专利名称：一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油炼制领域，涉及一种适用于气固并流下行床管式反应器的气固入口装置。
背景技术：
石油炼制领域所使用的气固并流下行床管式反应器(简称为下行床管式反应器或反应器)，利用气固顺重力场向下运动的特点，能够适应催化裂化快速反应的要求。通常，气固混合、气固两相下行接触反应、气固快速分离三项操作的总过程在I秒钟内完成。由于其快速反应的特点，就要求催化剂在反应器入口处分布均匀；否则催化剂在整个反应器内都将处于一种分布不均的状态中，将大大降低反应效率。另外，在反应器入口处，油剂混合物应有足够高的密度，以利于烃油原料的裂化反应。为此，从上世纪80年代开始，国内外的石油公司及科研结构都对下行床管式反应器的气固入口装置展开了研究。美国专利US4338187公开的气固入口装置，采用了多管射流的设计；其优点是能够有效地控制颗粒流量，同时能够实现颗粒均布及气固混合。但其最大的缺点是结构过于复杂，带来易堵塞及检修困难等缺点，很难满足实际应用的要求。
发明内容本实用新型的目的是提供一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，以解决现有气固入口装置所存在的结构复杂、易堵塞及检修困难等问题。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是:一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，设有催化剂输送管、进油管、油气雾化段和位于油气雾化段下方的气固混合段，其特征在于:油气雾化段设有球冠形壳体，气固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的强化混合段，湍流混合段设有倒置圆台面形的筒体，所述的催化剂输送管安装于球冠形壳体的上部，进油管安装于球冠形壳体的侧部，进油管倾斜向上设置，至少设置2根，各根进油管相对于经过球冠形壳体的轴心线和各根进油管自身与球冠形壳体的连接点的垂直平面按相同的方向偏转。采用本实用新型，具有如下的有益效果:(1)本实用新型结构比较简单，不易堵塞，并且易于检修，能够满足实际应用的要求。(2)在下行床管式反应器的入口处，本实用新型可使催化剂均匀分布，并使油剂混合物具有足够高的密度。详细的说明，见本实用新型说明书的具体实施方式
部分。本实用新型的油气雾化效果好，可以提高油气和催化剂的接触效率，有效地控制油气和催化剂初始接触的返混程度；其操作弹性大、压降小。采用本实用新型，可以提高下行床管式反应器的重油转化能力和产品选择性，减少干气和焦炭的生成。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式
并不限制本实用新型要求保护的范围。
图1是本实用新型的一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置沿轴向的首1J视图。图2是本实用新型的另一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置沿轴向的剖视图。图3是图1中进油管和催化剂输送管的俯视图。图4是图2中的A-A剖视图。图5是图4中的B-B剖视图。图1至5中，相同附图标记表示相同的技术特征。
具体实施方式
参见图1，本实用新型的一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置(简称为气固入口装置)，设有催化剂输送管1、进油管3、油气雾化段和位于油气雾化段下方的气固混合段。进油管3的出口为喷嘴，图略。油气雾化段设有球冠形壳体2，其直径a—般为
1.25d 2.5d ；d为下行床管式反应器6的直径，一般为100 1500毫米。气固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的强化混合段5，湍流混合段设有倒置圆台面形的筒体4。所述的催化剂输送管I安装于球冠形壳体2的上部，可以安装I 9根；安装多根时均匀分布。图1所示安装的是I根催化剂输送管1，图2所示安装的是2根催化剂输送管I。催化剂输送管I的出口至通过球冠形壳体2球心的水平面之间的距离h —般为0
0.25a ;球冠形壳体2的球心，是指形成球冠的球面的球心。进油管3安装于球冠形壳体2的侧部。进油管3倾斜向上设置，至少安装2根；一般是安装2 9根，均匀分布。进油管3的出口环绕催化剂输送管I的出口 ；在垂直方向上，进油管3的出口要略高于催化剂输送管I的出口。进油管3与水平面之间的夹角a —般为20 50度，如图1、图2所示。各根进油管3相对于经过球冠形壳体2的轴心线和各根进油管3自身与球冠形壳体2的连接点的垂直平面按相同的方向(顺时针或逆时针)偏转，偏转角P —般为5 30度(如图3所示)；这样，油气经进油管3进入球冠形壳体2的内腔后，可以旋转流动。参见图1，本实用新型的一种气固入口装置的强化混合段5，设有圆台面形的上部筒体51和倒置圆台面形的下部筒体52。上部筒体51的底部直径c (下部筒体52的顶部直径与之相等)一般为0.6a la，上部筒体51的顶部直径b (湍流混合段倒置圆台面形筒体4的底部直径与之相等)一般为0.3c 0.Sc，倒置圆台面形下部筒体52的底部直径等于下行床管式反应器6的直径d。本实用新型所述的直径a、b、c、d，均从有关部件的内表面测量。参见图2和图4，本实用新型的另一种气固入口装置的强化混合段5设有圆筒形筒体53，在圆筒形筒体53的轴心线区域55与内表面之间设有带开孔的斜螺旋面挡板54。斜螺旋面挡板54例如可以是阿基米德螺旋面挡板，其素线自圆筒形筒体53的内表面倾斜向下，与垂直方向的夹角Y —般为15 50度(参见图5)。斜螺旋面挡板54的旋向，应与气固入口装置内油剂混合物的旋转方向相同。斜螺旋面挡板54上开孔的大小，应使小颗粒催化剂能够从开孔通过，而大颗粒催化剂则不能通过开孔。本实用新型的气固入口装置，球冠形壳体2与各段筒体均同轴设置；气固入口装置与下行床管式反应器6同轴设置。
以下结合附图说明本实用新型的操作过程。参见图1，油气经进油管3进入球冠形壳体2内腔的上部，催化剂经催化剂输送管I进入球冠形壳体2的内腔。油气首先在不与催化剂接触的情况下在球冠形壳体2内腔的上部均匀雾化，形成粒径均匀的油气，并向下旋转流动、与催化剂接触混合。催化剂随着雾化油气一起向下旋转流动，延缓了其在重力作用下快速离开气固入口装置的时间，增加了停留时间。催化剂与雾化油气所形成的气固混合物向下旋转流动，进入湍流混合段，在倒置圆台面形筒体4的内腔中湍流混合。之后进入强化混合段5，在圆台面形的上部筒体51和倒置圆台面形的下部筒体52的内腔中强化混合。在上述的过程中，由于流动路径直径的变化而导致了气固混合物旋流直径的变化，可以强化气固接触，并防止大颗粒催化剂分布在旋流外侧、小颗粒催化剂分布在旋流中心的情况发生，使催化剂在气固入口装置底部出口或下行床管式反应器6顶部入口的水平面上分布均匀。同时，在气固入口装置底部出口或下行床管式反应器6顶部入口的位置，能够将油剂混合物的密度控制在150 500千克/立方米的范围内；该立方米在所述位置的实际工况条件下测量。气固混合物由本实用新型气固入口装置向下流出后，进入下行床管式反应器6进行反应。参见图2和图4，催化剂与雾化油气所形成的气固混合物在本实用新型的另一种气固入口装置的强化混合段5中流动时，一部分直接在圆筒形筒体53的轴心线区域55内向下流动。另一部分气固混合物则沿圆筒形筒体53内的斜螺旋面挡板54螺旋流动；这可延长催化剂的停留时间、使气固充分接触；同时在该流动过程中，靠近圆筒形筒体53内表面、旋流外侧的一部分大颗粒催化剂会沿斜螺旋面挡板54的素线方向向下滑落至圆筒形筒体53的轴心线区域55内，小颗粒催化剂则可通过斜螺旋面挡板54上的开孔直接落下，从而也能使催化剂分布均匀。
权利要求1.一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，设有催化剂输送管(I)、进油管(3)、油气雾化段和位于油气雾化段下方的气固混合段，其特征在于:油气雾化段设有球冠形壳体(2)，气固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的强化混合段(5)，湍流混合段设有倒置圆台面形的筒体(4)，所述的催化剂输送管(I)安装于球冠形壳体(2)的上部，进油管(3)安装于球冠形壳体(2)的侧部，进油管(3)倾斜向上设置，至少设置2根，各根进油管(3)相对于经过球冠形壳体(2)的轴心线和各根进油管(3)自身与球冠形壳体(2)的连接点的垂直平面按相同的方向偏转。
2.根据权利要求1所述的气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，其特征在于:强化混合段(5)设有圆台面形的上部筒体(51)和倒置圆台面形的下部筒体(52)。
3.根据权利要求1所述的气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，其特征在于:强化混合段(5)设有圆筒形筒体(53)，在圆筒形筒体(53)的轴心线区域(55)与内表面之间设有带开孔的斜螺旋面挡板(54)，斜螺旋面挡板(54)的素线自圆筒形筒体(53)的内表面倾斜向 下。
专利摘要本实用新型公开了一种气固并流下行床管式反应器的气固入口装置，以解决现有气固入口装置所存在的结构复杂、易堵塞及检修困难等问题。本实用新型设有催化剂输送管(1)、进油管(3)，其油气雾化段设有球冠形壳体(2)，气固混合段包括湍流混合段和位于湍流混合段下方的强化混合段(5)，湍流混合段设有倒置圆台面形的筒体(4)。催化剂输送管安装于球冠形壳体的上部，进油管安装于球冠形壳体的侧部。进油管倾斜向上设置，至少设置2根；各根进油管相对于经过球冠形壳体的轴心线和各根进油管自身与球冠形壳体的连接点的垂直平面按相同的方向偏转。本实用新型主要用于气固并流下行床管式反应器。
文档编号B01J8/12GK203075927SQ201320048739
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者黄延召, 王文柯, 樊麦跃, 闫鸿飞, 陈曼桥, 武立宪, 张亚西, 陈章淼 申请人:中石化洛阳工程有限公司, 中石化炼化工程(集团)股份有限公司