CN102325588B - 容纳挠性压力的成型盖板结构 - Google Patents

Abstract

发明一种用于径向流反应器的挠性压力容纳盖板。该盖板用于其中反应器经受显著热循环的固定床反应器。盖板为轴向和径向热生长提供挠性，同时提供密封能力以防止流体泄露。盖板具有半环形结构，具有半圆形截面。

Description

容纳挠性压力的成型盖板结构

发明领域

本发明涉及流体颗粒接触的领域。具体而言，该领域为就烯烃裂化而言，烃料流接触固体催化剂颗粒的固定床的领域。

发明背景

烯烃裂化方法包括使富含烯烃的料流与固体催化剂接触以将较大烯烃裂化成轻质烯烃。所述方法提高了由产生丁烯、戊烯和较大烯烃的方法的乙烯和丙烯收率。烯烃裂化方法使用径向流反应器设计，其中富含烯烃的气体流径向或水平地流过催化剂固定床。烯烃裂化反应器使用需要盖板结构的向下流密封设计。盖板接触径向流反应器的内部和外部筛。该结构能使蒸气容纳在低振幅高频率热循环操作中。气体流过反应器床产生整个盖板上的压差。常规盖板连接了经历频繁轴向和径向差别热生长的内部和外部筛。压差与循环热操作结合产生潜在的泄露机会，其中密封流的泄露具有同等效力的进料绕行。压差容纳要求增强生长并与频繁的热循环操作相互作用的组件。

这导致组件强化的发展，使得***为足够硬或刚性以调动相对的差别生长(differential growth)。该***与大量组件界面组合，所述组件界面以需要大量滑动接头和重叠型连接的间隙分级。然后将这些连接用用于密封***的材料填充。常规***需要大量组件在多个界面上的相互作用，带来机械故障和随后泄露的可能，导致显著的损失。

发明概述

本发明提供具有降低的故障机会，由此降低产物的泄露和损失的更简单且更便宜的设计。本发明用于具有错流流体的固定床反应器。流体通常为气体。本发明为一种装置，其包含具有流体入口和流体出口的垂直定向的容器。流体流入具有中心管半径的中心管并置于容器内，且其中容器流体入口与中心管的第一端流体连通。中心管由多孔材料制成以容许流体流过中心管壁，且中心管包含第二端，所述第二端限于限制流体流动，或完全封闭以迫使流体通过多孔中心管壁。管塞分配器固定在中心管的第二端上以促进流体均匀流过中心管壁。装置还包含半径大于中心管半径且围绕中心管的圆柱形筛。圆柱形筛与中心管之间的空间填充有固体颗粒催化剂并形成催化剂床。催化剂床在容器底部通过中心管和筛与容器底密封接触而被密封。环形盖密封地固定在中心管顶部和筛顶部以将中心管连接在筛上并包围催化剂床。

本领域技术人员将由以下详述和附图获悉本发明的其它目的、优点和应用。

附图简述

图为烯烃裂化方法中所用径向流反应器的示意图，其包含设计用于容许反应器内部和外部筛差别移动的成型盖板。

发明详述

需要一种新盖板设计以改善总性能，和克服现有设计容许泄露发展的不足。已设计新盖板结构为具有足够挠性以处理内部和外部筛的差别生长的频繁热循环，且具有足够的强度以容纳差压。蒸汽的容纳是长期问题，方法是不断将更多密封剂和硬化剂加入盖板中以克服泄露。

本发明包括一种用于流体-固体接触的装置，其包含具有容器壁、和流体入口和流体出口的垂直定向的基本圆柱形容器。该容器还包含容器底和容器顶，其包含固定在圆柱形容器端上的椭圆形端。装置还包含具有中心管半径且置于容器中的垂直定向的中心管。中心管具有与流体入口流体连通的第一端，和第二端，中心管具有多个分布在中心管壁表面上的孔。中心管也称为内部筛，且具有中心管顶边缘和中心管底边缘。装置还包含半径大于中心管半径的垂直定向的圆柱形筛，其中所述筛置于中心管与容器壁之间。圆柱形筛也称为外部筛，具有筛顶边缘和筛底边缘。圆柱形筛围绕中心管，容积限定在筛与中心管之间以保持固体颗粒材料的床。筛具有多个分布在筛上的孔且以一定尺寸制造用于容纳固体颗粒，同时容许流体流过筛。装置还包含置于中心管内并固定在中心管顶边缘上的管塞分配器。管塞分配器具有圆锥形状，或分段圆锥形状，并渐缩至封闭端。装置还包含环形盖，其具有连接中心管的内缘和连接筛的外缘。环形盖可提供用于径向流反应器的挠性容纳盖板。

对于错流反应器，一类筛为成型金属丝筛，其中成型金属丝卷绕在载体上，当将金属丝卷绕在载体上时设定预定的金属丝间距。将成型金属丝面对置于固体颗粒材料的床内。成型金属丝通常具有三角形截面形状，其中一个会切点结合在载体上，与结合的会切点相对的金属丝平面部分对于固体颗粒呈现出扁平形状以倚靠，甚至沿着滑动。筛则包含大量开孔，或孔，其中在一个方向上，将成型金属丝校直，并在横向上将载体校直。通常，然后将筛切割并变平，然后再辊压或再成型以将成型金属丝在轴向上校直。使用成型金属丝的筛显示于美国专利Nos.2,046,458和4,276,265中。成型金属丝筛设计也可用于中心管。中心管也是具有较小内半径的筛以形成催化剂床的内部边界。

图为包括本发明的烯烃裂化反应器的示意图。反应器10包含垂直定向的容器20，所述容器具有置于容器20的底端24中的入口22和置于容器20的顶端28中的出口26。反应器20包含具有中心管半径且具有与容器入口22流体连通的第一端32，和第二端34的内部中心管30，且其中中心管30包含提供孔以使流体流过中心管30的多孔结构。半径大于中心管半径的垂直定向的圆柱形筛40置于中心管30与容器20之间。管塞分配器50置于中心管30内并固定在中心管30的第二端34上，用于将流体以基本均匀的方式分布在整个中心管30多孔表面上。管塞分配器50占据中心管30中的容积，由此降低热停留时间，并由此降低进料的非选择性热裂化。反应器10还包含密封地固定在中心管30顶部和圆柱形筛40顶部的环形盖60。

环形盖60包含具有半椭圆截面的半纹孔托(torus)。纹孔托的半椭圆截面可以为0-0.9，优选0-0.5，最优选截面为半圆形截面，或0的偏心率。半圆形截面提供给薄标准金属最大的强度。截面的选择可取决于所用材料和用于环形盖60的金属的厚度。金属厚度通过容纳压差保持密封。环形盖的厚度可以为1-5mm，或使用标准厚度为18-6表(gauge)，优选选择10表，或3.57mm厚的不锈钢金属片。环形盖60由连续的金属片制成以提供最好的完整性以防潜在的泄露。半圆形截面的选择提供最大的强度而不需要强化结构元件以加固盖。尽管总操作条件可容许偏心率为大于0的半椭圆形截面。具有半圆形截面的半环形形状对于压力容纳而言是最佳的，当与内部中心管和外部筛的差别热生产结合时，使用薄片容许盖的柔性，以及容许径向上的变化。

在一个实施方案中，装置还包含用于包围和限制流体流过部分催化剂床的盲板(blankoff)。装置包含置于中心管30的上端34或第二端与环形盖60的内缘66之间的盲板36，和置于圆柱形筛40的上边缘44与环形盖60的外缘68之间的盲板42。装置还可包含置于中心管30的第一端32与容器20的入口22之间的中心管下部盲板38，和置于筛底部边缘48与容器底24之间的圆柱形筛下部盲板46。

环形盖60还可包含固定在盖60上的内径连接器62和固定在盖60上的外径连接器64，或由单片金属模制，例如可用金属片压机或本领域技术人员已知的其他金属加工方法形成。连接器62、64为扩口外形连接器(flared contoured connector)以提供与中心管30和外部圆柱形筛40连接的更好装配。扩口连接器62、64为法兰，其可容易地螺栓连接到中心管和外部筛，或相应的盲板36、42上的法兰上以实现密封的便利和可靠性。

通常，扩口外形连接器62、64为法兰，其用于螺栓结合，或可脱扣地固定在中心管30和筛40的法兰，或固定在中心管30和筛40的上部盲板36、42上的法兰上。

尽管已用目前考虑的优选实施方案描述了本发明，应当理解本发明不限于所公开的实施方案，但它意欲涵盖包括在附属权利要求的范围内的各种改进和等效配置。

Claims (9)

1.一种用于流体-固体接触的装置，其包含：

具有容器壁、流体入口和流体出口的垂直定向的基本圆柱形容器；

具有中心管半径且置于容器中并具有第一端、第二端和中心管壁的垂直定向的中心管，其中第一端为流体入口且与容器流体入口流体连通，且流体出口包含在中心管壁中的孔；

具有大于中心管半径的半径、筛顶边缘和筛底边缘且置于中心管与容器壁之间，并与中心管壁隔开一定距离的垂直定向的圆柱形筛，其中所述筛包含孔以容许流体流过；

密封地连接中心管顶部与筛顶部的环形盖；

置于中心管的第二端与环形盖之间的中心管上部盲板；和

置于筛顶边缘与环形盖之间的筛上部盲板。

2.根据权利要求1的装置，其中所述容器具有容器底，其还包含：

置于中心管的第一端与容器底之间的中心管下部盲板；和

置于筛底边缘与容器底之间的筛下部盲板。

3.根据权利要求1的装置，其中所述环形盖包含具有半椭圆截面的半纹孔托。

4.根据权利要求3的装置，其中所述半椭圆截面的偏心率为0-0.9。

5.根据权利要求1的装置，其中所述环形盖包含具有半圆形截面的半纹孔托。

6.根据权利要求1的装置，其中所述环形盖由薄标准材料制成。

7.根据权利要求1的装置，其中所述环形盖由连续的材料片制成。

8.根据权利要求1的装置，其中所述环形盖具有内径连接器和外径连接器，且具有在内径和外径连接器上的扩口外形连接器。

9.根据权利要求1的装置，其还包含置于中心管内并固定在所述第二端上的管塞分配器。

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