專利名稱：一種沸騰床加氫反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沸騰床加氫反應(yīng)器，特別是提高傳質(zhì)效率的沸騰床加氫反應(yīng)器，屬于石油化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
渣油加氫處理及裂化是解決重油深加工的最合理、有效的方法?，F(xiàn)有的渣油加氫技術(shù)分為固定床加氫、移動床加氫、懸浮床加氫和沸騰床加氫四種類型。固定床加氫處理技術(shù)相對最為成熟，但其對原料選擇性較差的局限性日漸突出；移動床加氫技術(shù)也已成熟，由于催化劑可實現(xiàn)在線加排，對原料的適應(yīng)性有所增強，仍不能適應(yīng)重質(zhì)和超重質(zhì)原油的加工；懸浮床加氫也是國內(nèi)外各大石油公司和研究機構(gòu)積極開發(fā)的一種重油加工技術(shù)，但由于工程技術(shù)的難度較大，至今大都處于工業(yè)示范裝置階段，未見工業(yè)應(yīng)用的報道；沸騰床加氫技術(shù)近年來發(fā)展迅速，工藝技術(shù)和過程控制都已比較成熟，是劣質(zhì)重渣油加氫處理的理想技術(shù)。在渣油沸騰床加氫工藝中，原料與氫氣混合后從反應(yīng)器底部進入，在反應(yīng)器中催化劑顆粒借助于液體提升和氣體攪動使其處于沸騰狀態(tài)。其具有如下工藝特點:(I)原料適應(yīng)性強；(2)反應(yīng)器內(nèi)溫度均勻，傳質(zhì)和傳熱效果好；(3)催化劑可在線加排、能夠保證恒定的產(chǎn)品質(zhì)量；(4)床層壓降小、無堵塞、運轉(zhuǎn)周期長；(5)裝置操作靈活。沸騰床加氫反應(yīng)器內(nèi)液相為連續(xù)相，氣固為分散相，形成了氣-液-固三相共存的反應(yīng)體系，反應(yīng)效率的高低取決于氣-液-固三相的相間傳質(zhì)速度。由于氣相需要溶解到液相中，才能和固相(催化劑)接觸反應(yīng)，所以氣相分布方式對反應(yīng)器的傳質(zhì)效率和氫氣的使用效率有重要影響。目前，沸騰床加氫工藝中，一般的操作流程為:原料油與氫氣在管線中混合，進入反應(yīng)器底部的高壓室內(nèi)，高壓室中沒有催化劑，氣、液混合物流經(jīng)過分布盤(反應(yīng)區(qū)與高壓室隔離設(shè)備)進入反應(yīng)區(qū)與催化劑接觸反應(yīng)。反應(yīng)后液相的一部分和氣相引出反應(yīng)器。另一部分液 相作為循環(huán)油，經(jīng)反應(yīng)器上部的循環(huán)杯回流至反應(yīng)器底部的高壓室內(nèi)，與新鮮進料、氫氣簡單混合后進入反應(yīng)區(qū)。由于氫氣在反應(yīng)器的上部流出，所以進入循環(huán)杯的循環(huán)油處于氫氣溶解較少的狀態(tài)，進入高壓室與新鮮進料、氫氣只是簡單混合，所以氫氣的溶解不能達到最佳狀態(tài)，使得加氫反應(yīng)效率降低?，F(xiàn)有的沸騰床加氫反應(yīng)器中，一般需要設(shè)置液相循環(huán)操作，以使得催化劑達到沸騰狀態(tài)。液相循環(huán)的典型方式是在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置收集液體的循環(huán)杯，循環(huán)杯上端開口，收集液相物料，通過與循環(huán)杯下部相連的循環(huán)管路循環(huán)至反應(yīng)器下部。US4753721描述了采用原料分布盤的渣油加氫處理過程，新鮮渣油原料和氫氣混合后進入沸騰床反應(yīng)器高壓室，高壓室內(nèi)設(shè)置環(huán)狀向下開口的倒U形匯集分布器，新鮮渣油原料和氫氣的混合物料進入?yún)R集分布器后，氣體匯集以溢流方式形成較小氣泡與液相混合，主要目的促進氣液兩相的混合。該方法雖然可以實現(xiàn)氣液的初步分布，但是循環(huán)油無法實現(xiàn)較好的分布，同時也無法實現(xiàn)循環(huán)油和氫氣的更好混合。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種沸騰床加氫反應(yīng)器，可以進一步提高傳質(zhì)效率。本發(fā)明可以提高氫氣的利用效率，促進沸騰床加氫反應(yīng)器循環(huán)油中的氫氣溶解度，進而提高加氫和裂化反應(yīng)深度。本發(fā)明一種沸騰床加氫反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體和反應(yīng)器筒體內(nèi)上部的循環(huán)杯，循環(huán)杯下部設(shè)置連通至反應(yīng)器筒體下部的循環(huán)管路，循環(huán)杯上端的開口設(shè)置蓋板，蓋板上設(shè)置數(shù)量適宜的氣液分配器；循環(huán)杯蓋板上設(shè)置氣相引出管路連通至反應(yīng)器筒體外部；循環(huán)杯蓋板外沿設(shè)置溢流圍堰。本發(fā)明中循環(huán)杯蓋板上的氣液分配器為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的設(shè)備，如帽罩式氣液分配器。通常用在固定床加氫反應(yīng)器中，主要作用為強化氣液傳質(zhì)。氣液分配器可以是常規(guī)的各種形式，如抽吸型氣液分配器、溢流型氣液分配器、混合型氣液分配器等(混合型同時具有抽吸作用和溢流作用)。優(yōu)選氣液混合效果好的抽吸型氣液分配器，抽吸型氣液分配器包括貫通循環(huán)杯蓋板的中心管和中心管上部的泡帽構(gòu)成。氣液分配器的數(shù)量根據(jù)沸騰床加氫反應(yīng)器循環(huán)杯的上端開口面積確定，一般的設(shè)計原則為:總氣相通量應(yīng)高于循環(huán)氫的流量，總液相通量高于循環(huán)油的流量(均為流速相同的條件下)。本發(fā)明中循環(huán)杯蓋板外沿設(shè)置溢流圍堰，使得反應(yīng)器內(nèi)的液相能夠通過溢流的形式流入蓋板上，可以在蓋板建立穩(wěn)定的液面，減少反應(yīng)器內(nèi)液相界面波動對氣液分配器的影響。溢流圍堰的高度為氣液分配器泡帽底沿距氣液分配盤面高度的1.0 2.5倍，優(yōu)選為1.0 1.8倍。具體高度根據(jù)泡帽的結(jié)構(gòu)做適當(dāng)調(diào)整(如為溢流型氣液分配器，則溢流圍堰的高度應(yīng)高于溢流型氣液分配器較低的溢流點)。本發(fā)明反應(yīng)器的入口管線設(shè)置在反應(yīng)器底部，反應(yīng)器內(nèi)下部設(shè)置氣液分布板。反應(yīng)器上部設(shè)置液體物料排出口。本發(fā)明反應(yīng)器為渣油或重油原料的沸騰床加氫反應(yīng)器。本發(fā)明中新鮮原料與氫氣在反應(yīng)器入口`管線中混合后進入沸騰床加氫反應(yīng)器底部的高壓室(高壓室在氣液分布板下面)，與循環(huán)杯返回的循環(huán)油一同向上通過含有催化劑的反應(yīng)區(qū)。在循環(huán)杯處建立液面，一部分液相流出反應(yīng)器，一部分液相以溢流方式通過溢流圍堰，在循環(huán)杯蓋板上形成液面。隨著液面的上升，接近氣液分配器泡帽底沿時，氣相流通面積變小，氣相流速急劇增加，會將液相抽吸至循環(huán)杯蓋板下面，同時實現(xiàn)氣液的強化傳質(zhì)，在循環(huán)杯內(nèi)氣液分離，充分溶解了氫氣的液相作為循環(huán)油流入沸騰床反應(yīng)器底部的高壓室，氣相由循環(huán)杯蓋板中間氫氣引出口處引出反應(yīng)器。本發(fā)明的優(yōu)點是:
1、在常規(guī)的沸騰床反應(yīng)器中，經(jīng)過反應(yīng)區(qū)的氣相應(yīng)直接流出反應(yīng)器。本發(fā)明可以充分利用已經(jīng)經(jīng)過反應(yīng)區(qū)的氣相，提高氣、液的相間傳質(zhì)，促進氣相在液相中的溶解度。2、隨著傳質(zhì)效率的提高，循環(huán)油中氫氣的溶解度增加，可以促進加氫和裂化反應(yīng)，使原料油的轉(zhuǎn)化率提高，增加輕質(zhì)油品的收率，同時提高了產(chǎn)品質(zhì)量。3、本發(fā)明中的設(shè)備安裝方便，體積小巧，空間利用率高，不破壞現(xiàn)有反應(yīng)器結(jié)構(gòu)。只需要做簡單的改動即可實現(xiàn)，改造費用很低。


圖1是本發(fā)明沸騰床反應(yīng)器剖面結(jié)構(gòu)示意圖；其中:1-沸騰床反應(yīng)器筒體，2-反應(yīng)器原料入口，3-高壓室，4-反應(yīng)區(qū)，5-循環(huán)杯，6-循環(huán)杯上蓋板，7-蓋板外沿的溢流圍堰，8-氣液分配器，9-反應(yīng)器氣相排出管路，10-反應(yīng)器液相排出管路，11-循環(huán)泵。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種沸騰床加氫反應(yīng)器予以進一步說明。如圖1所示，新鮮原料與氫氣經(jīng)反應(yīng)器原料入口 2進入沸騰床加氫反應(yīng)器高壓室3，與循環(huán)杯5返回的循環(huán)油一同向上通過含有催化劑的反應(yīng)區(qū)4。在循環(huán)杯5處建立液面，一部分液相從反應(yīng)器液相排出管路10流出反應(yīng)器，一部分液相以溢流方式通過溢流圍堰7，在循環(huán)杯蓋板6上形成液面。隨著液面的上升，接近氣液分配器8泡帽底沿時，氣相流通面積變小，氣相流速急劇增加，會將液相抽吸至循環(huán)杯蓋板6下面，同時實現(xiàn)氣液的強化傳質(zhì)，在循環(huán)杯內(nèi)氣液分離，充分溶解了氫氣的液相作為循環(huán)油流入沸騰床反應(yīng)器底部的高壓室，氣相從反應(yīng)器氣相排出管路9引出反應(yīng)器。為進一步說明本發(fā)明的方案，列舉以下實施例:
實施例1
如圖1所示，本實施例氣液分配器采用抽吸型帽罩氣液分配器。溢流圍堰的高度為氣液分配器泡帽底沿距氣液分配盤面高度的1.5倍。新鮮原料與氫氣在沸騰床反應(yīng)器入口管線中混合后進入沸騰床加氫反應(yīng)器高壓室，與循環(huán)杯返回的循環(huán)油一同向上通過含有催化劑的反應(yīng)區(qū)。在循環(huán)杯處建立液面，一部分液相流出反應(yīng)器，一部分液相以溢流方式通過溢流圍堰，在循環(huán)杯蓋板上形成液面。隨著液面的上升，接近氣液分配器泡帽底沿時，氣相流通面積變小，氣相流速急劇增加，會將液相抽吸至循環(huán)杯蓋板下面，同時實現(xiàn)氣液的強化傳質(zhì)，在循環(huán)杯內(nèi)氣液分離，充分溶解了氫氣的液相作為循環(huán)油流入沸騰床反應(yīng)器底部的高壓室，氣相由循環(huán)杯蓋板中間氫氣引出口處引出反應(yīng)器。
權(quán)利要求
1.一種沸騰床加氫反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體和反應(yīng)器筒體內(nèi)上部的循環(huán)杯，循環(huán)杯下部設(shè)置連通至反應(yīng)器筒體下部的循環(huán)管路，其特征在于:循環(huán)杯上端的開口設(shè)置蓋板，蓋板上設(shè)置數(shù)量適宜的氣液分配器；循環(huán)杯蓋板上設(shè)置氣相引出管路連通至反應(yīng)器筒體外部；循環(huán)杯蓋板外沿設(shè)置溢流圍堰。
2.按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于:循環(huán)杯蓋板上的氣液分配器為抽吸型氣液分配器、溢流型氣液分配器或混合型氣液分配器。
3.按照權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于:抽吸型氣液分配器包括貫通循環(huán)杯蓋板的中心管和中心管上部的泡帽構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的反應(yīng)器，其特征在于:循環(huán)杯蓋板外沿設(shè)置溢流圍堰。
5.按照權(quán)利要求4所述的反應(yīng)器，其特征在于:溢流圍堰的高度為氣液分配器泡帽底沿距氣液分配盤面高度的1.0 2.5倍。
6.按照權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于:溢流圍堰的高度為氣液分配器泡帽底沿距氣液分配盤面高度的1.0 1.8倍 按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于:反應(yīng)器的入口管線設(shè)置在反應(yīng)器底部，反應(yīng)器內(nèi)下部設(shè)置氣液分布板，反應(yīng)器上部設(shè)置液體物料排出口。
7.按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于:反應(yīng)器為渣油或重油原料的沸騰床加氫反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種沸騰床加氫反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體和反應(yīng)器筒體內(nèi)上部的循環(huán)杯，循環(huán)杯下部設(shè)置連通至反應(yīng)器筒體下部的循環(huán)管路，循環(huán)杯上端的開口設(shè)置蓋板，蓋板上設(shè)置數(shù)量適宜的氣液分配器；循環(huán)杯蓋板上設(shè)置氣相引出管路連通至反應(yīng)器筒體外部；循環(huán)杯蓋板外沿設(shè)置溢流圍堰。本發(fā)明沸騰床加氫反應(yīng)器可以有效提高氣液兩相的傳質(zhì)效率，促進沸騰床加氫反應(yīng)器循環(huán)油中的氫氣溶解度，提高加氫和裂化反應(yīng)深度。
文檔編號C10G47/26GK103102930SQ20111035363
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者王喜彬, 賈麗 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撫順石油化工研究院