[实用新型]一种用于催化裂化试验研究的固定流化床反应器

说明书

本实用新型属于在不存在氢的情况下、石油烃的催化转化设备，更具体地说，是一种用于试验研究的固定流化床反应器。

由于催化裂化是一种重要的二次加工过程，是重油轻质化的有效手段，因此，几十年来，催化裂化过程一直是炼油行业的一个研究重点。然而，不管是工艺开发，还是催化剂研制，或者是原料油、催化剂的反应性能评价，都离不开试验装置。催化裂化领域常用的试验装置主要包括：轻油微反、重油微反、固定流化床、中型提升管催化裂化等。其中，固定流化床是最常见、并且应用最广泛的试验装置，而固定流化床反应器是该试验装置的核心设备。

目前，国内常用的固定流化床反应器的结构如图1所示。该反应器自上而下地由法兰盘、柱状的沉降段、圆锥状的反应段构成。此外，在该反应器内部设有进料管线、热电偶套管、反应油气过滤管等构件。由图1可以看出，进料管线、热电偶套管、过滤管均通过法兰盘固定在反应器顶部，进料管线自上而下地沿中心轴线插入反应器中，其插入深度一般为反应器垂直高度的1/2以上。该反应器具有结构简单、操作弹性好等特点，但由于受到进料方式的限制，原料油的实际预热温度往往偏离试验所要求的预热温度，而接近于反应器内部温度。此外，原料油的雾化效果也不够理想，尤其是当原料油中538℃以上馏分含量较高时，试验得到的焦炭产率远大于工业生产数据，试验数据的可比性将受到影响。

USP6,069,012公开了一种改进的固定流化床反应器，其结构如图2所示。该反应器的结构改进主要体现在以下两个方面：(1)采用了可改变喷嘴高度的进料套管，该套管的内管用于输送原料油，而夹套用来输送流化气体；(2)在反应器底部中心位置增设流化气体喷嘴。上述结构方面的改进，使得该固定流化床反应器可以通过调节进料喷嘴高度实现对反应时间的调整。此外，反应器底部增设流化气体喷嘴可改善催化剂的流化状态，但当反应器床层线速大于或等于18.2cm/sec时，催化剂床层会发生剧烈的湍流和腾涌，催化剂被提升到反应器顶部，偏离反应器的恒温段，使反应温度不能得到有效的控制。由于上述床层线速的限制，该反应器只适于在常规的催化裂化反应条件下进行试验，而不能适应目前催化裂化领域高温、大剂油比、多产气体等特殊的反应要求。

综上所述，现有的固定流化床反应器在原料的适用范围、操作参数的选择等方面都存在一定的局限性，不能很好地满足该技术领域试验研究的需要。

本实用新型的目的是在现有技术的基础上提供一种改进的固定流化床反应器。该反应器不仅能拓宽原料适用范围，用于处理重质烃油原料，而且能够拓宽操作参数的选择范围，使反应器在较苛刻的条件下操作。

图1是目前国内常用的固定流化床反应器的结构示意图。

图2是USP6,069,012提供的固定流化床反应器的结构示意图。

图3是本实用新型提供的固定流化床反应器的结构示意图。

下面结合图3对本实用新型的结构予以说明。

本实用新型提供的固定流化床反应器可自上而下地划分为：沉降段I、反应段II以及油剂初始接触段III三部分，其特征在于该反应器包括分布板5、进料喷嘴6、筛孔板8以及热电偶套管11；其中，分布板5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6的垂直高度；进料喷嘴6垂直穿过分布板5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11沿反应器中心轴线自上而下垂直插入反应器内，筛孔板8水平地固定在热电偶套管的下端。

下面进一步说明本实用新型的结构。

本实用新型提供的固定流化床反应器可自上而下地划分为：沉降段I、反应段II以及油剂初始接触段III三部分；其中，沉降段和油剂初始接触段的外形都为圆柱体，但它们的直径不同；而反应段的外形为圆台形；沉降段、反应段和油剂初始接触段的直径依次减小。沉降段的高径比为1～10∶1；油剂初始接触段的高径比为1～6∶1。反应段的最大直径与沉降段相等，而其最小直径与油剂初始接触段相等。反应段高度与该段平均直径(最大直径与最小直径的平均值)之比为3～10∶1。

油剂初始接触段的下部设置分布板5，其上沿与反应器底部的垂直距离小于进料喷嘴6的垂直高度，分布板的厚度为2～10mm，其直径略小于油剂初始接触段的内径，以便将该分布板水平地固定在油剂初始接触段的内壁上。分布板5由粉末冶金材料烧结而成，其孔隙度为20～40μm，可以承受的最高温度为780℃左右。分布板与反应器底部之间所形成的空腔为流化气集气室4，该集气室至少设有一个流化气入口。