[发明专利]滴流床反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种滴流床反应器。

背景技术

滴流床反应器是主要的几种反应器之一，由于其既具有结构简单、设备投资低的优点，又具有操作方便、操作弹性大的特点。因此，滴流床反应器在炼油、化工领域有广泛的应用。特别是在油品加氢裂化、烃类加氢精制等领域，滴流床是最基本的反应器之一。滴流床反应器的特征之一是反应器内气体和液体并流通过催化剂床层，其中液体是以滴流方式流经催化剂床层，而气体则是以连续流动的方式通过。因此，液体能否在反应器内形成滴流、气体分布是否均匀是滴流床反应器设计好坏的主要影响因素。随着装置规模的扩大，反应器的直径在不断加大，气液分布越来越重要。气液分布的不均匀会严重影响反应器操作性能，直接影响滴流床反应器的效率，同时还会造成床层中温度分布不均匀，破坏催化剂稳定性。

对滴流床反应器的研究有很多，最早从上世记30年代开始。研究主要集中在两个方面：一方面是开发流体均匀分布的装置，另外一个方面是研究流体在催化剂床层中的规律，从理论上提高滴流床的设计水平。

文献US4708852介绍了一种滴流床反应器。此反应器包括一进口预分布器，一气液分布器，瓷球床层，催化剂床层。此文献的气液分布器采用开孔波纹板的结构，在波谷内保持一定的液位，谷底、谷坡、峰顶都开孔，液体从谷底的孔以及处于液面下的谷坡上的孔穿出，形成横向流，而气体则从峰顶和处于液面之上的谷坡上的孔穿过。气体与液体在波纹板下方接触，提高气液分布均匀性。此气液分布器能够提高气液在不同角度的分布均匀性，但谷中的液位不能控制，如果初始气体或液体分布不均匀，则此气液分布器难于形成均匀的谷内液位，达不到均匀分布的目的，反应器内部滴流效果不佳，影响滴流床反应器的反应效率。

另外，目前国内现行应用较广的滴流床反应器主要采用如下结构：进料口、多立管式气液分配盘、瓷球床层、催化剂床层；此反应器的气液分配盘上方设计一定数量的立管，立管上在不同截面位置开孔，立管顶部设置帽罩。气体从帽罩底部通过立管进入催化剂床层，而液体则通过立管上开的孔进入立管内，进而进入催化剂床层。此气液分配盘结构简单，但由于液体与气体仅具有轴向流动分布，难于形成均匀的气液分布。

上述文献所述的滴流床反应器都要求有一个比较好的气液初始分布，这在大型反应器内难于达到。同时，气液仅在同向混合分布，不能形成气液混向流动，无法达到均匀气液的目的，造成滴流床反应器的反应效率难于提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是以往技术中滴流床反应器内的气液分布不均匀，导致反应器内滴流效果不佳以及催化反应效率低的问题，提供一种新的滴流床反应器。该反应器具有气液在径向、轴向上充分接触，气液在反应器内分布均匀，反应器内滴流效果好，反应效率高的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种滴流床反应器，包括进料口1、反应器壳体2、气液分布器3、瓷球床层4、催化剂床层5、出口分布器6和出料口7；气液分布器位于进料口下方，上层瓷球床层的上方；瓷球床层为二层，分别位于催化剂床层的上端和下端，其中气液分布器为在分布板8上安装有气体通道管9和液体通道管10，气体通道管均匀分布于液体通道管间；气体通道管9由圆锥顶盖11和直立短管12组成，圆锥顶盖11与短管12间留有供气体进出的空隙，气体通道管9位于气液分布板8的上方；液体通道管10为垂直短管13，短管13的上端伸出分布板8上方10～100毫米；短管13的下端伸出分布板8下方200～1000毫米；位于分布板8下方的短管13部分在沿轴向不同位置的横截面上均匀地开有小孔14，小孔14的直径d与液体通道管10的内径D的比值为0.01～0.2∶1.0；所有小孔14的面积S₁与液体通道管10内横截面的面积S₂的比值为0.75～1.10∶1.0；气体通道管9在分布板8上的开孔率为5～30％；液体通道管10在分布板8上的开孔率为5～50％。