[实用新型]用于催化反应的流化床反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于催化反应的流化床反应器。

背景技术

在石油化工领域中，反应器是工艺流程中的主要单元设备。工业上目前主要采用两种类型反应器，即固定床和流化床。固定床反应器一般应用于催化剂装载量少，反应放热小的试验装置。随着工业技术的发展，为了适应催化剂扩散、床层传热和温度控制等影响因素，在工业上采用流化床技术来应对这些影响因素对反应的影响。流化床技术使催化合成反应在传热、传质方面与固定床有了很大的不同。因此在相应的流化床催化剂研究开发阶段，反应工艺流程上必须模拟工业装置的工艺流程，使催化剂在流化状态下表现其反应活性，这可以使催化剂的放大和相应工艺研究能适应工业装置的需要，使催化剂研究开发更具有实用性。

试验用流化床反应器工艺流程中，反应器是核心。目前使用的流化床反应器，加热方式单一，由于反应器床层内反应放热不均，并且缺乏温度调节的手段，致使反应器轴向温度差异很大，催化剂的反应温度确定存在较大的偏差，合成反应的数据和温度的对应关系无法正确定位。文献CN1150057C公开了一种流化床反应器及温度控制方法，其中温度控制方式为在反应器反应区域引入冷却介质来达到控温目的。但是其温度控制没有考虑到反应器轴向温度分布的问题。

流化床反应器的进口气体分布是保证反应器床层流化状态的重要因素。现有技术中往往采用多孔板加高温玻璃布的形式，气体分布不易在长期操作过程中保持稳定的气流分布，从而影响流化反应的结果。

文献CN1198962A公开了一种超细颗粒气固相加工的流化床反应器，反应器上下封头采用平板法兰连接，使用这种连接方式操作人员劳动强度大，并且垫片以及螺栓安装不当容易造成反应器密封性能下降。

可见，现有技术的流化床反应器存在气流分布不稳定、床层温度不均和密封性能不好的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是以往技术中存在气流分布不稳定、轴向温度分布调节不易和反应器拆卸不方便、密封性能不好的问题，提供一种新的用于催化反应的流化床反应器。该反应器具有轴向温度调节、流化状态稳定和反应器拆装方便、密封性能好的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种用于催化反应的流化床反应器，包括反应器壳体1和加热部件4，反应器壳体1内从下至上依次包括锥形原料进口2、分布板5、内构件7、气固分离设备6和产品出口3，气固分离设备6固定于反应器出口3上，其中加热部件4将反应器壳体1完全包住，加热部件4的高度大于或等于反应器壳体1的高度；分布板5上开有小孔，其孔径小于20微米；锥形原料进口2和产品出口3与反应器壳体1的连接都采用石墨垫片和锥形卡环紧固密封；内构件7与分布板5之间的距离L1为5～30厘米，内构件7的高度为反应器壳体高度的30～85％，内构件7内有7～17块挡板，每块挡板间距2～6厘米，挡板开孔率为20～50％，孔径为0.5～3毫米。

上述技术方案中，反应器壳体1外的加热部件4优选方案为设置有2～10个加热点。内构件7优选方案为内有10～15块挡板，每块挡板间距2.5～4.5厘米，挡板开孔率为30～45％，孔径为0.8～2.5毫米。分布板5优选方案为与石墨垫片放置于同一平面。锥形原料进口2的锥形体的上下底边直径D1和D2的比值优选范围为D1∶D2＝2～5∶1，锥形体的高度L2与上底边的比值优选范围为L2∶D1＝0.5～5∶1。反应器壳体1优选方案为其上部有一放大段，放大段处的反应器管径D3与锥形原料进口2的锥形体的上底边直径D2的比值为D3∶D2＝2～3∶1，放大段高度占反应器壳体1高度的20～35％。

本实用新型中，由于原料入口气体分布板为烧结金属，孔径小于20微米，气体分布形式不会因长期压差作用而改变气体分布。采用石墨垫片和锥形卡环紧固可以达到易操作、易达到密封效果的目标。在反应器内构件中垂直设置的挡板可以在流化床内减少大气泡生成的同时，减少对催化剂颗粒运动的阻碍，改善反应器内的传热和传质。反应器外壳采用2～7个加热点加热，可以使反应器轴向实现无缝加热和适应反应热尽快散去的要求。现有技术中，反应器上下封头采用平板法兰连接，势必使反应器进出口部分露在加热部件之外，从而导致保温不足，反应产物易结焦堵塞出口管道。本实用新型反应器的进出口的连接都采用石墨垫片和锥形卡环紧固密封，加热部件可将反应器壳体完全包住，减少了保温部位的体积，使整个出口部分都能进行加热保温，同时这种密封方式容易做到密封，反应器拆装的劳动强度也大大降低了，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中的流化床反应器。