體，最終由出口 3流出反應(yīng)器。防堵塞隔柵下部分的截留組件可以采用規(guī)整填料的形式，如圖2所示，采用了規(guī) 整填料10。規(guī)整填料本身結(jié)構(gòu)即為流道彼此交叉的波紋絲網(wǎng)或者波紋板，因此當(dāng)催化劑顆 粒流至規(guī)整填料的流道時(shí)，會(huì)由于流動(dòng)方向改變而與傾斜的流道邊壁碰撞減速，受到流道 的阻礙作用之后，催化劑顆粒被截留返回床層。規(guī)整填料的流道與水平方向的夾角應(yīng)大于 催化劑顆粒的休止角，以保證催化劑顆粒向上運(yùn)動(dòng)受阻后，返回床層，不會(huì)在傾斜流道內(nèi)堆積堵塞流道。規(guī)整填料的流道尺寸應(yīng)大于催化劑顆粒的粒徑，防止顆粒被截留后堵塞流道。 由于規(guī)整填料的空隙率在90%以上，因此采用規(guī)整填料做為隔柵組件，反應(yīng)器壓降不會(huì)會(huì) 顯著增加?；蛘呷鐖D3所示采用交叉放置的斜板11提供的傾斜流道結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)截留催化劑顆 粒的目的。彼此交叉放置的斜板，在斜板之間形成了傾斜的流道，類似于規(guī)整填料提供的傾 斜流道結(jié)構(gòu)。利用傾斜流道，因此當(dāng)催化劑顆粒流至規(guī)整填料的流道時(shí)，會(huì)由于流動(dòng)方向改 變而與傾斜的流道邊壁碰撞減速，受到流道的阻礙作用之后，催化劑顆粒被截留返回床層。斜板與水平方向的夾角應(yīng)大于催化劑顆粒的休止角，以保證催化劑顆粒向上運(yùn)動(dòng) 受阻后，返回床層，不會(huì)在傾斜流道內(nèi)堆積堵塞流道。傾斜流道的尺寸應(yīng)大于催化劑顆粒的 粒徑，防止顆粒被截留后堵塞流道。在同一傾斜方向上的斜板可以是一排或者多排。由于 交叉斜板結(jié)構(gòu)空隙率較大，因此交叉斜板做為隔柵組件，反應(yīng)器壓降不會(huì)會(huì)顯著增加。也可以采用如圖4所示的散堆填料形式，堆積的散堆填料提供的曲折流道可以有 效截留被流體攜帶的催化劑顆粒，防止其堵塞隔柵或流出床層。散堆填料的堆積應(yīng)保證在 流體經(jīng)過之后不會(huì)產(chǎn)生膨脹，即流體經(jīng)過散堆填料層之后，其堆積高度不大于靜止的散堆 填料堆積高度。在散堆填料層中形成的曲折的流道結(jié)構(gòu)，可以有效的截留催化劑顆粒。顆 粒在流道中運(yùn)動(dòng)與散堆填料頻繁發(fā)生碰撞接觸，能量損失大因而被截留，返回床層。散堆填料可以選用各種形狀，為簡單起見，圖4選用了球形顆粒。優(yōu)選的散堆填料 堆積之后，堆積層應(yīng)該具有較大的空隙率，使得反應(yīng)器壓降不會(huì)明顯增加。本實(shí)用新型提供的反應(yīng)器中，所述的床層隔柵下部的截留組件可以為傾斜的流道 設(shè)計(jì)或者為曲折的流道設(shè)計(jì)。借助特殊的流道形式可以實(shí)現(xiàn)截留催化劑顆粒的作用。如圖4所示，本實(shí)用新型提供了利用散堆填料堆積形成的曲折流道截留催化劑顆 粒。本實(shí)用新型提供的帶有防堵塞隔柵的上流式加氫反應(yīng)器的有益效果為具有防堵塞流道設(shè)計(jì)同時(shí)具有流體分布作用，可以有效的抑制被流體攜帶的催化 劑顆粒堵塞分布器或者隔柵的流道，為流體的均勻分配創(chuàng)造有利條件。借助特殊的隔柵流 道設(shè)計(jì)，如傾斜流道或者曲折流道，可以使得催化劑顆粒與流道邊壁碰撞接觸，阻礙其繼續(xù) 向上運(yùn)動(dòng)堵塞流道，催化劑顆粒運(yùn)動(dòng)的能量在與流道邊壁碰撞接觸后衰減，受到重力等因 素的作用，最終向下返回到催化劑床層。
權(quán)利要求1.一種帶有防堵塞隔柵的上流式加氫反應(yīng)器，包括位于反應(yīng)器底部的分布器、至少兩 個(gè)催化劑床層、催化劑床層支撐和床層間隔柵，所述的床層間隔柵分為上下兩部分，上部分 小流道組件，為流道尺寸小于催化劑顆粒粒度的篩板、孔板、柵或者網(wǎng)結(jié)構(gòu)，下部分截留組 件，為具有傾斜或曲折流道的流道組件。
2.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所述的床層間隔柵的截留組件包括具有傾斜 流道的規(guī)整填料、交叉排列的斜板或者堆積起來的散堆填料。
3.按照權(quán)利要求1或2的反應(yīng)器，其特征在于所述的床層間隔柵與靜止床層頂部的距 離大于或者等于靜止床層的5%的高度。
專利摘要帶有防堵塞隔柵的上流式加氫反應(yīng)器，包括位于反應(yīng)器底部的分布器、至少兩個(gè)催化劑床層、催化劑床層支撐和床層間隔柵，所述的床層間隔柵分為上下兩部分，上部分小流道組件，為流道尺寸小于催化劑顆粒粒度的篩板、孔板、柵或者網(wǎng)結(jié)構(gòu)，下部分截留組件，為具有傾斜或曲折流道的流道組件。原料和氫氣并流向上流動(dòng)通過催化劑床層，具有較低的壓降和更大的抗壓降增加能力，可以裝填不同的催化劑床層，不同催化劑不會(huì)返混，所述的防堵塞床層間隔柵可以有效的抑制被流體攜帶的催化劑顆粒堵塞分布器或者隔柵的流道，為流體的均勻分配創(chuàng)造有利條件。
文檔編號C10G49/00GK201776132SQ201020235680
公開日2011年3月30日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者唐曉津, 張占柱 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院