本實(shí)用新型屬于石油煉制和化工設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)的過(guò)濾設(shè)備。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格，原油逐漸重質(zhì)化劣質(zhì)化，而市場(chǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)餾分油的需求又不斷增加，因此，渣油等重質(zhì)油加氫技術(shù)會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生非常重要的影響。

石油煉制領(lǐng)域的烴類(lèi)原料，特別是渣油等含雜質(zhì)或易結(jié)焦的成分較多的原料，通常含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、金屬雜質(zhì)及懸浮顆粒等雜質(zhì)，同時(shí)在實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)及管道中也會(huì)產(chǎn)生銹垢等雜質(zhì)。而進(jìn)入加氫反應(yīng)器前的機(jī)械過(guò)濾只能除去不溶性污物，帶有可溶性雜質(zhì)的原料進(jìn)入反應(yīng)器后，會(huì)在催化劑床層表面形成污垢并積累，將迅速減小介質(zhì)流通通道，甚至造成阻塞，這些雜質(zhì)進(jìn)入催化劑段就會(huì)沉積到催化劑表面，堵塞催化劑孔道，使催化劑的孔容大大下降，從而使催化劑活性快速降低。同時(shí)，垢物在催化劑床層表面積累還會(huì)使反應(yīng)器壓降上升，嚴(yán)重時(shí)會(huì)壓垮塔盤(pán)，造成非計(jì)劃停工。

為解決上述問(wèn)題，最早的方法是根據(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(guò)濾、沉積液相進(jìn)料中的污物。常見(jiàn)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。具體結(jié)構(gòu)和形式參見(jiàn)《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)。工業(yè)應(yīng)用證明，這種結(jié)構(gòu)的積垢籃安裝非常煩瑣，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。由于這種積垢籃是分散間歇安裝，不能保證所有的物料都經(jīng)過(guò)過(guò)濾，同時(shí)還會(huì)影響液相進(jìn)料在催化劑頂部床層上分布的均勻性，目前在工業(yè)裝置上已經(jīng)使用較少。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201420434290.6、CN201420434739.9、CN200410050765.2、CN200510069872.4和CN200520017581.6的中國(guó)專(zhuān)利均公開(kāi)了一種帶過(guò)濾功能的流體預(yù)分配器和流體預(yù)分配盤(pán)，在這些專(zhuān)利中，其內(nèi)容均涉及了多種帶過(guò)濾功能的流體預(yù)分配器，安裝在反應(yīng)器封頭里，效果較好，但是這種結(jié)構(gòu)類(lèi)似于氣液分配器，安裝復(fù)雜，裝填的保護(hù)劑數(shù)量有限，工程上大規(guī)模、長(zhǎng)周期運(yùn)行還是存在一定的問(wèn)題，尤其是裝置大型化以后，難以有限充分的利用封頭空間。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N200810049861.3和CN200810049860.9的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)了一種用于氣液并流固定床反應(yīng)器內(nèi)的過(guò)濾設(shè)備，這類(lèi)過(guò)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(guò)濾液相進(jìn)料中的污物，不會(huì)出現(xiàn)短路。其過(guò)濾面積大，過(guò)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。這兩項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)分別介紹了兩種分塊方式，各有自身特點(diǎn)，將這兩種結(jié)構(gòu)應(yīng)用到目前大型加氫反應(yīng)器也能滿(mǎn)足過(guò)濾要求，但是并不能充分利用大型加氫反應(yīng)器的封頭空間。

目前國(guó)內(nèi)加氫反應(yīng)器的直徑已經(jīng)發(fā)展到了5m以上，封頭空間的高度有2m以上，如果仍采用現(xiàn)有的技術(shù)難以充分利用反應(yīng)器的內(nèi)部空間，本發(fā)明主要是根據(jù)加氫反應(yīng)器大型化的發(fā)展趨勢(shì)，充分利用反應(yīng)器的封頭空間，采用多層組合過(guò)濾結(jié)構(gòu)，結(jié)合氣液流動(dòng)特性，合理布局每層過(guò)濾盤(pán)的結(jié)構(gòu)，可以在壓降較小的情況下，實(shí)現(xiàn)油品的過(guò)濾，同時(shí)多層結(jié)構(gòu)可以設(shè)置不同的機(jī)械過(guò)濾、保護(hù)劑或者催化劑，大大提高設(shè)備的催化劑裝填量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)的過(guò)濾設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在積垢籃或過(guò)濾設(shè)備用于大型固定床加氫反應(yīng)器時(shí)有效空間利用率不高、積垢能力不高等問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供一種固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)的過(guò)濾設(shè)備，其特征在于：該固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)的過(guò)濾設(shè)備包括從上到下布置的三個(gè)過(guò)濾層，上面過(guò)濾層和下面過(guò)濾層結(jié)構(gòu)相同，其包括一個(gè)水平截面形狀為圓形的固定盤(pán)框，固定盤(pán)框內(nèi)設(shè)有一個(gè)圓筒形過(guò)濾槽和若干個(gè)水平截面形狀為扇環(huán)形的條形過(guò)濾槽，圓筒形過(guò)濾槽設(shè)于固定盤(pán)框的中心位置，條形過(guò)濾槽環(huán)繞圓筒形過(guò)濾槽呈輻射狀均勻布置，中間過(guò)濾層包括若干個(gè)水平截面形狀為扇環(huán)形的條形過(guò)濾槽，條形過(guò)濾槽環(huán)繞固定盤(pán)框的中心位置呈輻射狀均勻布置，上面過(guò)濾層與下面過(guò)濾層的條形過(guò)濾槽布置位置上下對(duì)應(yīng)，中間過(guò)濾層的條形過(guò)濾槽布置在上面過(guò)濾層的相鄰兩個(gè)條形過(guò)濾槽的中間位置處，所述圓筒形過(guò)濾槽和條形過(guò)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(kāi)口結(jié)構(gòu)，網(wǎng)條濾網(wǎng)固定于圓筒形過(guò)濾槽框架和條形過(guò)濾槽框架上，條形過(guò)濾槽的側(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)让妗?/p>

本實(shí)用新型所述條形過(guò)濾槽的內(nèi)圓弧面?zhèn)让媾c圓筒形過(guò)濾槽之間留有內(nèi)環(huán)形縫隙，條形過(guò)濾槽的外圓弧面?zhèn)让媾c固定盤(pán)框之間留有外環(huán)形縫隙，相鄰兩個(gè)條形過(guò)濾槽的平面?zhèn)让嬷g留有條形縫隙，中間過(guò)濾層中的條形過(guò)濾槽中心為圓形縫隙，條形過(guò)濾槽之間、條形過(guò)濾槽與圓筒形過(guò)濾槽以及與固定盤(pán)框之間通過(guò)活動(dòng)連接件連接。

本實(shí)用新型主要用于直徑在4.5m以上的大型固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)，使用時(shí)安裝在固定床反應(yīng)器頂部的封頭內(nèi)，位于入口擴(kuò)散器的下方、氣液分配器的上方。采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)所具有的有益效果如下：

(1)本實(shí)用新型的安裝、檢修都比較方便，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單；

(2)大型加氫反應(yīng)器封頭空間很大，本實(shí)用新型設(shè)置三個(gè)過(guò)濾層，可以充分有效的利用封頭空間，可以在封頭內(nèi)部填裝瓷球，保護(hù)劑，甚至催化劑，可以大大提高反應(yīng)器內(nèi)部催化劑裝填率；

(3)本實(shí)用新型設(shè)置三個(gè)過(guò)濾層，每一層條形過(guò)濾槽之間的縫隙較大，上下過(guò)濾槽間隔布局，從而形成從上至下，截面上過(guò)濾槽全覆蓋，并且壓降較小；

(4)本實(shí)用新型設(shè)置三個(gè)過(guò)濾層，上下過(guò)濾槽間隔布局的另一有益之處是即使一個(gè)周期，三層過(guò)濾槽中有一層或者多層過(guò)濾失效的情況下，也不至于導(dǎo)致整個(gè)裝置的停車(chē)。

本實(shí)用新型作為一種大型加氫反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，分多層安裝在反應(yīng)器的封頭內(nèi)，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(guò)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(wèn)題。

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(shuō)明。但附圖和具體實(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(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)的過(guò)濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是上面過(guò)濾層布局示意圖。

圖3是中間過(guò)濾層布局示意圖。

圖4是下面過(guò)濾層布局示意圖。

圖5是條形過(guò)濾槽的立體結(jié)構(gòu)示意圖，過(guò)濾槽內(nèi)裝填有瓷球，保護(hù)劑或催化劑。

圖中所示附圖標(biāo)記為：

1—反應(yīng)器筒體，2—催化劑床層，3—保護(hù)劑床層，4—管式氣液分配器，5—封頭，6—下面過(guò)濾層，7—中間過(guò)濾層，8—上面過(guò)濾層，9—?dú)庖簲U(kuò)散器，10—條形過(guò)濾槽，11—圓筒形過(guò)濾槽，12—網(wǎng)條濾網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1、圖2、圖3和圖4，本實(shí)用新型用于固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)的過(guò)濾設(shè)備，包括從上到下布置的三個(gè)過(guò)濾層，即上面過(guò)慮層8、中間過(guò)濾層7和下面過(guò)濾層6，上面過(guò)濾層8和下面過(guò)濾層6結(jié)構(gòu)相同，其包括一個(gè)水平截面形狀為圓形的固定盤(pán)框，固定盤(pán)框內(nèi)設(shè)有一個(gè)圓筒形過(guò)濾槽11和若干個(gè)水平截面形狀為扇環(huán)形的條形過(guò)濾槽10，圓筒形過(guò)濾槽11設(shè)于固定盤(pán)框的中心位置，條形過(guò)濾槽10環(huán)繞圓筒形過(guò)濾槽11呈輻射狀均勻布置，中間過(guò)濾層7包括若干個(gè)水平截面形狀為扇環(huán)形的條形過(guò)濾槽10，條形過(guò)濾槽10環(huán)繞固定盤(pán)框的中心位置呈輻射狀均勻布置，上面過(guò)濾層8與下面過(guò)濾層6的條形過(guò)濾槽10布置位置上下對(duì)應(yīng)，中間過(guò)濾層7的條形過(guò)濾槽10布置在上面過(guò)濾層8的相鄰兩個(gè)條形過(guò)濾槽10的中間位置，即上面過(guò)濾層8、中間過(guò)濾層7和下面過(guò)濾層6的條形過(guò)濾槽10間隔布局。所述圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10均設(shè)有由網(wǎng)條濾網(wǎng)12(如圖5所示)構(gòu)成的底面和側(cè)面，頂部為開(kāi)口結(jié)構(gòu)，網(wǎng)條濾網(wǎng)12固定于圓筒形過(guò)濾槽框架和條形過(guò)濾槽框架上，條形過(guò)濾槽10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)让妗?/p>

如圖1所示，固定床加氫反應(yīng)器內(nèi)的過(guò)濾設(shè)備全部安裝在反應(yīng)器筒體1內(nèi)的反應(yīng)器封頭5內(nèi)。

網(wǎng)條濾網(wǎng)12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(chēng)為“約翰遜網(wǎng)”。圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10中的網(wǎng)條濾網(wǎng)12高度H可以一樣，也可以不一樣，H一般為50-300mm，優(yōu)選100-180mm。

所述條形過(guò)濾槽10的內(nèi)圓弧面?zhèn)让媾c圓筒形過(guò)濾槽11之間留有內(nèi)環(huán)形縫隙，內(nèi)環(huán)形縫隙的水平截面形狀為圓環(huán)形；條形過(guò)濾槽10的外圓弧面?zhèn)让媾c固定盤(pán)框之間留有外環(huán)形縫隙，相鄰兩個(gè)條形過(guò)濾槽10的平面?zhèn)让嬷g留有條形縫隙，條形縫隙的水平截面形狀為扇環(huán)形，中間過(guò)濾層7的條形過(guò)濾槽10的中心有圓形縫隙，條形過(guò)濾槽10之間、條形過(guò)濾槽10與圓筒形過(guò)濾槽11以及與固定盤(pán)框之間通過(guò)活動(dòng)連接件連接。

中間過(guò)濾層7中，只有條形過(guò)濾槽10，中心有圓形縫隙，條形過(guò)濾槽10的外圓弧面?zhèn)让媾c固定盤(pán)框之間有外環(huán)形縫隙外。因?yàn)橹虚g過(guò)濾層的條形過(guò)濾槽10正好在上面過(guò)濾層8的條形縫隙下方，下面過(guò)濾層6的條形縫隙上方，形成相間布局的方式。條形過(guò)濾槽10上、中、下相間布局，一方面可以保證所有油品經(jīng)過(guò)過(guò)濾，另一方面相間布局可以大大降低整個(gè)過(guò)濾設(shè)備的壓降。

內(nèi)環(huán)形縫隙和外環(huán)形縫隙的寬度一般情況下，均為50～500mm，圓形縫隙的直徑為400-800mm，圓筒形過(guò)濾槽11的直徑為400-800mm，主要是氣相物料的流動(dòng)通道，縫隙越小，過(guò)濾槽越多，有效容積率越多，過(guò)濾效果越好，但是壓降會(huì)隨之增大。

所述網(wǎng)條濾網(wǎng)12中網(wǎng)條之間的條縫寬度一般為20～100微米。

所述條形過(guò)濾槽10一般設(shè)置10～30個(gè)，優(yōu)選10～20個(gè)。

每層過(guò)濾槽之間的間距A一般為封頭高度B的1/4左右，且每層之間的間距相等，一般都在250-500mm之間。

本實(shí)用新型過(guò)濾設(shè)備的圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10風(fēng)可裝填保護(hù)劑，保護(hù)劑的裝填高度h一般為圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10高度H的30％-60％。

所述連接方式可以采用現(xiàn)有的活動(dòng)連接方式，便于檢修時(shí)的拆卸和更換新劑。

上面過(guò)慮層8、中間過(guò)濾層7和下面過(guò)濾層6的三層過(guò)濾槽中也可以沒(méi)有保護(hù)劑和催化劑，也可以有保護(hù)劑或者催化劑。其中一種優(yōu)選情況是，上面過(guò)濾層8沒(méi)有保護(hù)劑和催化劑，純機(jī)械過(guò)濾；中間過(guò)濾層7內(nèi)部裝有保護(hù)劑，下面過(guò)濾層6內(nèi)部裝有催化劑。

優(yōu)選情況的工作原理：進(jìn)入反應(yīng)器前進(jìn)行機(jī)械過(guò)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)入口的氣液擴(kuò)散器9擴(kuò)散到本實(shí)用新型的過(guò)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)形縫隙和條形縫隙通過(guò)，流動(dòng)至位于過(guò)濾設(shè)備下方的管式氣液分配器4。絕大部分的液相進(jìn)料首先由上面過(guò)濾層8中的圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10頂部的開(kāi)口進(jìn)入圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10內(nèi)，由圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10底面和側(cè)面下部的網(wǎng)條濾網(wǎng)12對(duì)液相進(jìn)料中的污物(機(jī)械雜質(zhì))進(jìn)行攔截、過(guò)濾、沉積，之后液相進(jìn)料從濾網(wǎng)網(wǎng)條之間的條縫流出，向下流動(dòng)至中間過(guò)濾層7。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，污物逐漸在圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10內(nèi)沉積，過(guò)濾槽底面和側(cè)面下部的網(wǎng)條濾網(wǎng)12堵塞，過(guò)濾槽內(nèi)的液面上升，液相進(jìn)料由圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10側(cè)面上部未堵塞的網(wǎng)條濾網(wǎng)12過(guò)濾，之后從這部分濾網(wǎng)網(wǎng)條之間的條縫流出，分別經(jīng)圓形縫隙和條形縫隙向下流動(dòng)至中間過(guò)濾層7。

上部絕大部分液相進(jìn)料到達(dá)中間過(guò)濾層7，與上面過(guò)濾層8不同之處是，中間過(guò)濾層7內(nèi)部裝有保護(hù)劑，由保護(hù)劑通過(guò)物理-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，并進(jìn)一步攔截、沉積液相進(jìn)料中的機(jī)械雜質(zhì)。液相進(jìn)料從與保護(hù)劑接觸的圓筒形過(guò)濾槽和條形過(guò)濾槽底面?zhèn)让娴臑V網(wǎng)網(wǎng)條之間的條縫流出，進(jìn)入下面過(guò)濾層6。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，液相進(jìn)料由保護(hù)劑上方、不與保護(hù)劑接觸的圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10側(cè)面的網(wǎng)條濾網(wǎng)過(guò)濾，進(jìn)入下面過(guò)濾層6。此時(shí)圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10仍能過(guò)濾掉液相進(jìn)料中的機(jī)械雜質(zhì)和部分可溶性雜質(zhì)，但是依然不會(huì)完全堵死，氣液物流仍然可以進(jìn)入下一層過(guò)濾槽。

上部絕大部分液相進(jìn)料到達(dá)下面過(guò)濾層6，與中間過(guò)濾層7不同之處是，下面過(guò)濾層6內(nèi)部裝有催化劑，由于上兩層過(guò)濾槽基本可以將催化劑中的雜質(zhì)脫除干凈，下面過(guò)濾層6中就可以填裝少量的催化劑，從而進(jìn)一步提高大型化反應(yīng)器內(nèi)部的催化劑裝填率。

由以上過(guò)濾原理可知，本實(shí)用新型過(guò)濾設(shè)備在圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10完全堵塞后，氣相進(jìn)料和液相進(jìn)料可以通過(guò)圓形縫隙和條形縫隙向下流動(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(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10從反應(yīng)器內(nèi)取出進(jìn)行除垢、清洗，或者進(jìn)行更換。中間過(guò)濾層7和下面過(guò)濾層6里的圓筒形過(guò)濾槽11和條形過(guò)濾槽10內(nèi)需要裝填保護(hù)劑或催化劑時(shí)，在檢修時(shí)重新裝填新的保護(hù)劑或催化劑，從而達(dá)到提高大型固定床反應(yīng)器內(nèi)空間的有效利用率和積垢能力的目的。