专利名称：一种固定流化床反应设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种固定流化床反应设备。
背景技术：
催化裂化是炼油工业中重要的一项重质油轻质化过程，是采用酸性催化剂和较高的反应温度，将高沸点的重质烃类催化转化成高价值的产品如汽油的过程。多年来催化裂化过程一直是炼油行业的一个研究重点。然而，无论是工艺开发还是催化剂研制，或者是原料、催化剂等的性能评价，都离不开试验装置。当前，催化裂化领域常用的试验装置主要有微反固定床装置、ACE装置、固定流化床反应装置和中小型提升管催化裂化装置。其中，固定流化床反应装置是最常见并且应用最为广泛的试验装置。围绕着固定流化床反应装置，多年来对其的改进主要是改进其核心设备-固定流化床反应器。US4419328A公开了一种采用计算机控制的固定流化床反应装置，反应器为单个固定流化床反应器，主要用于催化剂的性能评价。US6069012A公开了一种改进的固定流化床反应装置，该装置可以通过调节进料喷嘴位置来实现对反应时间的改变，所采用的反应器也是单个固定流化床反应器。CN2512495Y公开了一种用于试验研究的固定流化床反应器，该反应器适应较宽的原料范围。CN201064712Y公开了一种用于试验研究的固定流化床反应器，该固定流化床反应器的沉降段部分采用圆台状设计，以缩短反应中间产物在催化剂稀相段的共存时间，从而抑制小分子烯烃之间的缩聚反应。可见，现有的固定流化床反应装置的反应器部分都是采用单个固定流化床反应器。单个反应器对于复杂催化裂化反应体系的研究具有非常大的局限性，这存在于多个方面。譬如对于催化原料的考察，目前的催化原料多是两种或两种以上的混合原料，如果装置只有单个反应器，则只能先将原料混合好然后再一起进反应器在相同的操作参数下进行反应，无法使每种原料在各自优化的操作参数下进行反应。对于催化剂的考察，如果试验装置只有一个反应器，只能将分子筛复配在一起或将两种以上不同类型的分子筛催化剂混合在一起进行考察，无法在整个反应过程中具体考察不同类型分子筛催化剂的单独作用。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有的固定流化床反应装置存在的上述缺陷，提供一种新的固定流化床反应设备。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种固定流化床反应设备，该设备包括依次连通的进料装置、预热装置、反应装置和回收装置，其中，所述反应装置包括至少两个固定流化床反应器，所述固定流化床反应器相互串联和/或并联。优选地，每个所述固定流化床反应器的进料口与所述预热装置的出料口之间通过管线连通，且每根所述管线上设置有阀门。优选地，所述固定流化床反应器中的至少两个固定流化床反应器之间通过设置有三通切换阀的管线连通。CN 202238012 U说明书2/12 页优选地，所述三通切换阀的第一端口通过管线A与一个固定流化床反应器的出料口连通，第二端口通过管线B与另一个固定流化床反应器的进料口连通，第三端口通过管线C与所述回收装置连通。优选地，所述反应装置还包括分析仪，所述分析仪分别通过管线与每个所述固定流化床反应器的出料口连通。优选地，所述分析仪与每个所述固定流化床反应器的出料口之间的连通管线上设
置有阀门。优选地，所述反应装置中的固定流化床反应器的个数为2-5。优选地，所述进料装置的个数为1-5。优选地，所述预热装置的个数为1-5。优选地，所述进料装置包括原料罐、水罐和汽化炉，所述原料罐和所述水罐各自通过管线与所述汽化炉的进料口连通，所述汽化炉的出料口与所述预热装置的进料口连通。在本实用新型的所述固定流化床反应设备中，反应装置包括至少两个相互串联和 /或并联的固定流化床反应器，因此，在对多组分催化原料进行考察的过程中，可以将各种原料分开进入不同的反应器，并同时控制不同的操作参数，以使每种原料在最佳的操作参数下进行反应，以获得最佳的产品分布和产品性质；在对不同类型的催化剂进行考察的过程中，可以将不同类型的催化剂各自放置于不同的反应器中进行考察，以考察不同类型的催化剂在整个反应过程中对产品分布和产品性质的影响。可见，本实用新型彻底突破了现有的固定流化床反应设备只采用单个固定流化床反应器对复杂催化裂化过程考察的限制，使得在同一个设备中对多组分催化原料的各个组分或者不同类型的催化剂分别进行考察成为了可能。本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中图1是本实用新型的所述固定流化床反应设备的结构示意图；图2是所述固定流化床反应设备中的反应装置的一种实施方式的结构示意图；图3是所述固定流化床反应设备中的反应装置的一种实施方式的结构示意图。附图标记说明1 进料装置[0025]11 原料罐12 水罐13汽化炉14原料泵15水泵16气体流量计2 预热装置3 反应装置31固定流化床反应器32 阀门33三通切换阀34分析仪35 阀门
4[0033]4 回收装置40三通切换阀41第一级水冷却器42第一液体收集瓶 43第二级水冷却器44第二液体收集瓶 45空调冷却器46第一气体收集瓶 47第二气体收集瓶
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。如图1所示，本实用新型的所述固定流化床反应设备包括依次连通的进料装置1、 预热装置2、反应装置3和回收装置4，其中，所述反应装置3包括至少两个固定流化床反应器31，所述固定流化床反应器31相互串联和/或并联。在本实用新型的所述固定流化床反应设备中，通过适当排列各个所述固定流化床反应器31，并适当调节相互之间的连接关系，可以实现多个固定流化床反应器串联、多个固定流化床反应器并联、或者至少一个固定流化床反应器与至少两个并联的固定流化床反应器串联。因此，采用本实用新型的所述固定流化床反应设备可以实现选择性地考察多组分催化原料或不同类型的催化剂的性能。在本实用新型中，为了便于调节各个固定流化床反应器31之间的串联和/或并联的关系，优选情况下，使每个所述固定流化床反应器31的进料口与所述预热装置2的出料口之间通过管线连通，且每根所述管线上设置有阀门32 ；进一步地，使所述固定流化床反应器31中的至少两个固定流化床反应器之间通过设置有三通切换阀33的管线连通；更进一步地，使所述三通切换阀33的第一端口通过管线A与一个固定流化床反应器的出料口连通，第二端口通过管线B与另一个固定流化床反应器的进料口连通，第三端口通过管线C与所述回收装置4连通。在上述优选情况下，通过调节阀门，能够实现将各个固定流化床反应器之间任意地设置成串联和/或并联。例如，当所述反应装置3包括两个固定流化床反应器时，如图2和图3所示，第一固定流化床反应器31a的进料口与所述预热装置2的出料口之间通过设置有阀门32a的管线连通，第二固定流化床反应器31b的进料口与所述预热装置2的出料口之间通过设置有阀门32b的管线连通，第一固定流化床反应器31a的出料口与第二固定流化床反应器31b 的进料口之间通过设置有三通切换阀33的管线连通，且三通切换阀33的第一个端口通过管线A与第一固定流化床反应器31a的出料口连通，第二端口通过管线B与第二固定流化床反应器31b的进料口连通，第三端口通过管线C与所述回收装置4连通，第二固定流化床反应器31b与所述回收装置4连通。此时，如图2所示，通过打开阀门32a，关闭阀门32b， 并调节三通切换阀33使管线A和管线B连通(也即使第一固定流化床反应器31a的出料口与第二固定流化床反应器31b的进料口连通)，如此可以实现使第一固定流化床反应器 31a和第二固定流化床反应器31b串联；如图3所示，通过打开阀门3 和阀门32b，并调节三通切换阀33使管线A和管线C连通(也即使第一固定流化床反应器31a的出料口与回收装置4连通)，如此可以实现使第一固定流化床反应器31a和第二固定流化床反应器31b并联。在本实用新型中，如图1-3所示，所述反应装置3优选还包括分析仪34，所述分析仪34分别通过管线与每个所述固定流化床反应器31的出料口连通；进一步地，所述分析仪34与每个所述固定流化床反应器31的出料口之间的连通管线上设置有阀门35。在这种情况下，根据本实用新型的所述固定流化床反应设备能够实现对所述固定流化床反应器31 的反应产物进行在线分析。例如，当所述反应装置3包括两个固定流化床反应器时，如图2和图3所示，第一固定流化床反应器31a通过设置有阀门3 的管线与分析仪34连通，第二固定流化床反应器31b通过设置有阀门35b的管线与分析仪34连通。此时，通过打开阀门35a即可实现对第一固定流化床反应器31a的反应产物进行在线分析，通过打开阀门35b即可实现对第二固定流化床反应器31b的反应产物进行在线分析。在本实用新型中，所述分析仪；34可以根据需要而设定，例如，所述分析仪34可以为色谱分析仪、质谱分析仪等。在本实用新型中，所述反应装置3中的固定流化床反应器31的个数可以根据需要而设定，例如，可以根据催化原料中组分数量而确定。优选情况下，所述反应装置3中的固定流化床反应器31的个数为2-5。在本实用新型中，各个固定流化床反应器31的尺寸、结构以及在操作过程中的实施条件可以彼此相同或不同。在本实用新型中，当所述固定流化床反应设备用于对含有两种或两种以上组分的混合原料进行考察时，所述进料装置1可以是1个，也可以是多个。优选情况下，针对每种原料组分，单独配备一套进料装置。换言之，对于多个并联的固定流化床反应器的情况，针对每个并联的固定流化床反应器，相应地各自配备一套进料装置。因此，所述进料装置1的个数优选为2-5。同样地，所述预热装置2可以是1个，也可以是多个，优选针对每个进料装置，相应地各自配备一个预热装置。因此，所述预热装置2的个数优选为2-5。在本实用新型中，所述进料装置1可以为各种常规的进料装置。例如，当所述固定流化床反应设备用于对催化裂化反应原料或催化裂化催化剂进行考察时，如图1所示，所述进料装置1优选包括原料罐11、水罐12和汽化炉13，所述原料罐11和所述水罐12各自通过管线与所述汽化炉13的进料口连通，所述汽化炉13的出料口与所述预热装置2的进料口连通。在这种情况下，来自原料罐11中的原料可以选择性地通过原料泵14进入汽化炉13，来自水罐12中的水可以选择性地通过水泵15进入汽化炉13。所述汽化炉13用于将来自原料罐11的原料和来自水罐12的水汽化，以获得气态混合物。在本实用新型中，所述预热装置2用于将原料预热至预定的温度，以便于后续反应的进行。因此，所述预热装置2可以为各种常规的能够实现升温的装置，如加热装置。在本实用新型中，所述回收装置4用于回收来自反应装置3的反应产物。所述回收装置4的结构没有特别的限定，可以根据反应产物的变化而适当改变所述回收装置4的设计。在一种实施方式中，如图1所示，所述回收装置4包括第一级水冷却器41、第一液体收集瓶42、第二级水冷却器43、第二液体收集瓶44、空调冷却器45和第一气体收集瓶46。所述第一级水冷却器41和第二级水冷却器43各自可以为循环水冷却器。所述第一级水冷却器41的冷却物料入口与所述反应装置3连通，所述第一级水冷却器41的冷却物料出口与第一液体收集瓶42的进料口连通，第一液体收集瓶42的出料口与第二级水冷却器 43下端的冷却物料入口连通，第二级水冷却器43上端的冷却物料出口与第二液体收集瓶 44的进料口连通，第二液体收集瓶44的出料口与空调冷却器45下端的冷却物料入口连通， 空调冷却器45上端的冷却物料出口与第一气体收集瓶46连通。在本文中，术语“上端”和 “下端”是指参考附图所示的上端和下端，是相对于相应的部件本身而言的。在上述实施方式中，来自反应装置3中的反应产物经过第一级水冷却器41冷却后，冷凝出的液体进入第一液体收集瓶42，而未被冷凝的气体进入第二级水冷却器43进行进一步冷却，冷凝出的液体回流到第一液体收集瓶42中，仍然未被冷凝的气体进入空调冷却器45进行进一步冷却，冷却出的液体回流到第二液体收集瓶44中，仍然未被冷凝的气体进入第一气体收集瓶46中，从而实现对来自反应装置3中的反应产物进行逐级冷却、回收， 并且收集的气体和液体可以分别进行离线分析。应当理解的是，虽然上述实施方式中列举的回收装置4中包括第一级水冷却器 41、第二级水冷却器43和空调冷却器45，然而，根据实际操作过程中的需要可以适当减少或增加冷却装置的个数。在本实用新型中，当所述固定流化床反应设备用于对催化裂化反应原料或催化裂化催化剂进行考察时，考虑到反应结束后需要对催化裂化催化剂进行汽提和再生，因此，在实际操作过程中，在反应结束后，优选将固定流化床反应器31中的经过反应的催化裂化催化剂进行汽提，然后向固定流化床反应器31中注入空气和氧气，对固定流化床反应器31中的经过反应的催化裂化催化剂进行烧焦再生。为此，如图1所示，对于所述进料装置1，优选还包括空气输送管线a和氧气输送管线b ；而且，为了便于控制空气和氧气的流量，进一步优选包括气体流量计16，所述气体流量计16用于检测空气输送管线a和氧气输送管线b的气体流量。对于所述回收装置4，优选还包括第二气体收集瓶47，且第一级水冷却器41、第一液体收集瓶42和第二气体收集瓶47通过设置有三通切换阀40的管线连通，三通切换阀 40的第一端通过管线D与第一级水冷却器41的冷却物料出口连通，第二端通过管线E与第一液体收集瓶42的进料口连通，第三端通过管线F与第二气体收集瓶47连通。此时，通过调节三通切换阀40，使第一级水冷却器41的冷却物料出口与第一液体收集瓶42的进料口连通，从而可以实现收集固定流化床反应器31中经过反应的催化裂化催化剂的汽提产物 (具体的收集方法与反应装置3的反应产物的收集相同)，并将收集的气体产物进行离线分析；另外，通过调节三通切换阀40，使第一级水冷却器41的冷却物料出口与第二气体收集瓶47连通，使得固定流化床反应器31中经过反应的催化裂化催化剂的烧焦再生烟气可以直接进入第二气体收集瓶47而被收集，并进行离线分析。以下通过实施例对本实用新型作进一步说明。实施例1本实施例用于说明本实用新型的所述固定流化床反应设备。如图1和图3所示，该实施例采用的固定流化床反应设备的反应装置3具有固定流化床反应器31a和固定流化床反应器31b，固定流化床反应器31a和固定流化床反应器 31b各自独立地与一套进料装置1和预热装置2连通。[0062]打开阀门3 和阀门32b，并调节三通切换阀33使管线A与管线C连通，从而使固定流化床反应器31a和固定流化床反应器31b并联。分别将减压馏分油(性质参照表1)和常压渣油(性质参照表1)从原料罐11经原料泵14注入汽化炉13，经过汽化后进入预热装置2中进行预热，然后使由减压馏分油产生的油气混合物通过阀门3 进入第一固定流化床反应器31a，使由常压渣油产生的油气混合物通过阀门32b进入第二固定流化床反应器31b，第一固定流化床反应器31a和第二固定流化床反应器31b各自装填的催化剂如表2所示。使第一固定流化床反应器31a和第二固定流化床反应器31b在表3的操作条件下进行反应。将两个反应器的反应产物混合，通过回收装置4进行收集，并进行离线分析，分析结果如表3所示。对比例1该对比例采用的固定流化床反应设备的反应装置仅具有一个固定流化床反应器。将减压馏分油(性质参照表1)和常压渣油(性质参照表1)的混合原料油从原料罐经原料泵注入汽化炉，经过汽化后进入预热装置中进行预热，然后使由减压馏分油产生的油气混合物进入固定流化床反应器，该固定流化床反应器装填的催化剂如表2所示。使该固定流化床反应器在表3的操作条件下进行反应，通过回收装置收集反应产物，并进行离线分析，分析结果如表3所示。表 权利要求1.一种固定流化床反应设备，该设备包括依次连通的进料装置(1)、预热装置O)、 反应装置(3)和回收装置G)，其中，所述反应装置(3)包括至少两个固定流化床反应器 (31)，所述固定流化床反应器(31)相互串联和/或并联。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每个所述固定流化床反应器(31)的进料口与所述预热装置O)的出料口之间通过管线连通，且每根所述管线上设置有阀门(32)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述固定流化床反应器(31)中的至少两个固定流化床反应器之间通过设置有三通切换阀(33)的管线连通。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述三通切换阀(33)的第一端口通过管线A与一个固定流化床反应器的出料口连通，第二端口通过管线B与另一个固定流化床反应器的进料口连通，第三端口通过管线C与所述回收装置(4)连通。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反应装置(3)还包括分析仪(34)，所述分析仪(34)分别通过管线与每个所述固定流化床反应器(31)的出料口连通。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述分析仪(34)与每个所述固定流化床反应器(31)的出料口之间的连通管线上设置有阀门(35)。
7.根据权利要求1、2或5所述的设备，其特征在于，所述反应装置C3)中的固定流化床反应器(31)的个数为2-5。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述进料装置(1)的个数为1-5。
9.根据权利要求1或8所述的设备，其特征在于，所述预热装置O)的个数为1-5。
10.根据权利要求1或8所述的设备，其特征在于，所述进料装置(1)包括原料罐(11)、 水罐(12)和汽化炉(13)，所述原料罐(11)和所述水罐(12)各自通过管线与所述汽化炉 (13)的进料口连通，所述汽化炉(13)的出料口与所述预热装置(2)的进料口连通。
专利摘要本实用新型涉及一种固定流化床反应设备，该设备包括依次连通的进料装置(1)、预热装置(2)、反应装置(3)和回收装置(4)，其中，所述反应装置(3)包括至少两个固定流化床反应器(31)，所述固定流化床反应器(31)相互串联和/或并联。本实用新型彻底突破了现有的固定流化床反应设备只采用单个固定流化床反应器对复杂催化裂化过程考察的限制，使得在同一个设备中对多组分催化原料的各个组分或者不同类型的催化剂分别进行考察成为了可能。
文档编号B01J8/26GK202238012SQ20112034200
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者刘守军, 唐津莲, 崔守业, 程从礼, 龚剑洪 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院