专利名称：带有防堵塞隔栅的上流式加氢反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种上流式反应器，更具体地说，涉及一种适用于重质油加氢过 程中气液两相向上流动的膨胀床反应器。
背景技术：
加氢是一种重要的劣质原料处理的技术路线，通过加氢，重质油品中的金属、胶 质、残炭、硫、氮等杂质均可以被有效脱除。目前加氢处理过程中最常用的是下流式固定床 反应器，即滴流床反应器，但是重质油品如渣油、煤液化油由于杂质含量高，容易造成加氢 催化剂中毒或者催化剂孔道堵塞而快速失活，并且杂质可能堵塞床层使压降快速升高导致 反应器工况变差，甚至无法正常操作。而采用气液并流向上运动的上流式膨胀床反应器是 进行重质油品加氢较佳的选择。在气液两相并流向上流动通过催化剂床层的过程中，油品 做为连续相，而氢气做为分散相，两相向上流动造成了催化剂床层的膨胀，可以增加床层的 空隙率，避免催化剂床层的堵塞。CN1349554A公开了一种加氢处理重质原料用带层状催化剂床层的上流式反应器 系统，上流式膨胀床反应器含有至少两个不同加氢活性的催化剂层，将上流式反应器做为 加氢主反应器的保护反应器，用于脱除油品中的大部分金属与固体颗粒杂质和部分硫、氮， 以延长主反应器中加氢催化剂的使用寿命。在上述的上流式反应器中，每一催化剂层底部 设有流体分布设备，该流体分布设备可采用许多中形式，例如筛、栅、孔板等。流体分布设备 具有使向上通过反应器的流体均勻通过催化剂层的水平面和确保大气泡破碎和流体混合 的作用。一般上流式重质油品加氢反应器在轴向具有多个催化剂床层，氢气与重质油品混 合物由反应器底部进入反应器，经折流板和分布器及床层支撑进入催化剂床层。气相被分 散成气泡与液相连续相并流向上运动，由于流体流动使得床层产生了膨胀。少量催化剂颗 粒会被流体携带继续向上运动，这部分颗粒会到达相邻的催化剂床层的分布器或者床层支 撑。由于床层支撑缝隙很小催化剂颗粒无法通过，因此这些颗粒很有可能就此堵塞分布器 或者床层支撑，导致流体、特别是气体分布不均勻，从而影响到反应器内流体的分布，对反 应过程产生不利影响。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种带有防堵塞隔栅的上流式重质油品加 氢反应器，以有效避免该隔栅被随流体运动的催化剂颗粒或者其它固体杂质堵塞。本实用新型提供的带有防堵塞隔栅的上流式加氢反应器，包括位于反应器底部的 分布器、两个以上催化剂床层、催化剂床层支撑和床层间隔栅，所述的床层间隔栅分为上下 两部分，上部分小流道组件，为流道尺寸小于催化剂颗粒粒度的筛板、孔板、栅或者网结构， 下部分截留组件，为具有倾斜或曲折流道的流道组件。本实用新型提供的反应器中，所述的床层间隔栅的上部分组件的流道尺寸小于催
3化剂颗粒粒度，以防止催化剂颗粒被流体携带离开床层；下部分组件为具有倾斜或曲折流 道的流道组件，包括具有倾斜流道的规整填料、交叉排列的斜板或者堆积起来的散堆填料， 当催化剂颗粒通过时，上述组件中的倾斜或曲折流道结构会阻碍催化剂颗粒继续向上运动 而被截住返回催化剂床层。本实用新型提供的上流式加氢反应器中，沿反应器轴向分布两个以上催化剂床 层，所述的防堵塞隔栅的位置在每个床层的上方。由于催化剂床层的膨胀率被控制在5 %以 内，因此隔栅与静止床层顶部的距离应该大于或者等于静止床层的5%的高度。本实用新型提供的带有防堵塞隔栅的上流式加氢反应器的有益效果为原料和氢气并流向上流动通过催化剂床层，具有较低的压降和更大的抗压降增加 能力，可以装填不同的催化剂床层，不同催化剂不会返混，所述的防堵塞床层间隔栅可以有 效的抑制被流体携带的催化剂颗粒堵塞分布器或者隔栅的流道，为流体的均勻分配创造有 利条件。
图1为上流式反应器简图。图2为采用规整填料的防堵塞隔栅组件示意图。图3为采用交叉放置斜板的防堵塞隔栅组件示意图。图4为采用散堆填料构成的防堵塞隔栅组件示意图其中1_氢气入口 ；2-油品入口 ；3-反应器出口 ；4-锥形折流板；5-反应器筒体； 6-分布器；7-催化剂床层支撑；8-催化剂床层隔栅；9-催化剂床层；10-规整填料；11-交 叉放置的斜板结构；12-散堆填料。
具体实施方式
本实用新型提供的上流式加氢反应器是这样具体实施的如图1所示，所述的上流式加氢反应器包括反应器底部的分布器6、轴向分布的两 个催化剂床层9、催化剂床层底部的床层支撑7和床层间防堵塞隔栅8。经管线1的氢气与 流经管线2的重质油品混合，由反应器底部进入反应器，经折流板4、分布器6和床层支撑7 进入催化剂床层9。在催化剂床层的上方设有防堵塞隔栅8。所述的隔栅8分为上下两个 部分，上部分为流道尺寸小于催化剂颗粒平均粒度的筛板、孔板、栅或者网结构，起到分配 流体的作用，流道尺寸小于催化剂颗粒平均粒度，防止催化剂颗粒被流体携带流出床层；下 部分为具有倾斜或曲折流道的流道组件，包括规整填料、交叉排列的斜板，或者是粒度较大 的散堆填料，具有截留催化剂颗粒的作用，最大程度的限制催化剂颗粒到达隔栅上部，防止 催化剂颗粒堵塞流道。流体依次经过各个催化剂床层9，在每个床层的上方均设有隔栅8。 在反应器内充分反应的流体，最终由出口 3流出反应器。防堵塞隔栅下部分的截留组件可以采用规整填料的形式，如图2所示，采用了规 整填料10。规整填料本身结构即为流道彼此交叉的波纹丝网或者波纹板，因此当催化剂颗 粒流至规整填料的流道时，会由于流动方向改变而与倾斜的流道边壁碰撞减速，受到流道 的阻碍作用之后，催化剂颗粒被截留返回床层。规整填料的流道与水平方向的夹角应大于 催化剂颗粒的休止角，以保证催化剂颗粒向上运动受阻后，返回床层，不会在倾斜流道内堆积堵塞流道。规整填料的流道尺寸应大于催化剂颗粒的粒径，防止颗粒被截留后堵塞流道。 由于规整填料的空隙率在90%以上，因此采用规整填料做为隔栅组件，反应器压降不会会 显著增加。或者如图3所示采用交叉放置的斜板11提供的倾斜流道结构，实现截留催化剂颗 粒的目的。彼此交叉放置的斜板，在斜板之间形成了倾斜的流道，类似于规整填料提供的倾 斜流道结构。利用倾斜流道，因此当催化剂颗粒流至规整填料的流道时，会由于流动方向改 变而与倾斜的流道边壁碰撞减速，受到流道的阻碍作用之后，催化剂颗粒被截留返回床层。斜板与水平方向的夹角应大于催化剂颗粒的休止角，以保证催化剂颗粒向上运动 受阻后，返回床层，不会在倾斜流道内堆积堵塞流道。倾斜流道的尺寸应大于催化剂颗粒的 粒径，防止颗粒被截留后堵塞流道。在同一倾斜方向上的斜板可以是一排或者多排。由于 交叉斜板结构空隙率较大，因此交叉斜板做为隔栅组件，反应器压降不会会显著增加。也可以采用如图4所示的散堆填料形式，堆积的散堆填料提供的曲折流道可以有 效截留被流体携带的催化剂颗粒，防止其堵塞隔栅或流出床层。散堆填料的堆积应保证在 流体经过之后不会产生膨胀，即流体经过散堆填料层之后，其堆积高度不大于静止的散堆 填料堆积高度。在散堆填料层中形成的曲折的流道结构，可以有效的截留催化剂颗粒。颗 粒在流道中运动与散堆填料频繁发生碰撞接触，能量损失大因而被截留，返回床层。散堆填料可以选用各种形状，为简单起见，图4选用了球形颗粒。优选的散堆填料 堆积之后，堆积层应该具有较大的空隙率，使得反应器压降不会明显增加。本实用新型提供的反应器中，所述的床层隔栅下部的截留组件可以为倾斜的流道 设计或者为曲折的流道设计。借助特殊的流道形式可以实现截留催化剂颗粒的作用。如图4所示，本实用新型提供了利用散堆填料堆积形成的曲折流道截留催化剂颗 粒。本实用新型提供的带有防堵塞隔栅的上流式加氢反应器的有益效果为具有防堵塞流道设计同时具有流体分布作用，可以有效的抑制被流体携带的催化 剂颗粒堵塞分布器或者隔栅的流道，为流体的均勻分配创造有利条件。借助特殊的隔栅流 道设计，如倾斜流道或者曲折流道，可以使得催化剂颗粒与流道边壁碰撞接触，阻碍其继续 向上运动堵塞流道，催化剂颗粒运动的能量在与流道边壁碰撞接触后衰减，受到重力等因 素的作用，最终向下返回到催化剂床层。
权利要求1.一种带有防堵塞隔栅的上流式加氢反应器，包括位于反应器底部的分布器、至少两 个催化剂床层、催化剂床层支撑和床层间隔栅，所述的床层间隔栅分为上下两部分，上部分 小流道组件，为流道尺寸小于催化剂颗粒粒度的筛板、孔板、栅或者网结构，下部分截留组 件，为具有倾斜或曲折流道的流道组件。
2.按照权利要求1的反应器，其特征在于所述的床层间隔栅的截留组件包括具有倾斜 流道的规整填料、交叉排列的斜板或者堆积起来的散堆填料。
3.按照权利要求1或2的反应器，其特征在于所述的床层间隔栅与静止床层顶部的距 离大于或者等于静止床层的5%的高度。
专利摘要带有防堵塞隔栅的上流式加氢反应器，包括位于反应器底部的分布器、至少两个催化剂床层、催化剂床层支撑和床层间隔栅，所述的床层间隔栅分为上下两部分，上部分小流道组件，为流道尺寸小于催化剂颗粒粒度的筛板、孔板、栅或者网结构，下部分截留组件，为具有倾斜或曲折流道的流道组件。原料和氢气并流向上流动通过催化剂床层，具有较低的压降和更大的抗压降增加能力，可以装填不同的催化剂床层，不同催化剂不会返混，所述的防堵塞床层间隔栅可以有效的抑制被流体携带的催化剂颗粒堵塞分布器或者隔栅的流道，为流体的均匀分配创造有利条件。
文档编号C10G49/00GK201776132SQ201020235680
公开日2011年3月30日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者唐晓津, 张占柱 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石油化工科学研究院