CN1003841B - 移动催化剂床反应器 - Google Patents

Abstract

移动催化剂床反应器由立式圆筒容器组成，容器上部有反应器进口和催化剂进口（３、４），容器内有中催化剂床支座９和下催化剂床支座３０，容器上还有反应器流出物出口和催化剂出口（６、７）．此种反应器的特征是，起码中催化剂床支座９由若干互相连接的下敛截头锥面１０组成，此锥面１０的下端与相互隔开的垂直出口通道１２连接，垂直出口通道１２上有围壁１６，围壁１６上装有从催化剂中分离反应器流出物的环形筛，垂直出口通道１２的轴线均匀地分布在一个圆周上。

Description

移动催化剂床反应器

本发明涉及一种适宜对烃类进行催化处理，特别是对石油残油进行催化脱硫和脱金属处理的移动催化剂床反应器。

移动催化剂床反应器，通常由一个立式园筒容器组成，容器上部配有反应剂进口和催化剂进口。容器内设有催化剂床支座，该支座呈下敛锥面，其下端接到带圈壁的垂直出口通道上，既通过催化剂，又分离反应器流出物;围壁上装有环形筛，用来从催化剂中过滤出反应器流出物。在环形筛下游，容器上还分别有反应器流出物出口和催化剂出口。其要求请参阅美国专利说明书3，883，312。根据该说明书，用过的催化剂颗粒和反应器流出物均通过同一管道从移动催化剂床反应器中排出。反应器流出物经围壁上的环形筛孔从这条管道流出。

近年来，有一种以更大规模来进行上述有关处理工艺的趋势。这样，在设计大容量反应器的过程中就遇到很多问题。一个问题就是，不可避免地要增大催化剂床的面积，并要扩大催化剂和反应器流出物出口通道的截面积，才能使大量催化剂以适宜的速率通过出口通道。然而，催化剂/反应器流出物出口通道截面积增大，反应器流出物从催化剂床中央部分的分离越发困难，就要降低催化剂/反应器流出物分离效率。

英国专利说明书8024870，涉及对移动催化剂床反应器在设计上的改进，通过其改进设计，克服了上述由于增加出口通道带来的困难。根据英国专利说明书，催化剂/反应器流出物出口通道围壁内又增加了从催化剂中滤出反应器流出物的环形筛。

与扩大催化处理过程规模有关的另一个问题就是对大容量反应器的结构设计问题。增大催化剂/反应器流出物出口通道的直径就要增加通道围壁内的环形筛，这样就使环形筛的制造和安装复杂化。扩大处理过程规模所造成的另一个后果是出口通道内的环形筛应能承受水平和垂直方向上不断增加的负载。

在英国专利说明书8120176中，介绍了一种移动催化剂床反应器。在这种反应器中，催化剂/反应器流出物出口通道的环形筛，由数个分立的筛段组成，这些筛段由专用支承件得体地支承在水平向外方向和垂直方向上。分离筛段简化了反应器整个环形筛的制造和安装。根据上述说明书，催化剂/反应器流出物出口通道，特别是大容量反应器容器的出口通道内，可以装配更多的环形筛，以促进反应器流出物与通过所述通道的催化剂颗粒分离。

特别是在特大容量反应器内，环形筛在催化剂/反应器流出物出口通道内的支承会带来严重的结构问题，尤其为了达到分离效率要求，在通道内要装配附加内筛时更是如此。

如果反应器配有几个重叠的催化剂床，譬如需要对反应器流出物进行中间冷却，那么对液体从一个催化剂床到下一个催化剂床的再分配问题就要提出要求。特别是在应用大直径反应器时，尤为重要的是，在尽可能多的催化剂床上使液体得到合理的再分配，从而将催化剂床的高度保持在允许限度内。增加催化剂床的高度，就意味着增加反应器容器的长度，从而明显地提高制造成本，特别是当反应器容器是所谓压力容器时更是这样，而催化处理过程通常是用压力容器。

如上所述，大容量工作通常需要在已知移动催化剂床反应器内使用更多的过滤反应器流出物的环形筛网。为了支承这种新增加的环形筛，需要采用特殊的支承结构，以便将这些环形筛上的负载传递到安装这些环形筛的出口通道围壁上。

因此，本发明旨在进一步改进上述类型的移动床反应器，从而优化液体在反应器内的再分配，并有助于使用结构简单、重量减轻的环形筛支承设备。

本发明涉及由立式园筒容器组成的移动催化剂床反应器。园筒容器的上部分别配有反应剂进口和催化剂进口，容器内设有中间催化剂床支座和下催化剂床支座，以及反应器流出物出口和催化剂出口。在容器中，起码中间催化剂床支座由数个互相连接的下敛截头锥面组成，它们的下端均与相互隔开的垂直出口通道相连。垂直出口通道上有围壁，围壁上装有从催化剂中滤出反应器流出物的环形筛。几个垂直出口通道的轴线均匀地分布在一个圆上。

通过对下敛锥面及相应垂直出口通道的上述安排，从上述出口通道来的催化剂可以更规则地分布在下面的催化剂床支座上，同使用单个环形出口通道的情况相比。如果催化剂颗粒在容器横截面上分布得越规则，意味着与使用已知出口通道的情况相比，催化剂床的高度，进而容器的总高度也就越低。出口通道的总数应选用多少首先取决于反应器流出物理想流量所需的筛孔总面积。

由于存在设计大容量反应器的趋势，看来出口通道数还要增多。一定反应器内的出口通道数量，可以有三个到数百个。这取决于所选单个出口通道的尺寸。适用出口通道数目应选在三至八的范围内。根据几何设计原则可以把该基数扩大若干倍。

按照本发明对垂直出口通道进行上述配置后，出口通道可以完全由外部支座支承，而不必使用穿过出口通道的内部支承。

本设计可进一步对通过出口通道筛孔的反应器流出物于液体引到下一个催化剂床之前在容器总截面上进行再分配。反应器流出物的这种再分配，可进一步优化所需催化剂床的最低高度。

在完美地体现本发明的反应器内，彼此相对的截头锥面部分的上端连接到与容器同轴配置的上敛锥面上，并可卸开。这样配置，易于接近垂直出口通道之间的空间，从而便于维护和检查上述通道内环形筛的内部零件。上敛锥面的顶角和相邻截头锥面的顶角最好相等，适用的角度约为30°到90°，这样才能使催化剂颗粒顺利地进入垂直出口通道。

为吸收上敛锥面的负载，这一锥面最好由一个单独支座，例如由管形件构成的支座支承，该支承座再由垂直出口通道的支座支承。

现在参考附图，对本发明做进一步说明。

图1是剖面示意图，表示根据本发明装配有催化剂/反应器流出物出口通道的反应器容器。

图2是图1的横截面Ⅱ-Ⅱ的示意图。

图3是图1的横截面Ⅲ-Ⅲ的示意图。

图1表示具有侧壁2的立式圆筒反应器容器的竖截面。反应器容器1的顶部5上配有反应剂进口3和催化剂进口4;在容器的底部8上设有放出反应器流出物的出口6和催化剂出口7。反应器1的内部，装有若干重叠的催化剂床支座，将容器的内部分为若干反应区8。催化剂床支座区可分为中支座和下支座。

中催化剂床支座，通常由参考号9表示，由若干个上敛截角锥面10组成，各锥面10的轴线均排列在一个圆周上，而这个圆又与反应器容器1的主轴11同轴。每个收敛锥面10的下端都终止在垂直出口通道12内，以便催化剂和反应器流出物通过。在此实施例中，锥面10与垂直轴的夹角约为20°。锥面连接到立式圆筒结构13上，圆筒结构13又由反应器侧壁2上的锥体支架14支承。

在每个垂直出口通道12的通道壁内均装有环形筛15，用来将通过筛孔的反应器流出物从催化剂中分离出来。各垂直出口通道12均由下列三部分组成：安放环形筛的圆筒式上部16，下敛中部17，和圆筒式下部18。下敛中部17意在工作时增加通道12内的反压，从而促进反应器流出物从通过环形筛15的催化剂中分离。中部17的半顶角最好应选在15-45°的范围内，从而提高催化剂通过出口通道12的流量。为吸收垂直出口通道内环形筛15上的垂直负载，环形筛最好经挡圈19由固定在主支承结构13上的筒裙20支承。

锥面10彼此相对的部份的上端与基本是中心配置的上敛锥体21相连接。所选锥体21的顶角最好与锥面10的顶角相等，从而使催化剂从催化剂床的上部顺利地进入垂直出口通道12中。锥体21由穿过管形件23的销/槽装置22安装在锥面10上，并可卸开。锥体21由主支承结构13经管形件24和凸裙25支承。

容器1内还装有两个部件，一个是骤冷液供给管26，它从容器顶部通到与之相连的骤冷液注射管27;另一个是液体分配盘28，装于支承在锥面10上的催化剂床的上方。

虽然在图中仅画出一个由锥面10组成的中间催化剂床支座，但应看作可使用数个这样相互重叠的催化剂床支座。

在附图所示容器中，通常由参考号30标示的下催化剂床支座的构造，与中间催化剂床支座9的构造相同。因此，支座30各部件也用与支座9部件所用参考号相同的参考号来标示。下催化剂座支座30的垂直出口通道12的下端终止在一个单独的催化剂提取管31内，提取管31穿过容器底部的开口，构成催化剂出口7。

如上所述，还可使用具有数倍于基数的出口通道的反应器，这些出口通道的轴线均匀地分布在一个园上。譬如，图2和图3所示六出口通道这个基数，可以按六阵列形式排列，或以更大的倍数排列，例如在横截面大，或出口通道小或二者兼有的反应器上，即可这样做。在正常情况下，是由环形筛所需总周长来决定出口通道数目，无论是否取基数的倍数形式。

很清楚，如果不使用单根催化剂提取管，还可使下垂直出口通道穿过容器底部开口延伸出去。在这种情况下，催化剂出口同垂直出口通道的下端即构成一体。

在图示反应器设计中，中催化剂床支座和下催化剂床支座已按本发明制造。如上所述，按本发明配置支座的主要优点就是，反应器流出物既能在容器的横截面上进行再分配，催化剂也能够均匀地分布在下一个催化剂床上。由于这些优点在容器底部不起作用，所以下催化剂床支座可以采用与中催化剂床支座不同的结构，而不背离本发明。

垂直出口通道12内的环形筛15，可采用任何适宜的构型，譬如采用英国专利说明书8120176所述范例中的构型。

移动催化剂床反应器适于烃的催化处理。特别适合于对重烃，尤其是石油残油的催化去硫和脱金属处理。所采用的处理条件，对于熟练掌握此种工艺的人来说是不言而喻的。

应该指出，本发明不只是局限于上述举例所讲的改进范围。在实际工作中，垂直出口通道数目的选择取决于处理要求，特别是取决于所需容器以及相应的结构。

Claims (10)

1、移动催化剂床反应器包括立式圆筒容器，容器上部有反应剂进口和催化剂进口，催化剂床支座，它包括位于容器内的截头锥面，容器与带筛的垂直出口通道相连，容器有反应器流出物出口和催化剂出口，其特征是，至少位于下催化剂床支座上面的中催化剂床支座由至少两个互相连接的下敛截头锥面组成，其下端与相互隔开的垂直聚合的出口通道连接，出口通道的围壁上配有从催化剂中分离反应器流出物的环形筛，垂直同心聚合的出口通道的轴线均匀地分布在一个圆周上。

2、根据权利要求1所述的移动催化剂床反应器，其特征是每个中催化剂床支座垂直出口通道的数目应选在三到八范围内，或是这个基数的若干倍。

3、根据权利要求1或2所述的移动催化剂床反应器，其特征是垂直出口通道均由完全安置在所述通道外面的外支座支承。

4、根据权利要求2或3中任何一项所述的移动催化剂床反应器，其特征是，截头锥面彼此相对的部分的上端连接到与容器基本上同轴的上敛锥面上，并可卸开。

5、根据权利要求4所述的移动催化剂床反应器，其特征是，上敛锥面顶角与相邻截头锥面顶角大体相等。

6、根据权利要求4或5所述的移动催化剂反应器，其特征是，上敛锥面顶角和相邻截头锥面顶角均应在约30°-90°的范围内。

7、根据权利要求5或6中任何一项所述的移动催化剂床反应器，其特征是，容器还具备有用于支承上敛锥面的单独支座。

8、根据权利要求7所述的移动催化剂床反应器，其特征是：单独支座由垂直出口通道的外支座支承。

9、根据权利要求1～8任何一项所述的反应器的应用，用于对烃类催化处理的方法。

10、如权利要求9所述的反应器的应用，用于对石油残油进行催化去硫和脱金属处理的方法。

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