一种用于反应器的收集装置及反应器的制作方法

本发明涉及化工设备技术领域，具体而言，涉及一种用于反应器的收集装置及反应器。

背景技术：

在石油炼制及化工生产过程中涉及到的气固或气液固的多相催化反应中，如重质油的加氢裂化、润滑油的加氢精制、石脑油加氢精制、煤焦油加氢、蜡脂加氢制备脂肪醇及丁炔二醇加氢制丁二醇等常用到固定床反应器。在这类加工过程中，反应物料从固定床反应器顶部流入，经过入口扩散器整形后落在分配盘上，再由分配器作用后在催化剂床层上均匀分布并进行催化反应，反应产物继续向下流动，最终由反应器底部出口收集器流出。该出口收集器对催化剂起到支撑作用，底部与出口管路相连，允许气液相反应产物通过，将反应产物收集后输送到下一设备单元。

目前工业生产中出口收集器存在几个问题：(1)固定床反应器的规模趋于大型化(直径达4-5m以上)，安装在反应器底部封头内的出口收集器的尺寸也随之增大，体积的增大对其制造、运输和安装带来许多不便。大体积的出口收集器在进入反应器内受反应器入口尺寸限制，而且由于其本身重量较大，安装过程中需要使用起重机进行吊装，作业难度较大。(2)目前出口收集器与封头连接采用螺栓等紧固件的方式，安装繁琐，需操作人员长时间在封闭空间内进行作业，作业风险较高。(3)现有出口收集器多为整体圆筒状结构，圆筒倒扣在反应器底部封头上，圆筒壁面及顶部开条缝作为反应产物的流通通道，筒四周及顶部覆盖金属丝网起过滤作用。催化剂颗粒在反应器内存在破碎情况，破碎的催化剂会堵塞金属丝网，造成出口收集器的局部堵塞甚至产物进一步反应产生结焦。此外金属丝网在反应器内的高温高压及催化剂的摩擦作用下，也存在破损风险，破损的位置一方面会将催化剂漏出，导致反应产物物流中混入催化剂，另一方面破损产生的金属丝等杂物又会进一步导致出口收集器的堵塞问题。一旦产生局部损坏或堵塞的情况，则必须将整个出口收集器拆除进行更换，操作难度和成本均较高。(4)现有的圆柱形出口收集器的筒体结构所占空间较大，占据了一部分催化剂的装填空间，且产物在其附近堆积，影响上层液体分布。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于反应器的收集装置，旨在通过改良收集装置顶部端面的形状优化底部流体分布均匀性。

本发明的另一目的在于提供一种反应器，其底部流体分布均匀，空间利用率高。

本发明是这样实现的：

一种用于反应器的收集装置，安装于反应器底部封头上，包括收集盖体，收集盖体包括顶部端面和侧部端面，侧部端面的顶部与顶部端面的边缘相连，侧部端面的底部与底部封头的内壁连接，收集盖体上设置有供液体物料流通的流通孔道；

收集盖体的顶部端面为弧形，且顶部端面的凸面位置高于侧部端面的顶部。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，收集盖体与底部封头的内壁可拆卸连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，收集装置还包括固定于底部封头内壁上的固定槽，固定槽的槽体形状与收集盖体的侧部端面的底壁相配合。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，收集盖体由多个拼接盖体拼接而成，每个拼接盖体均包括拼接顶部端面和拼接侧部端面，多个拼接顶部端面拼接成顶部端面，多个拼接侧部端面拼接成收集盖体的侧部端面；

拼接侧部端面的底部与底部封头的底部内壁连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，底部封头内壁上设置有第一固定槽，第一固定槽的槽体形状与拼接侧部端面的底部相配合。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，每个拼接盖体还包括两个支撑板，支撑板的顶部与对应的拼接顶部端面的边缘相连，支撑板的一个侧边与对应的另一个支撑板的侧边相连，支撑板的另一个侧边与拼接侧部端面的端部相连；

当多个拼接盖体拼接时，相邻的两个拼接盖体的支撑板相抵靠。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，底部封头内壁上还设置有多个内部固定槽，一个内部固定槽对应相抵靠的两个支撑板的底部。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，支撑板上开设有多个流通孔，每个拼接顶部端面上均设置有多个加强筋，加强筋从拼接顶部端面远离拼接侧部端面的一端延伸至相对的另一端。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，顶部端面和侧部端面上均分布有多个进液孔；

优选地，顶部端面上的进液孔为圆形，侧部端面上的进液孔为条缝形。

一种反应器，包括上述用于反应器的收集装置。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的用于反应器的收集装置，其通过将收集盖体安装于反应器底部封头的内壁上，液体物料通过收集盖体上的流通孔道进入收集盖体中并从反应器的底部出口输出；通过将收集盖体的顶部端面设置为弧形结构，有效改善出口收集器上方流体速度分布，同时提高催化剂装填量。本发明实施例还提供了一种反应器，其包括上述用于反应器的收集装置，通过将收集装置安装于反应器的底部封头内壁，可以有效隔离催化剂，并使得收集器上方流体速度分布均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明第一实施例提供的收集装置的第一结构示意图；

图2是图1中收集装置的第二结构示意图；

图3是图2中底部封头的侧视图；

图4是图1中安装于底部封头上的固定槽的结构示意图；

图5是图1中收集盖体的结构示意图；

图6是本发明第二实施例提供的收集装置中的收集盖体的结构示意图；

图7是图6中单个拼接盖体的结构示意图；

图8是本发明第二实施例提供的收集装置中的第一固定槽和内部固定槽的结构示意图。

图标：100a-收集装置；101-底部封头；103-第一固定槽；104-内部固定槽；110-收集盖体；111-顶部端面；112-侧部端面；113-进液孔；114-固定槽；115-拼接盖体；116-拼接顶部端面；117-拼接侧部端面；118-支撑板；119-加强筋。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

第一实施例

请结合图1-图5，本发明实施例提供一种用于反应器的收集装置100a，安装于反应器底部封头101上，主要用于隔离催化剂并使液体物料通过收集装置100a后从反应器的底部出口输出。

具体地，收集装置100a包括收集盖体110，收集盖体110包括顶部端面111和侧部端面112，侧部端面112的顶部与顶部端面111的边缘相连，侧部端面112的底部与底部封头101的内壁连接，收集盖体110上设置有供液体物料流通的流通孔道(如图中进液孔113)；收集盖体110的顶部端面111为弧形，且顶部端面111的凸面位置高于侧部端面112的顶部。

需要说明的是，传统的圆柱形筒体结构上方速度分布呈锥型，底层反应物料的速度分布不均会导致液体产物在底部聚集，这种影响逐层向上累积，进而影响最下一层床层的物料分布，对装置长周期运行产生影响。本发明中收集盖体110的顶部端面111为弧形，使收集盖体110上侧物料速度分布平坦，不存在局部累计的情况，对底层床层物料分布影响极小。此外，弧形结构的压力分布也更有利于反应器内流体的径向均匀分布，弧形结构的压降较传统结构更小。同时，扁平式结构所占空间更小，多余空间可增装催化剂，提高了反应器的空间利用率。

具体地，侧部端面112为圆柱形结构，侧部端面112和顶部端面111形成盖体的结构，扣合于反应器底部封头101的出口处。

进一步地，收集盖体110与底部封头101的内壁可拆卸连接，采用可拆卸连接的方式便于在需要更换收集盖体110时进行拆除，尤其是在收集盖体110发生堵塞时便于更换。具体地，可拆卸连接的方式可以为多种，如在底部封头101处凹设有连接凹槽，使侧部端面112的底壁伸入连接凹槽中实现盖合。

在一些实施例中，收集装置100a还包括固定于底部封头101内壁上的固定槽114，固定槽114的槽体形状与收集盖体110的侧部端面112的底壁相配合。固定槽114可以为尺寸不同的两个金属圈，将其焊接于底部封头101上即可。无需螺栓等紧固件，仅需固定槽114与收集盖体110尺寸的匹配，安装简单，便于维修更换。

进一步地，顶部端面111和侧部端面112上均分布有多个进液孔113；优选地，顶部端面111上的进液孔113为圆形，侧部端面112上的进液孔113为条缝形。在其他实施例中，顶部端面111和侧部端面112也可以采用约翰逊网，与金属丝网相比，流通通道垂直畅通。

第二实施例

请参照图6-图8，本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和实施例1相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例1中相应内容。本实施例中提供的收集装置能够适应更大尺寸的反应器，一般而言直径大于3m的反应器可以采用本实施例提供的分块组合的方式。

具体地，收集盖体110由多个拼接盖体115拼接而成，每个拼接盖体115均包括拼接顶部端面116和拼接侧部端面117，多个拼接顶部端面116拼接成顶部端面111，多个拼接侧部端面117拼接成收集盖体110的侧部端面112；拼接侧部端面117的底部与底部封头101的底部内壁连接。采用多个拼接盖体115拼接而成的方式，基本块体积较小便于运输，可以轻松进出反应器内，拆卸方便，可以有针对性的对损坏或堵塞部分进行更换。

进一步地，每个拼接盖体115还包括两个支撑板118，支撑板118的顶部与对应的拼接顶部端面116的边缘相连，支撑板118的一个侧边与对应的另一个支撑板118的侧边相连，支撑板118的另一个侧边与拼接侧部端面117的端部相连；当多个拼接盖体115拼接时，相邻的两个拼接盖体115的支撑板118相抵靠。支撑板118的设置能够增加收集盖体110整体的承载能力和支撑强度。

具体地，拼接顶部端面116和拼接侧部端面117可以均设置圆形流通孔或者采用约翰逊网的形式，可以根据催化剂及瓷球的装填情况决定，设计原则为能够满足过滤需求。

具体地，支撑板118可以为实心板，也可中间开方形或圆形流通孔。同时，为了进一步增强收集盖体110整体的承载能力和支撑强度，每个拼接顶部端面116上均设置有多个加强筋119，加强筋119从拼接顶部端面116远离拼接侧部端面117的一端延伸至相对的另一端。

进一步地，底部封头101内壁上设置有第一固定槽103，第一固定槽103的槽体形状与拼接侧部端面117的底部相配合。

为了配合支撑板118的设置，底部封头101内壁上还设置有多个内部固定槽104，一个内部固定槽104对应相抵靠的两个支撑板118的底部。

需要补充的是，拼接盖体115可以为2-8个，优选为2-4个，第一固定槽103和内部固定槽104要根据拼接盖体115的个数进行对应设置。如图中所示，当拼接盖体115为4个时，内部固定槽104呈十字结构。

本发明实施例还提供了一种反应器，包括上述用于反应器的收集装置，还包括反应器主体结构，收集装置安装于反应器的底部封头的内壁上，起到过滤作用。

综上所述，本发明提供了一种用于反应器的收集装置，其通过将收集盖体安装于反应器底部封头的内壁上，液体物料通过收集盖体上的流通孔道进入收集盖体中并从反应器的底部出口输出；通过将收集盖体的顶部端面设置为弧形结构，有效改善出口收集器上方流体速度分布，同时提高催化剂装填量。

本发明实施例还提供了一种反应器，其包括上述用于反应器的收集装置，通过将收集装置安装于反应器的底部封头内壁，可以有效隔离催化剂，并使得收集器上方流体速度分布均匀。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。