专利名称：移动床径向反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天然气直接转化制乙烯工艺的关键设备，可应用于化工、石化及石油炼制等领域的气固催化反应。
背景技术：
径向反应器是一种新型高效节能反应设备，具有阻力小、空速大、可使用小颗粒催化剂等优点，在化工、石化、石油炼制领域中得到了广泛应用，目前已成功应用在氨合成、甲醇生产、苯乙烯生产、催化重整等反应过程中。移动床径向反应器能够方便地实现催化反应连续进行、反应催化剂或吸附剂可实现连续加入或卸出的径向反应器。对于可能产生爆炸的反应气体，该反应器催化剂加入与卸出时均需与空气隔离，因此这类反应器中催化剂的加入与卸出，是该移动床径向反应器结构设计需要考虑的问题之一。径向反应器中的换热器结构设计，关系到反应过程中的化 学反应热能否及时有效地移除或补充，因此这也是该类反应器需要着力解决的关键问题。
发明内容本实用新型旨在提供一种具有自动锁气功能的移动床径向反应器，它能够方便自如地将反应催化剂在反应过程中加入到反应器，催化剂在加入过程中自动与空气隔离，并能够满足反应器换热需求。同时中心换热器的换热管采有同心分布，并在其底部设有排灰口和集灰斗，能够及时有效地实现反应过程中的化学反应热的移除或补充。本实用新型通过以下技术方案实现一种移动床径向反应器，它包括反应器壳体、催化剂床层、中心换热器；所述反应器壳体顶部设有催化剂加料口，底部设有催化剂出料口 ；催化剂床层上部为催化剂储料区，下部为催化剂出料区，其特征是所述催化剂储料区上部设有锁气隔板，锁气隔板上设有出料孔，该锁气隔板的四周连接在反应器壳体上，并于锁气隔板下方的反应器壳体上设有锁气阀；所述中心换热器的换热管呈同心排布，换热器底部开有若干排灰口和设置有一个集灰斗，以排除进入换热中心区的催化剂粉尘，避免催化剂粉尘沉积影响换热器换热。本实用新型的进一步设计在于，锁气隔板为平板，平板上的出料孔为中心圆孔或圆环孔。平板上的出料孔最好为中心圆孔或圆环孔，同时中心换热器的换热管呈同心排布，并在换热器的底部开有若干排灰口和设置有一个集灰斗。本实用新型的进一步设计还在于锁气隔板为斜板，斜板形成的出料孔为中心圆孔或圆环孔。斜板上形成的出料孔最好为中心圆孔或圆环孔。中心换热器的换热管呈圆形同心排布、三角形同心排布或呈矩形同心排布。中心换热器的换热管为光管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管。催化剂出料区设置有催化剂移出结构，该移出结构是由反应器壳体的下部与一隔套形成的环形夹套结构，其隔套上端连接于催化剂床层底部。[0013]移出结构的隔套形状与反应器壳体下部相适配，隔套下部呈锥状。本实用新型的优点和产生的有益效果I、本实用新型的催化剂进料锁气机构，能够方便地实现催化剂的自动、连续隔气进料，保证催化剂在进料过程中，外界空气不会随催化剂进入反应器，不会对安全生产带来隐患。催化剂的加料操作简单、方便，可以通过料斗直接添加。2、本实用新型的底部设置集灰斗，换热器中沉积的催化剂粉尘能够连续自动排除，实现反应器换热区的长期、可靠换热，从而保证反应过程连续稳定。3、本实用新型的换热管采用同心布置，换热区的换热管能够保证反应器高效的换热要求，提供或撤出反应过程的热量。4、本实用新型设计的催化剂移动结构，借助反应器中催化剂重力作用，能够均匀通过反应区催化剂床层和催化剂出料区，从而保证反应连续、稳定，副反应少，产品收率高。 5、反应区中催化剂的停留时间，能够通过反应器底部出口卸出的催化剂流量实现可控操作。反应器催化剂床层中的催化剂基本没有“死区”。
图I为平面圆环孔锁气结构的移动床径向反应器的结构示意图。图2为图I中平圆环孔锁气结构示意图。图3-1为平板中心孔锁气结构示意图之一。图3-2为为平板中心孔锁气结构示意图之二。图4-1为斜板中心孔锁气结构示意图之一。图4-2为斜板中心孔锁气结构示意图之二。图5-1为斜板圆环孔锁气结构不意图之一。图5-2为斜板圆环孔锁气结构示意图之二。图6为换热管同心设置的示意图。图7为图6的A-A向视图。图中1-上部料斗；2_下部存储区；3_锁气隔板；3_1圆环孔；3_2中心圆孔；3_3中心圆孔；3-4圆环孔；4_锁气阀；5_反应器壳体；6_催化剂床层；7_催化剂移出结构；8-隔套；9_集灰斗；10_同心圆换热管；11_中心换热器；a-反应气体进口 ；b-产品气体出口 ；c_催化剂加料口 ；d-催化剂出料口 ；e-换热介质进口 ；f_换热介质出口 ；kl、k2-催化剂排灰口 ； α I、α 2、α 3、α 4、α 5-倾斜角(均应不小于催化剂休止角β ) ;h_隔板中心孔距催化剂床层进口面的最小高度(要满足催化剂均匀进料要求下)。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述实施例一如图I、图2所示，本实用新型的带锁气结构的移动床径向反应器包括反应器壳体5、催化剂床层6、中心换热器11。反应器壳体5顶部设有催化剂加料口 C，底部设有催化剂出料口 d。催化剂床层6上部为催化剂储料区，下部为催化剂出料区。催化剂储料区的上部设有平板圆环孔的锁气隔板3，将催化剂储料区分为上部料斗I和下部存储区2，锁气隔板3的四周固接在反应器壳体5上，催化剂储料区被锁气隔板3分为上、下两部分。锁气隔板3上设有圆环形的出料孔，该圆环形孔3-1居中设置，并于锁气隔板3下方的反应器壳体5上设有锁气阀4，锁气阀4位于催化剂储料区，用作催化剂储料区排气。同时中心换热器的换热管采有同心排布，反应过程中的化学反应热可及时有效地移除或补充。同心排布的换热管可以为圆形同心排布、三角形同心排布或呈矩形同心排布，及其它任何同心形式。同时，中心换热器底部开有若干排灰口和设置有一个集灰斗，，以排除进入换热中心区的催化剂粉尘，避免催化剂粉尘沉积影响换热器换热。如图3-1，3_2所示，本实用新型还可以采用平板中心孔锁气隔板，平板上的出料孔为一中心圆孔3-2。另外，如图4-1、4_2，图5-1、5_2所示，本实用新型的还可以采用斜板式的锁气结构，即锁气隔板为斜板，形成的出料孔为中心圆孔3-3或圆环孔3-4。具体采用锥形设置的隔板，锥顶处开设圆孔。采用外圈呈下锥形，里圈呈上锥形的隔板组合结构，形成圆环形孔出料孔。其中α I、α 2、α 3、α 4各倾斜角应不小于催化剂休止角β ;隔板中心孔距催化剂 床层进口面的最小高度h应满足催化剂均匀进料要求。图3-5为锁气隔板结构及其对应的俯视图结构。本实用新型的具体内容为在反应器的催化剂储料区上部加一锁气的隔板，将催化剂储料区分为上部料斗和下部存储区，并在隔板上开孔以方便催化剂通过。利用催化剂的休止角，在保证隔板上面有催化剂填充的条件下，隔板上部料斗中的催化剂通过隔板上开设的小孔，能够自动将空气与隔板下部存储区隔离，在向上部料斗添加催化剂过程中，保证反应器中的可燃气体不会与空气接触产生爆炸危险，实现催化剂加入与反应过程的安全运行。实施例二 如图6、图7所不,该移动床径向反应器在实施例一设置锁气和米用同心圆排布的中心换热器结构基础上，还设置催化剂移出结构7，具体结构如下该径向反应器的催化剂床层6上部为催化剂储料区，下部为催化剂出料区，中心换热器11设置在催化剂床层6外的反应器中心区。该中心换热器11为的换热管呈同心排布，可以为圆形同心排布、三角形同心排布或呈矩形同心排布，及其它任何同心形式。其中中心换热器11的换热管可以为光管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管等型式换热管。同时，中心换热器11的底部开有若干个催化剂排灰口 kl、k2、……和一个集灰斗9，集灰斗9位于催化剂出料区，集灰斗9收集排灰口排出的催化剂，集灰斗9下出口与催化剂出料口 d位置相对应，放便排出收集的催化剂。防止换热器底部催化剂粉尘积累，消除影响换热管换热的因素，从而实现和保证反应器换热区长周期、高效率、稳定有效地换热要求。催化剂床层上部为催化剂储料区，下部为催化剂出料区，催化剂出料区设置上述的催化剂移出结构7。该移出结构是由反应器壳体的下部与一隔套8形成的环形夹套结构，隔套8形状与反应器壳体5下部相适配，即隔套8上部呈圆筒状，下部呈圆锥状。隔套8上端连接于催化剂床层底部，隔套8下部至催化剂出料口 d上部，由此与壳体间形成夹套式移出结构，以便将催化床层落下的催化剂集中经移出结构的夹套送至催化剂出料口，从而使出料更容易控制。该结构在保证反应气体可靠进出反应器的条件下，同时满足了反应器中催化剂均匀移除的催化剂储料区，及满足床层催化剂进料及床层催化剂。催化剂在反应器中的停留时间，通过控制反应器底部出口卸出的催化剂流量来实现。从而可减少副反应发生，避免催化剂在反应区失活或过渡消耗等现象的 生。
权利要求1.一种移动床径向反应器，它包括反应器壳体、催化剂床层、中心换热器；所述反应器壳体顶部设有催化剂加料口，底部设有催化剂出料口 ；催化剂床层上部为催化剂储料区，下部为催化剂出料区，其特征是所述催化剂储料区上部设有锁气隔板，锁气隔板上设有出料孔，该锁气隔板的四周连接在反应器壳体上，并于锁气隔板下方的反应器壳体上设有锁气阀；所述中心换热器的换热管呈同心排布，换热器底部开有若干排灰口和设置有一个集灰斗。
2.根据权利要求I所述的移动床径向反应器，其特征是所述锁气隔板为平板，平板上的出料孔为圆孔或圆环孔。
3.根据权利要求2所述的移动床径向反应器，其特征是所述平板上的出料孔为中心圆孔或圆环孔。
4.根据权利要求I所述的移动床径向反应器，其特征是所述锁气隔板为斜板，斜板形成的出料孔为中心圆孔或圆环孔。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的移动床径向反应器，其特征是所述中心换热器的换热管呈圆形同心排布、三角形同心排布或呈矩形同心排布。
6.根据权利要求5所述的移动床径向反应器，其特征是所述中心换热器的换热管为光管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管。
7.根据权利要求6所述的移动床径向反应器，其特征是所述催化剂出料区设置有催化剂移出结构，该移出结构是由反应器壳体的下部与一隔套形成的环形夹套结构，其隔套上端连接于催化剂床层底部。
8.根据权利要求7所述的移动床径向反应器，其特征是所述移出结构的隔套形状与反应器壳体下部相适配，隔套下部呈锥状。
专利摘要本实用新型提供一种移动床径向反应器，它能够方便自如地将反应催化剂在反应过程中加入到反应器，催化剂在加入过程中自动与空气隔离，能够满足天然气直接转化制乙烯以及化工、石化、石油炼制等行业可燃气体的生产要求。它包括反应器壳体、催化剂床层、中心换热器；所述反应器壳体顶部设有催化剂加料口，底部设有催化剂出料口；催化剂床层上部为催化剂储料区，下部为催化剂出料区，所述催化剂储料区上部设有锁气隔板，锁气隔板上设有出料孔，该锁气隔板的四周连接在反应器壳体上，并于锁气隔板下方的反应器壳体上设有锁气阀；所述中心换热器的换热管呈同心排布，中心换热器底部孔开有若干小孔和设置有一个集灰斗。
文档编号B01J8/12GK202570115SQ201220102610
公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者李仁金, 张毅, 王朝丽 申请人:南京天华化学工程有限公司