专利名称：一种沸腾床反应器催化剂在线加注罐的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种沸腾床反应器催化剂在线加注设备，属于石油化工领域。具体的说是一种用于向反应器内在线加注催化剂，特别是用于沸腾床反应器的催化剂在线加
注用的加注罐。
背景技术：
进入21世纪，石油需求量随世界经济发展逐年增加，原油劣质化、重质化呈全球性的趋势，增加轻质燃料油产量，提高石油利用率成为目前及将来石油加工的目标。沸腾床加氢技术具有原料适应性广，操作灵活等特点，是重、渣油深度加工的重要手段之一，因此沸腾床加氢技术成为炼油工业开发重点。沸腾床反应器是上流式三相流化床反应器，其最大一个特点是流动的催化剂颗粒能够实现在正常操作工况下加入和排出，而不影响反应的进行和装置的操作。因此，对沸腾床反应器内的催化剂进行定时加排，可以保证反应器内催化剂的活性，从而实现渣油加氢处理过程连续长周期运行。沸腾床反应器的工况压力为14 18MPa，温度范围为360 440°C，在高温高压下将催化剂加注到高温高压反应器里而不影响反应正常进行，并且不能存在设备风险是相当困难的。US3398085和US3M7809分别介绍了一种采用输送油输送催化剂的工艺方法，在该过程中先将催化剂放置到一个低压状态的中转罐(加注罐)中，首先利用泵建立从输送油储罐到反应器的输送油路，将中转罐的压力升到与反应器压力一致或者高于反应器压力， 利用差压驱动催化剂进入输送油路，用输送油将催化剂冲送至反应器。US4398852介绍了一种采用氢气压力为推动力的加注方法，该方法也设置一个高压容器(加注罐)，加注罐通过一个直管与反应器相连，低压时先将催化剂放入加注罐里，给加注罐升压，利用氢气压力将催化剂压入反应器里。以上专利共同点都采用了高压容器加注罐，加注罐的详细结构没有提及。而在实际操作过程中，由于加注罐是高压容器，采用圆形封头，加剂结束后会有不少的催化剂粘附在加注罐罐壁上，并且在封头部分有催化剂残余。催化剂加入反应器前必须加热，所以加注罐是高温设备，在罐内残留的催化剂停留时间过长容易结焦硬化，从而形成大硬块，一旦从管壁脱落，容易堵塞管道。中国专利CN2009101881M.7公开了一种催化剂在线加注系统，其加注罐内部结构示意图见图1，包括锥形导流体、压力平衡管、松动油分布器与气体分布器。设置锥形导流体是增加固体颗粒流动性，防止催化剂在封头堆积。设置压力平衡管是平衡锥形导流体与封头两侧的压力。冲洗油分布器是催化剂加注结束后对罐内进行冲洗。气体分布器是催化剂加注前对催化剂床层进行松动。该方法存在的问题是冲洗油分布器冲洗面积小，效果不佳，压力平衡管容易结焦堵塞。
发明内容针对现有技术的不足，本实用新型提供一种新型加注罐用于催化剂在线加注。[0007]本实用新型的技术方案为一种沸腾床反应器催化剂在线加注罐，所述的加注罐位于沸腾床反应器上方，通过直管与反应器相连；所述加注罐包括罐体、上封头和下封头；在所述罐体上设有催化剂入口和液相入口，上封头设有气体入口、气体出口和冲洗油入口，下封头设有催化剂排卸口 ；一根进液管与输送油入口相连接并延伸至罐内，在进液管的外部套装一个旋转喷射器。根据本实用新型的催化剂在线加注罐，所述的旋转喷射器包括旋转腔、上轴承和下轴承；其中所述进液管外套有旋转腔，旋转腔由上轴承与下轴承定位，旋转腔可绕进液管旋转。所述的进液管末端封闭，进液管上开有进液口与旋转腔相通，进液口面积为进液管横截面积的1 3倍。其中所述旋转腔的直径为加注罐直径的1/8 1/3。所述旋转腔上接有喷嘴接管，喷嘴接管数量及大小由喷嘴冲洗范围与喷射量相关，喷嘴一般为3 6个，喷嘴处冲洗油速度一般为0. 6m/s 2m/s ；所述喷嘴接管与旋转腔相切。在所述喷嘴接管上还设有止逆阀；所述喷嘴接管的朝向一致，上下间距一致，互相平行，间距由喷嘴接管喷射范围确定。所述的上轴承和下轴承为滑动轴承或滚动轴承，优选滚动轴承。本实用新型的催化剂在线加注罐工作原理如下加注初始，加注罐处于低压状态， 经计量的输送油由液相入口进入罐内，经计量的催化剂由催化剂入口进入罐内，氢气由气体入口进入罐内进行升压，待加注罐压力高于反应器，打开排卸管线上阀门，将催化剂从排卸口排入反应器。待加注结束时，冲洗油由冲洗油入口进入进液管，经进液口进入旋转腔， 冲洗油从旋转腔进入喷嘴，冲洗油以高速度从喷嘴喷出，不仅对罐壁有强力冲刷作用，同时对喷嘴产生反作用力；由于喷嘴接管与旋转腔相切，作用力具有最大力臂，形成力矩，推动旋转腔旋转，在旋转过程中冲洗油完成对整个罐体圆周的冲洗。冲洗油携带残留催化剂在重力作用下从排卸口进入反应器，冲洗结束后加注罐由气体出口卸压，一次加注完毕。所述的沸腾床反应器，具有本领域技术人员熟知的结构。优选内部设置三相分离器的沸腾床反应器，三相分离器可以对反应物进行气液固三相分离。例如，所述反应器可以采用CN1448212A中记载的沸腾床反应器等。与现有技术相比较，本实用新型的沸腾床反应器在线加注罐具有以下优点1、取消了锥形导流体、压力平衡管、与气体分布器，罐内结构简单，降低了造价。同时避免了压力平衡管结焦问题与堵塞问题。喷嘴接管上装有止逆阀，不会发生催化剂堵塞喷嘴现象；2、冲洗范围广，没有死角，冲洗强度高，增加了催化剂加注可靠性，完全避免了催化剂在罐内的残留。
图1是中国专利CN2009101881M. 7加注罐示意图。其中①-锥形导流体、②-压力平衡管、③-松动油分布器、④-气体分布器。图2是本实用新型催化剂在线加注罐的结构示意图。其中01-沸腾床反应器，02-催化剂加注罐，1-上封头，2-罐体，3-下封头，4_催化剂入口，5-液相入口，6-气体入口，7-冲洗油入口，8-气体出口，9-排卸口，10-进液管， 11-旋转喷射器。催化剂加注罐02在沸腾床反应器01上方，通过直管与反应器01相连，直管上有开关阀。图3是旋转喷射器结构示意图。其中12-上轴承，13-下轴承，14-旋转腔，15-进液口，16-喷嘴接管，17-止逆阀。图4是旋转喷射器的A-A剖面图。
具体实施方式
以下结合附图简单介绍一下本实用新型的催化剂加注罐的结构以及工作原理。如图2所示，沸腾床反应器01具有本领域技术人员所熟知的结构；加注罐02位于沸腾床反应器01上方，通过直管与沸腾床反应器01相连；催化剂加注罐02包括上封头1、 罐体2和下封头3。其中罐体2上设有催化剂入口 4和液相入口 5，上封头1设有气体入口 6、冲洗油入口 7和气体出口 8、下封头3设有催化剂排卸口 9。冲洗油入口 7与进液管10 相连，旋转喷射器11套装于进液管10外部并且可绕进液管10旋转。进液管10的末端封闭，并延伸至下封头3附近。如图3所示，所述的旋转喷射器11下端到达加注罐02下封头3底部的附近位置。 旋转喷射器11套装在进液管10的外部，由上轴承12与下轴承13定位。所述旋转喷射器包括旋转腔14，上轴承12和下轴承13 ；旋转腔12套在进液管10外，并可绕进液管10旋转；进液管10上开有进液口 15与旋转腔12相通，旋转腔12上接有喷嘴接管16，喷嘴接管 16上设有止逆阀17。所述的喷嘴接管16与旋转腔12相切。催化剂开始加注时，反应器01处于正常工况。催化剂开始加注前，加注罐02处于低压状态，一般为0.1 1 MPa。经计量的输送油由液相入口 5进入加注罐02内，完毕后经计量的催化剂由催化剂入口 4进入加注罐02内，完毕后氢气由气体入口 6进入加注罐02 进行升压，待加注罐02压力高于反应器01压力，一般压差为0. 01 0. 4MPa。打开排卸口 9相接管线上的阀门，利用压差将催化剂从排卸口 9加注至反应器01。待加注结束时，冲洗油由冲洗油入口 7进入到旋转喷射器11中，由进液管10上的进液口 15进入旋转腔12，冲洗油由旋转腔12进入喷嘴接管16，由于截面积减小，冲洗油由喷嘴接管16高速喷出，对加注罐02罐壁形成强烈的冲击，实现对罐壁的洗刷作用，同时对喷嘴接管16产生反作用力， 由于喷嘴接管16与旋转腔12相切，作用力具有最大的力臂，形成力矩，推动旋转腔12绕图示方向旋转，喷嘴接管16随旋转腔12 —起旋转，在旋转过程中冲洗油完成对罐体整个圆周的冲洗。冲洗油携带残留催化剂在重力作用下从排卸口 9进入反应器01，冲洗结束后关闭排卸管线上阀门，加注罐02由气体出口 8卸压，一次加注完毕。
权利要求1.一种沸腾床反应器催化剂在线加注罐，所述的加注罐位于沸腾床反应器上方，通过直管与反应器相连；所述加注罐包括罐体、上封头和下封头；在所述罐体上设有催化剂入口和液相入口，上封头设有气体入口、气体出口和冲洗油入口，下封头设有催化剂排卸口 ； 一根进液管与输送油入口相连接并延伸至罐内，在进液管的外部套装有旋转喷射器。
2.按照权利要求1所述的加注罐，其特征在于，所述的旋转喷射器包括旋转腔，所述进液管上开有进液口与旋转腔相通，旋转腔外接有喷嘴接管。
3.按照权利要求2所述的加注罐，其特征在于，所述进液口的开口面积为进料管横截面积的1 3倍。
4.按照权利要求2所述的加注罐，其特征在于，所述旋转腔的直径为加注罐直径的 1/8 1/3。
5.按照权利要求2所述的加注罐，其特征在于，所述的旋转腔通过上轴承和下轴承定位。
6.按照权利要求5所述的加注罐，其特征在于，所述的上轴承和下轴承为滑动轴承或滚动轴承。
7.按照权利要求2所述的加注罐，其特征在于，所述的，所述的喷嘴接管与旋转腔相切，喷嘴接管上接有止逆阀。
8.按照权利要求2所述的加注罐，其特征在于，其特征在于，所述的喷嘴接管为3 6个。
9.按照权利要求8所述的加注罐，其特征在于，所述的喷嘴接管朝向一致，上下间距一致，互相平行。
10.按照权利要求1所述的加注罐，其特征在于，所述的旋转喷射器下端到达下封头底部的附近位置。
专利摘要本实用新型公开了一种沸腾床反应器催化剂在线加注罐。所述的加注罐包括罐体、上封头和下封头；在所述罐体上设有催化剂入口和液相入口，上封头设有气体入口、气体出口和冲洗油入口，下封头设有催化剂排卸口；一根进液管与冲洗油入口相连接，在进液管的外部套装有旋转喷射器。本实用新型利用喷嘴接管向罐壁喷射冲洗油，产生反作用力，推动旋转腔旋转，能有效完成对整个罐体圆周的冲洗，避免了催化剂在罐体残余，增加催化剂加注可靠性，从而简化了加注罐内部结构。
文档编号B01J8/24GK202185301SQ20112024236
公开日2012年4月11日 申请日期2011年7月11日 优先权日2011年7月11日
发明者刘杰, 彭德强, 李欣, 王岩, 王明星 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院