[发明专利]沸腾床反应器

说明书

本发明涉及沸腾床技术领域，具体涉及一种沸腾床反应器，包括反应器筒体，反应器筒体内部的上侧设置三相分离器，反应器筒体内部的下侧设置气液分配器，所述气液分配器包括物料分配管、上塔盘和下塔盘，上塔盘和下塔盘形成双层塔盘结构，上塔盘和下塔盘之间形成空隙，物料分配管贯穿上塔盘和下塔盘，物料分配管的上端口处设置帽罩，物料分配管位于上塔盘和下塔盘之间的部分设置管壁开孔，上塔盘和下塔盘之间还设置循环油反应器入口；本发明将三相分离器分离下来的固体催化剂在反应器径向中心区域沉降回流到反应器内，解决了高催化剂装填量时，催化剂沉降回流的阻力大问题，保证了三相分离器在高催化剂装填量时仍具有良好的分离效果。

技术领域

本发明涉及沸腾床技术领域，具体涉及一种沸腾床反应器。

背景技术

沸腾床加氢反应指原料油(主要为液相)、氢气(气相)在催化剂(固相)上进行加氢反应的过程，加氢反应主要发生加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、加氢饱和、加氢裂化等。反应器在气、液、固三相的沸腾状态下操作，催化剂在从反应器底部进入的原料油和氢气的带动下，处于沸腾状态，与固定床反应器处于完全不同的流体状态。沸腾床加氢反应可以处理高金属、高沥青质含量的劣质原料油，反应具有压力降小、温度均匀、可以在线加排催化剂，以保持催化剂活性等特点。

沸腾床反应器的物料从反应器底部引入，在反应器内的下部一般设置气液分配器，将物料均匀分散。气液分本配器一般为盘式结构，在盘上设置物料通过的分配管，分配管顶部设置拦截催化剂颗粒的帽罩。由于沸腾床加工的原料一般为劣质重质原料，其特征是易于结焦，因此沸腾床反应器气液分配器上易于结焦堵塞，现有方法一般是对分配器的表面进行专门处理，使结焦物不易附着在气液分配器上。

目前存在两种主要类型的沸腾加氢技术，一类是采用油相循环的方式，如USRe25,770中描述的沸腾床工艺，此工艺在实际应用中的不足在于：为保持液固分离效果，反应器内催化剂用量不能太多，反应器利用率低，工业沸腾床反应器利用率一般只有40％左右，利用率一般指催化剂装填量占反应器容积(不计封头空间)的百分数，固定床反应器利用率一般90％以上；反应器有较大空间是液体物料在没有催化条件下的停留时间过长，此部位没有加氢反应，物料在高温下容易反应结焦。另一类是在反应器内设置三相分离器，在反应器内上部进行气-液-固分离，通过设置内置三相分离器，可以提高催化剂的用量，即提高反应器的利用空间，但在实际使用时，催化剂用量提高有限，如果催化剂用量增加，三相分离器的分离效果快速下降，实际上比第一类沸腾床反应器利用率略有提高；另一种改进方案是在三相分离器下部设置导向结构，利用导向结构，增加三相分离器的操作弹性，确保三相分离器的高效分离，减少催化剂的带出量，提高催化剂藏量，提高反应器利用率，但在使用时，仍需在三相分离器下部一定区设置催化剂稀相区，该区域催化剂量很少，基本不发生加氢反应，否则三相分离器的分离效果仍不能满足要求，而稀相区的存在，影响反应器利用率的进一步提升，也影响加氢反应效果，并且反应器规模放大后，催化剂装量更难以提高，难以达到实验装置的效果。后者虽然理论上不需循环油，但在开工、停工、操作异常时会造成催化剂难以达到稳定的沸腾状态，操作稳定性不足。因此，如何提高沸腾床加氢反应器的利用效率，提高反应效果，提高装置的稳定性，是本领域需要解决的技术问题。

另外，影响沸腾床反器内三相分离器分离效果的因素不仅在于三相分离器的结构、物料体系状态，还与地球自转有很大关系。沸腾床反器内气、液、固三相状态，气、液相整体处于向上流动状态，固体催化剂处于沸腾浮动状态。地球自转对上述物料状态具有一定的作用力，形成轻度的旋流作用，在工业较大反应器中，由于规模较大，这种旋流作用更为显现。其结果是催化剂在靠近反应器内壁的区域聚集，反应器径向中心区域更为稀疏。这种效应对现有三相分离器的分离效果产生了明显影响，即当催化剂装填量增加时，三相分离器分离出来的固体催化剂沉降回反应器中的阻力增加，被液体物料带出反应器的机会提高，使反应器带出催化剂量增大，影响反应效果。

发明内容