[实用新型]固定流化床反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种固定流化床反应器，特别是关于一种可用于催化裂化或催化裂解反应的固定流化床反应器。

背景技术

当前世界各国生产乙烯、丙烯的主要技术为蒸汽热裂解工艺。而近年来发展起来的催化裂解制乙烯、丙烯技术在反应温度、能耗、结焦速率、二氧化碳排放量和产品结构调整方面都比前者更有优势。在世界范围内，催化裂解制乙烯、丙烯的研究从20世纪50年代开始，进入70年代有相关专利公布。我国从80年代开始对重油催化裂解技术着手研究，轻油催化裂解的研发尚处于实验室探索阶段。

催化裂化一直是我国加工重油、提高轻油收率最为重要的手段，催化裂化装置是我国炼油工业第一位的深度加工装置。作为石油加工中重要的反应类型，其不可替代的作用业已在业界达成共识。

作为催化实验室试验装置的核心部分-反应器，其常用的形式可分为固定流化床反应器、循环流化床反应器和固定床反应器等几类。其中，固定流化床反应器以其简单的结构，良好的操作弹性被广泛地应用于催化裂化和催化裂解试验中。国内广泛应用的传统型的固定流化床反应器构造如图1所示，在应用于重油、轻油催化反应时存在反应器内部易结焦而影响反应正常进行，催化剂流化效果差，反应器对工业条件的模拟不理想等缺陷。更需要注意的是，在应用硅铝系沸石分子筛作为催化剂时，因较高的反应温度发生分子筛脱铝现象，造成催化剂失活较快、寿命短、在较短的使用周期内需要反复再生等问题。

CN2512495Y提及的传统的固定流化床反应器结构示意图如附图1所示。该反应器有圆锥状的反应段，进料管自上而下沿中心轴线插入反应器底部。由反应气体提供动力以使催化剂形成流化态。该类反应器构造简单，有一定的催化剂流化效果。然而，圆锥状的反应段不利于床层温度分布的控制及催化剂有效沉降。并且，由于进料管内反应气体温度接近于反应器底部温度，反应气体在进料管中即提前发生一定程度的热裂解反应，反应生成物易于在进料管中结焦，长时间操作将堵塞进料管，使反应无法正常进行。

USP6069012公开了一种改进的固定流化床反应器。该反应器有几个特点：有可改变喷嘴高度的进料套管，反应器底部增设流化气体喷嘴。该反应器可通过调节进料喷嘴高度实现对反应时间的调整。并且，由于增设了流化气体喷嘴，可改善催化剂的流化状态。但是，此反应器应用于高温催化裂解及催化裂化反应中，仍不能解决因反应温度较高时进料管结焦的问题。且此反应器在流化状态下的催化剂沉降效果并不理想。

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、进料喷嘴、筛孔板以及热电偶套管。该反应器较有效地避免了反应器严重结焦的问题，并且催化剂流化效果较好，对重质烃油及苛刻的反应条件具有很好的适应性。但是，该反应器在应用中无法解决以硅铝分子筛为催化剂应用于反应中催化剂失活再生困难的问题。

综上所述，现有几种典型的固定流化床在控制进料温度、床层温度、催化剂流化状态、分子筛催化剂脱铝失活等方面都具有一定的局限性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中存在的反应器不适于高温反应，催化剂流化状态欠佳，分子筛催化剂在反应过程中脱铝导致活性降低的问题，提供了一种新的固定流化床反应器。该反应器在较高温度下能表现良好的操作性，催化剂流化效果好，床层温度分布均匀，能较好地模拟工业装置操作状况，分子筛催化剂在一定条件下可以简易再生的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种固定流化床反应器，包括进料口、出料口、再生溶液喷头和反应器壳体，反应器壳体从上到下依次包括扩大段、反应稀相段、反应密相段和集气段。出料口位于扩大段上部，连接在扩大段上，进料口连接于集气段底部，再生溶液喷头位于反应器顶部，向内插入反应器扩大段，优选方案为再生溶液喷头插入位置为靠近反应器中心轴线处，与中心轴距离为反应器扩大段直径的5～15％；再生溶液喷头插入深度为扩大段高度的1～10％。集气段和反应密相段之间设置气体分布板。扩大段的直径与高之比为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∶1～30。