专利名称：一种用于水热减活的固定流化床反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油加工领域中一种用于水热减活的固定流化床反应器。
背景技术：
催化裂化是石油加工的主要过程；催化裂化催化剂对产品收率、装置的平稳操作以及环境保护等方面起着重要作用，正确选择催化剂将会给企业带来巨大的经济效益。目前，各种催化裂化催化剂大量研发，以满足各种原料、各种产品方案的要求。而对催化剂的开发、评价，或者对原料油的评价前，都需要水热减活反应；其中，固定流化床反应器是水热减活反应的关键设备，而所用的喷嘴是其核心部件之一。常用的固定流化床反应器有多种形式。CN200720090308. 5公开了一种固定流化床反应器，设有一个壳体；在壳体内，上部为直径较大的圆柱形的沉降段，下部为直径较小的圆柱形的反应段。壳体的顶部设有法兰、法兰盖，法兰盖上设有水蒸气出口、催化剂加料管、热偶套管、成组设置的过滤器；在位于反应段底部的壳体上设有催化剂卸除口 ；位于反应段侧方偏下部有水蒸气进入口。这种反应器结构简单、操作方便，在目前的试验中承担着重要的作用。CN200520044294. 4公开了一种固定流化床反应器一种用于催化裂化或催化裂解的固定流化床反应器，通过采用反应器壳体从上至下依次包括扩大段、反应稀相段、反应密相段和集气段，集气段与反应密相段间设置气体分布板，扩大段直径与高之比为1 1 8， 反应稀相段和反应密相段的直径与高之比相等，均为1 1 20。和本发明不同的是该反应器用于催化裂化反应，其气体或反应物料从底部进入在集气室混合，该集气段为倒锥形； 混合后的气体通过气体分布板，该技术中气体流向和催化剂的流向是一致的。CN01220332. 7公开了一种用于试验研究的固定流化床反应器，包括分布板5、进料喷嘴6、筛孔板8以及热电偶套管11 ；其中，分布板水平地固定在反应器器壁上，其上沿与反应器底部的垂直距离小于进料喷嘴的垂直高度；进料喷嘴垂直穿过分布板的中心，并与固定在反应器底部的烃油管线相连；热电偶套管沿反应器中心轴线自上而下垂直插入反应器内，筛孔板水平地固定在热电偶套管的下端。该反应器对重质烃油及苛刻的反应条件具有很好的适应性。该技术和本发明的区别在于该反应器用于催化裂化反应；该反应器中含分布板、进料喷嘴、筛孔板；进料喷嘴垂直穿过分布板的中心，分布板分散气体带动催化剂至反应段反应，进料喷嘴进油，筛孔板对气体和催化剂的流动方向和速度进行调整，使反应段内形成均勻的催化剂床层。其筛孔板的作用和本发明的进水管的作用有些类似，但该技术中筛孔板上没有设置水蒸气喷嘴，且气体流向和催化剂的流向是一致的。存在的问题(1)对于微小的催化剂量来说(催化剂量在10_50g)，能够均勻流化。然而，在催化剂量大于IOOg的情况下，由于水蒸气体积增大，反应段内的流化线速较高，大量催化剂被气体夹带到沉降段上部的过滤器上，因而会影响催化剂的流化性能和试验数据的重复性 (试验数据的重复性较差)，影响试验结果，不利于催化剂的均勻水热减活。[0008](2)高温水蒸气由反应段侧面进入反应段的底部，与催化剂成正向接触，将催化剂由底部吹起而流化，因为反应段底部为锥形结构，必然产生大量的气泡，呈鼓泡流化床状态，因而造成催化剂在反应段流化不均勻，使得温度难以控制，从而影响催化剂的水热减活数据的重复性。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于水热减活的固定流化床反应器，以解决现有的固定流化床反应器及喷嘴存在的试验数据的重复性较差，反应温度不易准确控制的问题。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是一种用于水热减活的固定流化床反应器，设有壳体1，在壳体1内，自上而下有沉降段I、反应段11和预提升段III，壳体的顶部设有法兰6、法兰盖7，预提升段为圆弧形，反应段和预提升段之间的壳体侧面设有水蒸气入口 301，反应段和预提升段之间与法兰盖平行的截面上设置喷嘴3，喷嘴成圆环状环管302，圆环状环管至少为两个，圆环间是连通的，在圆环上设置有喷嘴口 304，喷嘴口 304 与预提升段的弧面是相对的，水蒸气入口与雾化喷嘴中心位置相连接，即水蒸气入口与圆环状环管中心位置相连接，圆环状环管中心与圆环状环管通过连接管道303相连接。本发明所述的反应器，圆环状环管中心与圆环通过连接通道303相连接，该连接通道303可以是十字连接管道。本发明所述的反应器，圆环上设置的喷嘴口的个数不做限定，喷嘴口个数越多，水蒸气分布越均勻，该喷嘴口至少2个。本发明所述的反应器，在预提升段底部的壳体上设有柱塞阀和催化剂卸除管，柱塞阀的阀体空腔与预提升段的底部相连通，催化剂卸出管与阀体空腔相连通。本发明所述的反应器，法兰盖上设置有催化剂加入口 9、水蒸气导出管10和过滤器5 ；所述的水蒸气导出管和过滤器设置至少3组。本发明所述的反应器，反应段与预提升段高度比为10 50，优选为20 40。有益效果(1)本实用新型预提升段为圆弧形，可以有效降低反应段的高度，反应段和预提升段之间与法兰盖平行的截面上设置喷嘴，喷嘴成圆环状，圆环至少为2个，圆环间以管子连通，圆环上的喷嘴口方向与预提升段的弧面是相对的，水蒸气与催化剂成逆向接触，将催化剂由预提升段吹起，经雾化喷嘴的圆环后，可以防止大气泡的形成，或将大气泡破碎，改善催化剂的流化状态，使催化剂流化均勻，扬析、夹带减少；(2)本实用新型预提升段为圆弧形，可以减少反应段上部的流化线速度；这样有利于避免大量催化剂扬析或被气体夹带到反应段上部的过滤器上，避免催化剂水热减活温度有较大的波动。本实用新型可保证试验数据的重复性较好。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式
并不限本实用新型要求保护的范围。
图1本实用新型的用于水热减活的固定流化床反应器沿对称轴的剖视图；I-沉降段，II-反应段，III-预提升段，1-壳体，2-加热炉瓦，3-喷嘴，4-柱塞阀，5-过滤器，6-法兰，7-法兰盖，8-固定螺栓，9-催化剂加入口，10-水蒸气导出管，301-水蒸气入口。图2用于水热减活的固定流化床反应器的喷嘴的俯视图；301-水蒸气入口， 302-圆环状环管，303-连接通道。图3用于水热减活的固定流化床反应器的喷嘴的剖面图；304-喷嘴口。
具体实施方式
参见
图1，本实用新型的用于水热减活的固定流化床反应器(简称反应器)设有壳体1 ；在壳体1内，自上而下有圆柱形沉降段I，圆柱形的反应段II，圆弧形的预提升段III。 壳体1的外部为圆柱形易于加工，并可使反应器的蓄热性能较好。壳体1的顶部设有法兰 6、法兰盖7，顶部法兰6和法兰盖7上设有水蒸气导出管10、过滤器5和催化剂加入口 9。 其中热偶套管伸入至反应器操作时在反应段II内所形成的催化剂密相床层的位置。过滤器5设于反应水蒸气导出管10的下方，两者相连通；过滤器5的材料通常是微孔陶瓷或粉末冶金。在反应段和预提升段之间的壳体侧面设有水蒸气入口 301，反应段和预提升段之间与法兰盖平行的截面上设置喷嘴3，水蒸气入口 301与雾化喷嘴3的中心位置相连通，雾化喷嘴3由两个圆环、圆环通道组成，在圆环上设置有喷嘴口，喷嘴口与预提升段的弧面是相对的。所述的水蒸气导出管10和过滤器5至少设置3组。下面结合
图1 3说明本实用新型的具体操作过程。将经过称重的催化裂化催化剂通过催化剂入口 9送入反应段II和预提升段III内。水蒸气由水蒸气入口 301进入，由喷嘴口 304喷出，与预提升段6内催化剂先逆向接触，水蒸气夹带催化剂向上经过喷嘴进入反应段II，进而进入沉降段I，催化剂在其中自由沉降分离。在上述过程中，水蒸气作为流化介质使反应段5内的催化剂充分流化，形成催化剂密相床层。热电偶套管内插入热电偶， 用来准确测量水热减活的反应温度，加热炉瓦2的温度由计算机精确控温。柱塞阀4处于关闭状态，如
图1所示。水热减活反应后，停止进水蒸气，切换至空气或氮气，冷却降温后，将反应段M和预提升段III内的催化剂经柱塞阀4卸出。在上述的操作过程中，各步骤的操作条件可根据要求按常规选取。主要原料及来源LB0-12新鲜催化剂兰州石化公司催化剂厂生产。原料油取自兰州石化公司300万吨/年催化裂化装置的重质原料油(性质见表 1)。表1原料油的性质
原料性质密度(70°C)，Kg/cm3871.8残炭，m%4.30四组分，m%饱和分63.5芳香分25.8胶质10.7浙青质-[0033]评价装置采用洛阳石化工程公司的XTL-5型提升管催化裂化试验装置。实施例1 催化剂采用LB0-12新鲜催化剂，首先将5000g催化剂LB0-16新鲜剂加入到反应段II和预提升段III内，加热炉瓦2开始加热壳体1，反应段II达到800°C时，从水蒸气进入口 301通入温度为500°C水蒸气，与催化剂接触后废气通过水蒸气导出管10排空。水热减活反应两次得到水热老化后的LB0-12催化剂。LB0-12新鲜催化剂分两批次在同一反应条件下水热减活，得到1#和2#样品，在XTL-5型提升管催化裂化试验装置评价结果。表2LB0-12新鲜催化剂经水热减活反应后的评价结果
样品号2#反应温度，°c500500物料平衡，Wt %99. 7599. 72剂油比，wt/wt5. 65. 6转化率，Wt %74. 2874. 29产率，Wt %干气1. 341. 35液化气16. 8716. 78汽油48. 4548. 48柴油15. 8315. 74重油9. 909. 96焦炭7. 377. 40损失0. 250. 28总计100100 本实施例说明同一个催化裂化催化剂在同一反应条件下分别水热减活反应两次， 在XTL-5型提升管催化裂化试验装置上评价结果表明平行误差小于士0. 3个单位。
权利要求1.一种用于水热减活的固定流化床反应器，设有壳体(1)，在壳体(1)内，自上而下有沉降段I、反应段II和预提升段III，壳体的顶部设有法兰(6)、法兰盖(7)，其特征在于预提升段为圆弧形，反应段和预提升段之间的壳体侧面设有水蒸气入口(301)，反应段和预提升段之间与法兰盖平行的截面上设置喷嘴(3)，喷嘴为圆环状环管(302)，圆环状环管至少为两个，圆环间是连通的，在圆环上设置有喷嘴口(304)，喷嘴口(304)与预提升段的弧面是相对的，水蒸气入口与圆环状环管中心位置相连接，圆环状环管中心与圆环状环管通过连接管道(30 相连接。
2.—种权利要求1所述的固定流化床反应器，其特征在于圆环状环管中心与圆环状环管通过十字连接通道相连接。
3.—种权利要求1所述的固定流化床反应器，其特征在于圆环状环管上设置的喷嘴口至少2个。
4.一种权利要求1所述的固定流化床反应器，其特征在于法兰盖上设置有催化剂加入口(9)、水蒸汽导出管(10)和过滤器(5)，水蒸气导出管和过滤器至少3组。
5.一种权利要求1所述的固定流化床反应器，其特征在于预提升段底部的壳体上设有柱塞阀和催化剂卸除管，柱塞阀的阀体空腔与预提升段的底部相连通，催化剂卸出管与阀体空腔相连通。
6.一种权利要求1 5任意一项权利要求所述的固定流化床反应器，其特征在于反应段与预提升段高度比为10 50。
7.—种权利要求6所述的固定流化床反应器，其特征在于反应段与预提升段高度比为 20 40。
专利摘要一种用于水热减活的固定流化床反应器。该固定流化床反应器设有壳体(1)，在壳体(1)内，自上而下有沉降段I、反应段II和预提升段III，壳体的顶部设有法兰(6)、法兰盖(7)，预提升段为圆弧形，反应段和预提升段之间的壳体侧面设有水蒸气入口(301)，反应段和预提升段之间与法兰盖平行的截面上设置喷嘴(3)，喷嘴成圆环状环管(302)，圆环状环管至少为两个，圆环间是连通的，在圆环上设置有喷嘴口(304)，喷嘴口(304)与预提升段的弧面是相对的，水蒸气入口与圆环状环管中心位置相连接，圆环状环管中心与圆环状环管通过连接管道(303)相连接。
文档编号C10G11/18GK202336327SQ201120394789
公开日2012年7月18日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者侯凯军, 张忠东, 张爱群, 张爱萍, 李晓艳, 李清云, 柳召永, 樊红超, 王智峰, 王艳飞, 田爱珍, 马燕青, 高永福, 高雄厚 申请人:中国石油天然气股份有限公司