本发明涉及固定床反应器,具体地涉及一种滴流床反应器。
背景技术:
反应器是一种实现反应过程的设备,广泛应用于化工、炼油、冶金等领域。反应器用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。常用反应器的包括管式反应器、釜式反应器、鼓泡反应器(也可称为鼓泡搅拌釜)、搅拌釜式浆态反应器、塔式反应器以及喷射反应器。此外,还包括具有固体颗粒床层的反应器(又称填充床反应器),其装填有固体催化剂或固体反应物,当气体和/或液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程,包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器等。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应,如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等,其与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。涓流床反应器又称滴流床反应器,是气体和液体并流通过颗粒状固体催化剂床层,以进行气液固相反应过程的一种反应器。滴流床反应器中催化剂以固定床的形式存在,故这种反应器也可视为固定床反应器的一种。
为了适应反应的需求,可在反应器中设置多个催化剂床层,不同的催化剂床层中装填不同类型的催化剂。例如,用于加氢裂化的滴流床反应器中,从上到下可依次设置第一床层、第二床层、第三床层和第四床层,其中,第一床层中装填加氢精制催化剂,第二、三床层中均装填加氢裂化催化剂,第四床层中装填加氢裂化催化剂和后精制催化剂。一个反应周期后,需要依次将装填于不同催化剂床层中的催化剂卸下并进行催化剂再生。然而卸催化剂时位于不同床层中的催化剂会出现不同程度的彼此相互混合的现象,称之为返混。催化剂的返混现象将大大影响催化剂再生及再生后的催化剂的装填,进而影响催化剂的实际应用效果。
目前,主要采用下述方式避免催化剂的返混现象,第一种方式是通过过筛的方法分离不同颗粒大小的催化剂,然而随着反应器中应用到的催化剂的种类越来越多,这种通过筛分分离催化剂的方法越来越不实用;第二种方式是在每个床层处均设置与相应的床层相连通的卸料口,于是每个床层通过相应的卸料口将催化剂排出反应器,在此种方式中,由于设置了多个卸料口,因此会增加反应器的漏点,降低了反应器的密封性,尤其不适用于高压反应,另外,采用上述第二种方式使得反应器的结构复杂,改造难度较大。此外,还会采用从反应器的上部即装填催化剂的逆向过程开始卸催化剂以减少返混现象。在逆向卸催化剂的过程中,催化剂的破碎比较厉害,整个过程会造成较多的催化剂损失;并且耗时长,人工劳动强度大,劳动环境恶劣,由于耗时长以及劳动强度大,因此大大提高了生产成本。
技术实现要素:
本发明的目的是为了克服现有技术存在的位于滴流床反应器中的各个床层中的催化剂在卸下的过程中催化剂的返混现象较为严重的问题,提供一种滴流床反应器,该滴流床反应器能够减少各个床层中的催化剂的返混率,减少了催化剂的返混现象。
为了实现上述目的,本发明一方面提供一种滴流床反应器,所述滴流床反应器包括具有供原料进入的进料口、供产物排出的出料口和供催化剂排出的卸料口的反应器外壳以及设置于所述反应器外壳内且沿所述反应器外壳的高度方向排列的多个用于装填催化剂的床层,所述滴流床反应器还包括用于供所述催化剂通过的卸料管,所述卸料管包括两端分别伸入相邻的所述床层中的上层的所述床层的底部和相邻的所述床层中的下层的所述床层的顶部的连通管段以及与所述连通管段的下端相连接且朝下延伸的延伸管段。
优选地,所述卸料管的管壁上开设有至少一个通孔,所述通孔的孔径小于所述催化剂的粒径。
优选地,所述通孔为多个,多个所述通孔沿所述卸料管的管壁均匀分布,开设通孔部分的总面积为所述卸料管的管壁的总面积的10%~90%。
优选地,所述通孔设置于所述延伸管段的管壁下侧,所述延伸管段的设置有所述通孔的部分的长度不超过所述卸料管的伸入下层的所述床层的部分的长度的30%。
优选地,所述延伸管段的设置有所述通孔的部分的长度为所述卸料管的伸入下层的所述床层的部分的长度的5%-25%。
优选地,每个所述床层包括从下到上依次设置的第一填料层、催化剂层和第二填料层,其中,所述第一填料层形成所述床层的底部,所述第二填料层形成所述床层的顶部,所述延伸管段延伸至相邻的所述床层中的下层的所述床层的所述催化剂层。
优选地,所述卸料管伸入相邻所述床层中的下层的所述床层中的深度为相应的下层的所述床层的高度的10-90%。
优选地,所述卸料管伸入相邻所述床层中的下层的所述床层中的深度为相应的下层所述床层的高度的20-90%。
优选地,所述延伸管段为沿所述反应器外壳的高度方向延伸的硬管或者能够沿所述反应器外壳的高度方向伸缩的伸缩管。
优选地,所述卸料管上安装有用于开闭所述卸料管的开合单元。
优选地,所述开合单元包括覆盖所述卸料管的底端开口的盖板以及用于控制所述盖板开闭的驱动机构。
优选地,所述驱动机构包括:固定组件,所述固定组件包括设置于所述卸料管的外壁的固定支架和与所述固定支架可分离连接的支撑架,连接绳,所述连接绳的两端分别与所述卸料管的外壁和所述支撑架相连接,所述盖板连接于所述连接绳,以及牵拉绳,所述牵拉绳的一端连接于所述支撑架,所述牵拉绳的另一端延伸至所述卸料口,所述牵拉绳在受到牵拉力后使得所述支撑架与所述固定支架相分离并带动所述盖板移开所述卸料管的底端开口。
优选地,所述固定支架和所述支撑架之间通过卡扣结构连接,其中,所述卡扣结构包括设置于所述固定支架的卡扣以及设置于所述支撑架的与所述卡扣相配合的卡口,或者所述卡扣结构包括设置于所述支撑架的卡扣以及设置于所述固定支架的与所述卡扣相配合的卡口。
优选地,所述卸料管的外壁设置有连接组件,所述连接绳的端部通过所述连接组件与所述卸料管的外壁相连接,所述连接组件包括安装于所述卸料管的外壁的筒体以及可旋转地设置于所述筒体的内部且与所述连接绳的端部相连接的转轴,所述转轴的中心轴线垂直于所述反应器外壳的高度方向,所述转轴的旋转能够带动所述连接绳缠绕或者伸出所述转轴。
优选地,所述支撑架上安装有连接环,所述牵拉绳的端部连接于所述连接环,并且/或者,所述盖板上开设有至少一个导流孔,所述导流孔的孔径小于所述催化剂的粒径。
优选地,所述延伸管段呈柔软可变形的管状结构,所述延伸管段延伸至所述卸料口。
优选地,所述延伸管段的延伸至所述卸料口的端口设置有控制该端口开闭的阀门或者所述延伸管段能够被弯折以封闭该端口。
优选地,所述进料口处安装有使得所述原料扩散的分布器,和/或所述出料口处安装有产物收集器。
优选地,靠近所述进料口的所述床层的所述催化剂层和所述第二填料层之间设置有固体沉降器,并且/或者,所述反应器外壳的内部安装有使得物料分布均匀的分配盘,所述分配盘位于相应的所述床层的上方,相邻的所述床层之间设置有冷氢箱,所述冷氢箱位于所述分配盘的上方。
在上述技术方案中,通过在两端分别伸入相邻的所述床层中的上层的所述床层的底部和相邻的所述床层中的下层的所述床层的顶部的所述连通管段的下端设置朝下延伸的所述延伸管段,从而使得各个所述床层在卸催化剂的过程中不会彼此干扰,可以理解的是,设置所述延伸管段可使得装填于各个所述床层中的催化剂能够按照从下到上的顺序依次被卸下,并且使得各个所述床层中的催化剂在卸载过程中的返混率大大减少,由此大大减少了催化剂的返混现象,使得卸下的催化剂便于再生,同时加快了各个反应周期之间的衔接。
附图说明
图1是本发明优选实施方式的滴流床反应器的剖面结构示意图;
图2是本发明另一优选实施方式的滴流床反应器的剖面结构示意图;
图3是本发明另一优选实施方式的滴流床反应器的剖面结构示意图;
图4是本发明另一优选实施方式的滴流床反应器的剖面结构示意图,其中,在卸料管上设置了开合单元;
图5是图4中所示的滴流床反应器中的设置于所述卸料管的开闭单元的优选结构示意图。
附图标记说明
10-反应器外壳;100-进料口;101-出料口;102-卸料口;11-床层;110-支撑梁;12-卸料管;120-连通管段;121-延伸管段;13-开合单元;130-盖板;131-固定支架;132-支撑架;133-连接绳;134-牵拉绳;136-筒体;137-转轴;138-连接环;14-分布器;15-分配盘;16-固体沉降器;17-冷氢箱;18-产物收集器。
具体实施方式
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图中所示的方位和实际应用中的方位理解。
本发明提供了一种滴流床反应器,所述滴流床反应器包括具有供原料如重质油进入的进料口100、供产物排出的出料口101和供催化剂排出的卸料口102的反应器外壳10以及设置于反应器外壳10内且沿反应器外壳10的高度方向排列的多个用于装填催化剂的床层11,所述滴流床反应器还包括用于供所述催化剂通过的卸料管12,卸料管12包括两端分别伸入相邻的床层11中的上层的床层11的底部和相邻的床层11中的下层的床层11的顶部的连通管段120以及与连通管段120的下端相连接且朝下延伸的延伸管段121。通过在两端分别伸入相邻的床层11中的上层的床层11的底部和相邻的床层11中的下层的床层11的顶部的连通管段120的下端设置朝下延伸的延伸管段121,从而使得各个床层11在卸催化剂的过程中不会彼此干扰,可以理解的是,设置延伸管段121可使得装填于各个床层11中的催化剂能够按照从下到上的顺序依次被卸下,并且使得各个床层11中的催化剂在卸载过程中的返混率大大减少,由此大大减少了催化剂的返混现象,使得卸下的催化剂便于再生,同时加快了各个反应周期之间的衔接。当一个反应周期完成后,可逐渐减少原料的通入量,还可向所述滴流床反应器中通入惰性溶剂或置换油(汽油和/或轻馏分油)以降低整个反应体系的温度和压力,另外还可通入惰性气体使得整个反应体系处于惰性气体的气氛中,之后,打开卸料口102,最底层的床层11中的催化剂首先被卸下,待最底层的床层11中的催化剂卸载完毕后,与最底层的床层11相邻的床层11中的催化剂通过卸料管12并最终由卸料口102排出,依次类推,待下层的床层11中的催化剂卸下后,与下层的床层11相邻的上层的床层11中的催化剂通过卸料管12卸下。可以明白的是,优选在床层11中装填固体颗粒状的催化剂,为了提高反应产物的性能,还可在不同的床层11中分别装填不同的催化剂。另外,进料口100可开设于反应器外壳10的顶壁,出料口101可开设于反应器外壳10的底壁,卸料口102可开设于反应器外壳10的底壁,优选卸料口102所在的位置高于出料口101所在的位置。至于连通管段120材质并不受到具体的限制,例如可以为不锈钢,也可以为陶瓷,还可以为钛、锆等材质。连通管段120的位置可以在反应器外壳10的内腔的中部,也可以紧邻反应器外壳10的壁,当然也可以在其他位置,只要能够使得催化剂通过进入到下一个床层11即可。此外,连通管段120可为管径均匀的直管,也可以呈上部管径较大和下部管径较小的状态,在此对连通管段120的形状并不作出具体的限定。连通管段120可以是一体成型的,也可以是多段管彼此之间通过螺纹或者法兰连接形成,还可以多段管彼此之间通过承插结构、沟槽结构或者卡套结构连接形成。连通管段120可以为直管,也可以是弯曲的管,并没有特别的限制。同样的,对延伸管段121的形状结构以及材质并没有特别的限制,只要能够使得相应的床层11中的催化剂被导入到相邻的床层11中即可。
其中,每个床层11包括从下到上依次设置的第一填料层、催化剂层和第二填料层,其中,所述第一填料层形成床层11的底部,所述第二填料层形成床层11的顶部。在所述滴流床反应器使用之前,可在所述第一填料层中装填瓷球,在所述催化剂层中可装填催化剂,可在所述第二填料层中装填瓷球或者是保护剂,优选保护剂rg系列,例如rg-10、rg-10a/b/c,rg-20和rg-30等,进一步地,可在填料层如所述第一填料层中装填粒径不同的瓷球,例如,可在所述第一填料层中从下到上依次设置多个瓷球层以分别装填相应尺寸的瓷球,在从下到上的多个所述瓷球层中,所述瓷球层中的瓷球的粒径逐渐变小,具体地,在从下到上的多个所述瓷球层中,可依次装填直径为四分之三英寸、二分之一英寸、四分之一英寸和八分之一英寸的瓷球。另外,每个所述瓷球层中瓷球的粒径相同。可以理解的是,卸料管12的顶端开口可伸入相邻的床层11中的上层的床层11的所述第一填料层,卸料管12的底端开口可伸入下层的床层11中的所述第二填料层;卸料管12可沿反应器外壳10的高度方向延伸。另外,多个瓷球层的厚度均相同,例如可均为200mm。
所述滴流床反应器中的各个床层11的配置如图1中所示,位于最底部的床层11可不必设置用于支撑催化剂的支撑梁110,而位于最底部的床层11的上方的各个床层11中均设置有连接于反应器外壳10的内壁的支撑梁110以及依次设置于支撑梁110的第一填料层、催化剂层和第二填料层,支撑梁110可为格栅结构。为了除去进入进料口100的物料中固体杂质,可在靠近进料口100的床层11即位于最顶部的床层11的所述催化剂层和所述第二填料层之间设置固体沉降器16。
结合图1和图2中所示,延伸管段121可延伸至相邻的床层11中的下层的床层11的所述催化剂层,这样,能够进一步减少催化剂的返混现象,使得卸下的催化剂能够直接进行再生,并且大大提高了卸载催化剂的效率,由此加快了反应周期的之间的衔接。其中,延伸管段121可为沿反应器外壳10的高度方向延伸的硬管如钢管或者能够沿反应器外壳10的高度方向伸缩的伸缩管,还可以为软管如两端呈开口状的碳纤维布袋。若选用伸缩管作为延伸管段121,所述伸缩管在未卸催化剂之前,可处于收缩的状态,所述伸缩管在卸催化剂时,可处于伸展的状态,因此也可使得所述伸缩管处于完全伸展的状态时的长度满足需求即可。由于伸缩管在未卸催化剂之前可处于收缩状态,因此,不会影响反应中的物料如气液物料的分布状况。
优选地,卸料管12伸入相邻床层11中的下层的床层11中的深度为相应的下层的床层11的高度的10-90%,进一步地,卸料管12伸入相邻床层11中的下层的床层11中的深度优选为相应的下层床层11的高度的20-90%,更进一步地,卸料管12的伸入相邻的床层11中的下层的床层11中的深度优选为相应的下层的床层11的高度的40-80%。
如图1中所示,连通管段120与延伸管段121可为分体结构,如图2中所示,连通管段120与延伸管段121可为一体结构。
结合图1、图2和图4中所示,可在卸料管12上安装用于开闭卸料管12的开合单元13。通过在卸料管12上安装开合单元13,从而能够控制相应的床层11中的催化剂的卸载时机,这样,进一步减少了多个床层11中的催化剂在卸载过程中的彼此之间的干扰,并且进一步减少了各个床层中的催化剂的返混率,此外,设置开合单元13还能够控制通过相应的卸料管12的催化剂的流量。当一个反应周期完成后,可逐渐减少原料的通入量,还可向所述滴流床反应器中通入惰性溶剂或置换油例如汽油、轻馏分油和石脑油以降低整个反应体系的温度和压力,另外还可通入惰性气体使得整个反应体系处于惰性气体的气氛中,之后,打开卸料口102,首先使得最底层的床层11中的催化剂卸下,待最底层的床层11中的催化剂卸载完毕后,打开安装于连通最底层的床层11和与最底层的床层11相邻的床层11的卸料管12的开合单元13,这样使得与最底层的床层11相邻的床层11中的催化剂卸下,依次类推,待下层的床层11中的催化剂卸下后,打开相应的开合单元13,使得相邻的上层的床层11中的催化剂卸下。
其中,开合单元13的设置位置并没有特别的限制,只要能够控制催化剂通过卸料管12或者被拦截即可,优选地,开合单元13可设置于卸料管12的底端开口。
开合单元13的结构形式并不受到具体的限制,只要能够起到开闭卸料管12的作用即可。优选地,开合单元13可包括覆盖卸料管12的底端开口的盖板130以及用于控制盖板130开闭的驱动机构,在所述驱动机构的驱动作用下,盖板130能够覆盖于卸料管12的底端开口或者移开卸料管12的底端开口,其中,可根据实际需求选择所述驱动方式,例如可选用电力驱动的方式。
结合图4和图5中所示,所述驱动机构可包括固定组件、连接绳133和牵拉绳134,其中,所述固定组件包括设置于卸料管12的外壁的固定支架131和与固定支架131可分离连接的支撑架132,连接绳133的两端分别与卸料管12的外壁和支撑架132相连接,盖板130连接于连接绳133,牵拉绳134的一端连接于支撑架132,牵拉绳134的另一端延伸至卸料口102,牵拉绳134的端部可通过安装于支撑架132上的连接环138连接于支撑架132以使得牵拉绳134与支撑架132稳固连接,即便是受到牵拉力,也能够与支撑架132牢固连接。当所述滴流床反应器还处于反应周期即所述滴流床反应器内的原料还处于反应阶段时,在连接绳133的支撑作用下连接于连接绳133的盖板覆盖于卸料管12的底端开口;当需要卸下相应的床层11中的催化剂时,在卸料口102处对牵拉绳134施加牵拉力,牵拉绳134在受到牵拉力后使得支撑架132与固定支架131相分离同时带动盖板130移开卸料管12的底端开口;当需要在所述滴流床反应器内重新装填催化剂以进入下一个反应周期时,在床层11完成装填后,再次使得支撑架132与固定支架131相连接,并使得盖板130覆盖于卸料管12的底端开口即可。将所述驱动机构设置为上述形式,通过牵拉延伸至卸料口102处的牵拉绳134,便可将盖板130移开卸料管12的底端开口或者通过支撑架132再次与固定支架131相连接使得卸料管12处于闭合的状态,因此打开卸料管12的过程较为简单,方便操作,更为重要的是,选用该种驱动机构,无需额外在反应器外壳10上开设安装孔,这样并不会因为设置额外的部件而影响整个滴流床反应器的密闭性。
当床层11为3个以上时,可设置多个卸料管12,相应地,牵拉绳134为多个,为了便于操作,连接于相应的盖板130的各个牵拉绳134可被分别进行标记,其中,标记的方式并不受到具体的限制,例如可选用不同颜色的金属绳分别连接于相应的盖板130,也可对在各个牵拉绳134的位于卸料口102的端部记上数字和/或字母,当需要卸下某一个床层11的催化剂时,牵拉相应的牵拉绳134即可。还需要指出的是,为了便于牵拉绳134的布控,使得设置于上层中的卸料管12的牵拉绳134依次通过位于下层中的卸料管12的内部直至卸料口102。当卸料管12为多个时,相邻的卸料管12之间的相对的端口相对齐,这样,便于催化剂的流动。另外,相邻的床层11之间优选设置多个如2个卸料管12以提高催化剂的卸载效率。
为了便于使得固定支架131和支撑架132处于连接状态或者分离状态,可在固定支架131和支撑架132之间设置卡扣结构。进一步地,所述卡扣结构包括设置于固定支架131的卡扣以及设置于支撑架132的与所述卡扣相配合的卡口。此外,所述卡扣结构包括设置于支撑架132的卡扣以及设置于固定支架131的与所述卡扣相配合的卡口。
另外,可在卸料管12的外壁设置连接组件,连接绳133的端部通过所述连接组件与卸料管12的外壁相连接,这样,能够使得连接绳133与卸料管12的外壁稳固连接。
进一步地,所述连接组件可包括安装于卸料管12的外壁的筒体136以及可旋转地设置于筒体136的内部且与连接绳133的端部相连接的转轴137,转轴137的中心轴线垂直于反应器外壳10的高度方向,转轴137的旋转能够带动连接绳133缠绕或者伸出转轴137。在床层11完成装填后,转轴137旋转,连接绳133伸出转轴137,支撑架132与固定支架131相连接,盖板130覆盖于卸料管12的底端开口,当需要卸下床层11中的催化剂时,相应的牵拉绳134受到牵拉力使得支撑架132与固定支架131相分离同时带动盖板130移开卸料管12的底端开口,同时转轴137旋转带动连接绳133缠绕转轴137,这样,在盖板130被移开后,连接绳133的长度被适当缩短,连接于连接绳133的部件如盖板130不会因为堵塞相邻的下层的卸料管12的开口而影响催化剂的卸载。另外,整个连接组件的结构简单,且便于作业人员操作。
盖板130上可开设有至少一个导流孔,所述导流孔的孔径小于所述催化剂的粒径。通过在盖板130上开设导流孔,可使得整个反应体系处于反应阶段时,位于所述滴流床反应器中的物料如气液物料能够均匀分布。至于导流孔的形状并没有特别的限制,例如可以为圆形、长方形、正方形、椭圆形、菱形或者三角形,也可以呈五角星状,六角形或其他不规则形状,当然也可以是这些形状的组合,这种组分可以由任意的不同形状的孔进行组合,例如孔的一端呈圆弧状,另一端呈三角形状,还可以呈米粒状。另外,盖板130上的开孔率即孔的面积总和与盖板130的总面积的比值并不受到具体的限制,可根据实际需求进行选择。优选地,可在盖板130上开设多个均匀分布的导流孔。
需要指出的是,开合单元13中所设置的部件所采用的材质,可以是不锈钢,也可以是其他耐高温耐腐蚀材料如陶瓷、金属钛、钛合金、金属锆或者锆合金。当然还可以为其他材料,在此并不作特别的限定。
如图3中所示,延伸管段121可呈柔软可变形的管状结构,例如可选用两端呈开口状的碳纤维布袋作为延伸管段121,延伸管段121可延伸至卸料口102,这样,位于最底层的床层11的上方的各个床层11中的催化剂可分别由相应的卸料管12直接导出至卸料口102,从而大大减少了催化剂的返混现象。为了柔软可变形的延伸管段121的布控,使得设置于上层中的延伸管段121依次通过位于下层中的卸料管12的内部直至卸料口102。具体来讲,在还处于反应阶段时,可使得柔软可变形的延伸管段121处于被压扁的状态,也就是说,使得延伸管段121的内腔中的空间被压缩,并使得柔软可变形的延伸管段121贴附于下层中的卸料管12的内壁直至卸料口102。
为了便于控制延伸至卸料口102的卸料管12的开闭,可在延伸管段121的延伸至卸料口102的端口设置控制该端口开闭的阀门或者延伸管段121能够被弯折以封闭该端口,整个开闭结构简单,便于安装和卸载催化剂时被操作。
另外,延伸管段121的内部可设置第三填料层,所述第三填料层中装填有瓷球。例如可装填直径为八分之一英寸的瓷球。所述第三填料层的厚度可根据实际需求进行选择,并没有特别的限制。
为了在反应阶段时使得所述滴流床反应器中的物料如气液物料能够均匀分布,可在卸料管12的管壁也就是说在连通管段120和/或延伸管段121的管壁上开设至少一个通孔,所述通孔的孔径小于所述催化剂的粒径,优选设置多个通孔,可使得多个通孔沿卸料管12的管壁的周向分布以进一步提高物料的分布均匀性,当设置有多个所述通孔时,多个所述通孔可均位于连通管段120上,也可均位于延伸管段121上,还可同时位于连通管段120和延伸管段121上,此外优选多个所述通孔沿卸料管12的管壁均匀分布。另外,可优选将多孔网状结构的管作为连通管段120或延伸管段121。当设置有多个所述通孔时,开设通孔部分的总面积即设置于卸料管12上的所有通孔的面积的总和可为卸料管12的管壁的总面积的10%~90%,这样,进一步使得物料如气液物料均匀分布于所述滴流床反应器中。进一步地,开设通孔部分的总面积即设置于卸料管12上的所有通孔的面积的总和优选为卸料管12的管壁的总面积的20%~80%,更进一步地,开设通孔部分的总面积即设置于卸料管12上的所有通孔的面积的总和优选为卸料管12的管壁的总面积的30%~60%。
进一步地,所述通孔设置于延伸管段121的管壁下侧,延伸管段121的设置有所述通孔的部分的长度优选不超过卸料管12的伸入下层的所述床层11的部分的长度的30%,这样可进一步使得物料均匀分布于所述滴流床反应器中,更进一步地,延伸管段121的设置有所述通孔的部分的长度优选为卸料管12的伸入下层的床层11的部分的长度的5%-25%。
为了使得进入进料口100的所述原料扩散,可在进料口100处安装分布器14,另外,出料口101处可安装产物收集器18以便于产物的收集。反应器外壳10的内部可安装有使得物料分布均匀的分配盘15,分配盘15位于相应的床层11的上方。另外,相邻的床层11之间可设置有冷氢箱17以便于控制所述滴流床反应器内的温度,从而使得反应器内的反应平稳进行并延长催化剂的使用寿命,冷氢箱17可设置于分配盘15的上方。
下面将通过实施例进一步说明本发明的效果。
实施例
实施例1
当滴流床反应器完成一个反应周期后,逐渐减少原料的通入量,并还向所述滴流床反应器中通入石脑油,之后,将氮气通入滴流床反应器中,然后打开卸料口102以依次卸下各个床层11中的催化剂。其中,所述滴流床反应器中的配置如下:
开设有进料口100、出料口101和卸料口102的反应器外壳10大致呈圆柱体,反应器外壳10的内径为2438mm,在反应器外壳10中设置有三个床层11,由下到上依次为第一床层、第二床层和第三床层,其中:
第一床层的净空高为5300mm,第一床层的上部留空高为300mm,第一床层从上到下依次设置厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/4英寸的瓷球)、厚度为4200mm的催化剂床层(该层中装填的催化剂记为催化剂c,即催化剂rn-32v)、厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/8英寸瓷球的)、厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/4英寸的瓷球)、厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/2英寸的瓷球)和厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为3/4英寸的瓷球);
第二床层的净空高为5180mm,第二床层的上部留空高300mm,第二床层从上到下依次设置厚度为180mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/4英寸的瓷球)、厚度为4000mm的催化剂床层(该层中装填的催化剂记为催化剂b,即催化剂rt-1)、厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/8英寸的瓷球)、厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/4英寸的瓷球)、厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/2英寸的瓷球)和厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为3/4英寸的瓷球);
第三床层的净空高为7270mm,第三床层的上部留空高300mm,第三床层从上到下依次设置厚度为500mm的保护剂层(该层中的保护剂为rg-30)、厚度为5400mm的催化剂床层(该层中装填的催化剂记为催化剂a,即催化剂rhc-133)、厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/8英寸的瓷球)、厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/4英寸的瓷球)、厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为1/2英寸的瓷球)和厚度为200mm的瓷球层(该瓷球层中装填有直径为3/4英寸的瓷球);
相邻的床层11之间设置卸料管12,每个卸料管12的顶部端口伸入相邻的床层11的上层的床层11中的具有直径为3/4英寸瓷球的瓷球层,每个卸料管12的底部端口伸入下层的床层11中的催化剂层(所述底部端口与催化剂层的上表面的距离为3000mm),其中,每个卸料管12的长度相同,并且每个卸料管12的延伸管段121为钢管。
上述催化剂a、催化剂b和催化剂c分别为不同类型的催化剂。
实施例2
选用与实施例1相同的滴流床反应器,其中,每个卸料管12的延伸管段121为两端呈开口状的碳纤维布袋,其余配置条件均相同,并选用与实施例1相同的方式卸下各个床层11中的催化剂。
实施例3
选用与实施例1相同的滴流床反应器,并且在每个卸料管12的延伸管段121的底部端口设置开合单元13,其中,开合单元13为具有本发明提供的优选结构(即图5中所示的结构)的开合单元13,其余配置条件均相同,并选用与实施例1相同的方式卸下各个床层11中的催化剂。
实施例4
选用与实施例1相同的滴流床反应器,并且在每个卸料管12的延伸管段121的管壁的下方开设有多个沿延伸管段121的管壁的周向分布的呈椭圆状的通孔,其中,管壁上的开设通孔的总面积为卸料管12的总面积的60%,每个通孔的长轴的长度为2.4mm,短轴的长度为1.2mm,每个通孔的长轴沿反应器外壳10的轴向方向延伸,其余配置条件均相同,并选用与实施例1相同的方式卸下各个床层11中的催化剂。
实施例5
选用与实施例1相同的滴流床反应器,其中,每个卸料管12的延伸管段121为两端呈开口状的碳纤维布袋并且延伸管段121延伸至卸料口102,其余配置条件均相同,并选用与实施例1相同的方式卸下各个床层11中的催化剂。
对比例
对比例1
选用与实施例1相同的滴流床反应器,其中,每个卸料管12的底部端口伸入下层的床层11中的具有直径为1/4英寸瓷球的瓷球层,其余配置条件均相同,并选用与实施例1相同的方式卸下各个床层11中的催化剂。
试验例
通过下述方法检测得到实施例1-5和对比例1中的催化剂a和催化剂b的返混率:将从每一个床层11卸下的物料中的催化剂筛分出来,由于各床层11中所装填的催化剂的组成彼此各不相同,之后将相应床层11中的催化剂粉碎后,分析金属组成以得到相应的催化剂的返混率,结果如下表1中所示。
表1
通过上述表1可以得知,设置延伸管段121,大大降低了催化剂的返混率,由此大大减少了催化剂的返混现象。另外,设置开合单元13,能够进一步降低催化剂的返混率,由此大大减少了催化剂的返混现象。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。