包括带有检查端口的出口收集器的反应器的制作方法

本发明涉及带有出口收集器的化学反应器。具体地，该反应器具有包括检查端口的出口收集器，用于维护、清洁和去除沉积物。反应器能够是下流式催化反应器,其包括竖向叠加的微粒催化材料填充床。这种类型的反应器用在石油和化学加工工业中，用于实施各种催化反应，诸如硫和氮转化（HDS/HDN）；烯烃（HYD）和芳烃（加氢脱芳烃-HDA）的氢化作用、金属去除（加氢脱金属-HDM）、氧转化（加氢脱氧-HDO）和加氢裂化（HC）。替代地，该反应器是径向转化器（converter），其中，塔板（deck）的元件必须固定到反应器上。这种反应器具有横跨催化材料填充床的径向流，并且这种反应器通常用在石油和化学加工工业中，用于实施诸如催化重整和氨合成的催化反应。

背景技术：

加氢处理是用氢来处理原料的任意工艺。加氢处理可包括加氢裂化、HDS/HDN、HYD、HAD、HDM和HDO，加氢裂化是用于将重油馏分转化成轻油馏分的工艺。加氢处理正发生在加氢处理催化反应器中，加氢处理催化反应器是加氢处理单元的关键元件。加氢处理催化反应器能够具有单个或多个催化剂床。将选择哪个选项用于具体的反应器取决于将进料转化成具有期望性质的产品所要求的催化剂的量。大多数加氢处理反应是放热的，并且随着进料经过催化剂床而不断产生热量。为了不将催化剂暴露于高于所要求的温度以及因此加速催化剂的失活，所要求的催化剂的体积被分成多个床，具有安装在各床之间的冷却区（骤冷段（quench section））。在径向合成塔中，反应器的塔板确保气流在允许进入含催化剂区段之前沿反应器的周界被收集。

由于安装、拆卸和维护的要求，以及反应器的元件的清洁，关键的是提供对任一反应器元件的完全进入。在加氢处理反应器中的出口收集器用于在这些反应器的底部收集气体和液体，并且经由出口管传输气体和液体以便进一步处理。当反应器填充有催化剂时，固体碎屑（由催化剂粉碎产生的或者与原料一起运输的）可能进入出口收集器。这样的碎屑可以沉积在出口收集器中或出口管中，从而形成增大的压降。另外，碎屑可能被传输至加氢处理单元的其他单元操作，从而对这样的单元操作的性能造成不利影响、导致这些单元的故障和损坏。

在维护期间需要检查出口收集器和出口管并且需要去除任何碎屑。在现有技术中，优选的检查方法是出口收集器（作为一件设备）的去除。通过松开固定夹并且提升收集器而完成该去除。大型收集器通过使用起重机来提升。由于工具和起重机的使用，这个用于进入出口收集器和出口管的方法是耗时的，由此增加操作者在受限空间中花费的时间。另外，由于在受限空间中提升重型的多件设备并且使用起重机，因此这将操作者暴露至较高的风险。

EP0075056描述了氨合成系统，该氨合成系统使用由简化的分流轴向流设计表征的至少一个氨转化器。出口收集器被示出在转化器的底部处。

CN201832617U涉及反应器出口收集器，该反应器出口收集器布置在反应器的底部封头的内侧上并且包括顶盖、筒体和支板。顶盖布置在筒体上并且盖住筒体，筒体的侧面设置有多个支板，这些支板通过紧固件与固定板连接，该固定板焊接在反应器的底部封头上，并且因此反应器出口收集器被固定在反应器上。定位环布置在反应器的底部封头的侧壁上，并且与反应器出口收集器的筒体的下端连接。与现有技术相比，该实用新型具有下述优点：反应器出口收集器结构简单、压降小且通道通畅、易于安装等。

CN103111239描述了一种反应器，其包括筒体、封装在该筒体的顶部处的上封头以及封装在该筒体的底部处的下封头，筒体、上封头和下封头形成封闭的腔体，该腔体中布置有反应管，每个反应管的顶部插入至混合气罐，每个反应管的中部插入至管支撑件，并且每个反应管的底部插入至管板；管支撑件固定在反应管上，管板的底部固定在U形筒体的顶部处，U型筒体的底部固定在支管上，支管的底部插入至歧管箱，分布管的顶部插入至歧管箱，分布管的底部定位在歧管箱外部，并且接头的底部穿过下封头；上封头的顶部设置有工作启动气体入口；并且下封头的底部设置有出口收集器，且出口收集器的底部设置有生成气体出口。该反应器具有提高甲醇产量，降低成本、节约能源和减少能耗的优点。

CN201493096公开了一种用于出口的收集器，其包括筒体；多孔盖板布置在筒体的顶端处；均匀分布的条形孔轴向地且环向地布置在筒体上；多个加强筋轴向地且对称地固定在筒体的内壁上，多孔盖板和筒体的外壁盖有金属格栅；并且该金属格栅由多个支承杆和垂直于该支承杆的格栅杆焊接而成。该收集器具有结构简单，安装方便，承载能力强等优点，并且该收集器安装在反应器中，由此充分阻挡催化剂及杂物，并且更好地支承催化剂的重量；并且该收集器用于长期使用且不容易堵网，因此使用寿命较长。

尽管存在以上提及的公知技术，但是对带有包括检查端口的出口收集器的反应器存在需求，以用于出口收集器和出口管的容易、便宜、快速且方便的维护，沉积物的清洁和去除。

技术实现要素：

当前发明提供带有出口收集器的催化反应器，该出口收集器配备有检查端口。检查端口的大小必须使得操作者能够在整个出口收集器中并且通过连接至该出口收集器的出口的出口管放入检查工具，或至少检查工具的部分。额外地，该端口足够宽以便允许清洁设备或清洁设备的至少部分进入出口收集器，用于去除聚积的污物。该端口可以足够宽以便允许操作者通过该端口的通过，但不是必须如此。

本发明的出口收集器包括关闭端口的盖。出口收集器承受显著的压降（高达20巴，通常为7巴），该盖被设计成使得确保出口收集器在操作下或在瞬态期间不会塌陷（最大的压降通常出现在紧急停机期间）。

本发明的出口收集器的盖包括密封端口的盘和圆筒形主体，从而起到防止出口收集器塌陷的功能。

一旦盖被关闭，则盖体的外侧与环绕出口收集器的开口的压缩环接触。压缩环的设计必须确保在设备承受压差时与盖体紧配合，和/或在设备暴露于环境温度和压力时该压缩环是热的并且与盖体足够松地配合，使得在维护期间盖能够容易地去除。在盖体的外侧和压缩环的外侧之间的最大间隙通常是1mm至2.5mm。

盖体的外径被设计尺寸，使得开口允许通过该开口至少插入并操作检查工具和清洁工具，或工具的部分。由于该盖防止出口收集器塌陷的功能，盖体的直径和厚度的设计还得考虑强度。

盖盘的厚度可以是10mm至20mm。盖可以被设计成一件或多件。每个部分的最大尺寸在考虑与维护有关的通常的处理程序的情况下被设计。例如，上面的设备的人员通路的大小以及每个部分的最大重量的考虑因素被考虑。

盖盘的底侧可包括加强结构，该加强结构赋予盘和主体必要的强度以承受压降。在一个实施例中，加强结构是从盖的中心以射线样式布置的八个梁。

盖盘通过几个固定点被紧固至出口收集器。在一个实施例中，系统仅包括两个固定点。紧固系统可以包括，但不限于，快速释放件或轨式滑动器互锁系统和快速释放件的组合。盖盘能够包括杆，该杆还可被用作手柄。

检查出口管道是必要操作，以使污物（例如，催化剂碎屑）避免聚积在反应器的出口处并且不通向下游设备。

执行检查的常见方法是去除整个出口收集器。出口收集器通常通过大量固定点（通常为螺栓固定）紧固至反应器。在操作期间，螺丝和螺栓可能卡住，并且拆卸出口收集器是漫长的操作，其通常需要金属切割和焊接以用于修理。在现有技术中公知的出口收集器具有重的结构，该重的结构需要起重器来提升。使用起重机的时间增加了操作的额外停机时间（down-time）。

借助于当前发明，可以通过去除检查端口来简单地执行检查和清洁。在一个实施例中，这仅要求两个固定点（优选地为快速释放件）并且该检查端口可以手动地提升。本发明允许在时间和操作的复杂性上的大幅节省。最重要的益处是对于工厂所有者的经济性（较短的停机时间）以及对于操作者的安全性，该操作者在受限空间中经受短得多的时间段。

本发明的特征

1. 用于化学反应的催化反应器，包括用于从化学反应中收集并传输流体以便进一步处理的出口收集器，其中，所述出口收集器包括用于容纳检查端口的孔以及检查端口，用于出口收集器的维护和清洁。

2. 根据特征1所述的催化反应器，其中，所述检查端口的重量足够小以能够实现出口收集器中的检查端口的手动装配和拆卸。

3. 根据前述特征的任一项所述的催化反应器，其中，所述检查端口的重量在2kg至80kg的范围中，优选地在4kg至40kg的范围中。

4. 根据前述特征的任一项所述的催化反应器，其中，所述检查端口足够大以能够实现检查工具和清洁工具的通过和操作。

5. 根据前述特征的任一项所述的催化反应器，其中，所述检查端口足够大以能够实现人员的通过。

6. 根据前述特征的任一项所述的催化反应器，其中，所述检查端口是圆筒形的并且具有在100mm至1200mm的范围内的直径，所述直径优选地在250mm至600mm的范围内。

7. 根据前述特征的任一项所述的催化反应器，其中，所述检查端口包括圆筒形主体、盘形盖以及加强结构。

8. 根据前述特征的任一项所述的催化反应器，其中，所述检查端口包括下述形状的加强结构：以射线样式、直线样式或方形样式固定的梁。

9. 根据前述特征的任一项所述的催化反应器，其中，所述检查端口足够结实以阻挡在端口的两侧之间的压差，所述压差在0巴至50巴的范围内，优选地在0巴至20巴的范围内。

10. 根据前述特征的任一项所述的催化反应器，其中，所述检查端口包括用于将所述检查端口固定至所述出口收集器的锁定杆，优选地所述杆还作为用于装配和拆卸所述检查端口的手柄起作用。

11. 根据前述特征的任一项所述的催化反应器，其中，所述检查端口在一个或多个固定点中固定至所述出口收集器，优选地通过固定机构在两个固定点中固定至所述出口收集器。

12. 根据特征11所述的催化反应器，其中，所述固定机构是快速释放元件。

13. 根据前述特征11或12任一项所述的催化反应器，其中，所述固定机构是螺丝和螺母元件、螺丝和翼形螺母元件、弯头接合元件或楔形元件，或所提及的元件的任一个与键孔和螺栓元件的组合。

14. 根据前述特征的任一项所述的催化反应器，其中，所述出口收集器包括环绕所述孔的压缩环，所述压缩环适于在所述检查端口装配在所述出口收集器中时接触所述检查端口，所述压缩环被构造成在所述催化反应器处于操作状态时提供与所述检查端口的紧配合，并且在所述催化反应器没有处于操作状态时提供与所述检查端口的松配合。

15. 根据特征14所述的催化反应器，其中，在所述压缩环和所述检查端口之间的间隙在反应器没有处于操作状态时在0.5mm至5mm的范围内，优选地在1mm至2.5mm的范围内。

16. 催化反应器用于加氢处理的用途，所述催化反应器包括根据前述特征的任一项所述的出口收集器和检查端口。

附图说明

本发明由示出本发明的实施例的示例的附图进一步说明。

图1示出根据本发明的带有用于反应器（未示出）的检查端口的孔的出口收集器的轴测图。

图2示出根据本发明的用于反应器（未示出）中的出口收集器（未示出）的检查端口的轴测图，以及在检查端口和出口收集器之间的间隙的细节视图。

图3示出根据本发明的安装在用于反应器（未示出）的出口收集器中的检查端口的轴测图；一个视图是出口收集器的剖视图。

位置号：

01 出口收集器

02 孔

03 检查端口

04 圆筒形主体

05 盘形盖

06 加强结构

07 锁定杆

08 固定点

09 固定机构

10 压缩环。

具体实施方式

下面参考附图将更详细地解释本发明的多个实施例。

在图1中示出根据本发明的用于反应器（未图示）的出口收集器01。出口收集器装配在反应器的底部中，其中，该出口收集器作为气体和/或液体收集器起作用。流体经由出口管（未示出）从出口收集器被传输以便进一步处理。在当前实施例中的出口收集器具有圆筒形的形状。在出口收集器的第一端部，孔02适于容纳检查端口。该孔的内侧具有压缩环10，该压缩环10的内径适于在反应器没有处于操作状态时提供与检查端口的松配合，并且在操作状态下的反应器承受操作压力和操作温度时提供紧配合。操作压力可以在20巴左右，但通常在7巴左右。

在图2中示出适于装配在出口收集器中的检查端口03。检查端口03包括圆筒形主体04，该圆筒形主体给该检查端口提供结构强度并且具有被修改成配合在如上所述的出口收集器的孔内的外径。当装配了检查端口时，盘形盖05提供出口收集器的孔的闭合。该盘形盖具有适于承受操作压力和温度的厚度和强度。为了提供额外的强度并且可选地减少重量，这个实施例的检查端口进一步设置有加强结构06，该加强结构06装配在盘形盖下方，从而接触并支承该盘形盖。如在图2中所示，该加强结构可以是以射线样式装配至圆筒形主体和盘形盖的钢杆，并且与圆筒形主体和盘形盖焊接在一起。与该加强结构相对，锁定杆07装配在盘形盖的上侧上。该锁定杆被装配成与盘形盖的直径对准，延伸超出该盘形盖的边沿，从而足以提供适于固定至出口收集器上的对应固定点的固定点08。当前实施例的固定点是两个孔，在锁定杆的每一个端部中有一个孔。如在图2中所示，该锁定杆在其中间区段具有大到足以使一只或两只手通过的切口，用于人员处理检查端口。这样锁定杆也用作手柄。在图2的下部中，细节图示出在检查端口的圆筒形主体和出口收集器的压缩环之间的间隙。当反应器、出口收集器和检查端口经受环境温度和压力时，这个间隙处于1mm和2.5mm之间，而当反应器、出口收集器和检查端口经受操作压力和温度时，这个间隙向0缩窄。

图3示出装配在出口收集器中的检查端口，上部视图在剖视图中示出出口收集器以便形象化装配有检查端口的出口收集器的内部部分。如在上部视图和下部视图中所看到的，这个实施例使用简单的螺栓作为固定机构09，仅两个螺栓足以将检查端口固定在其装配位置中。因此，本发明确保检查端口的快速且容易的装配和拆卸，并且因此确保出口收集器和连接的出口管的快速且容易的维护和检查。