[发明专利]一种多床层轴径向反应器

说明书

本发明公开了一种多床层轴径向反应器，该反应器包括径向圆筒形密封承压壳体(2)、进气管(16)、轴径向催化反应区(8)、以及出气管(14)；所述轴径向催化反应区(8)为可容纳催化剂床层的圆筒形容纳空间，该容纳空间的外壳由侧壁(11)、顶部封头(5)和封底(18)形成，其中所述侧壁(11)以及可选择地所述封底(18)为流体可透过但固体催化剂不可透过的开孔结构，所述顶部封头(5)为流体不可透过结构。该反应器压降低、空间利用率高、无气体偏流和短路现象。

技术领域

本发明涉及一种多床层轴径向反应器。

背景技术

固定床反应器主要有两种类型，一种是轴向固定床反应器，另一种是径向固定床反应器。轴向固定床反应器设计、加工过程相对容易、操作简单，但存在反应器设备尺寸庞大、床层压降大、容易出现局部飞温、移热缓慢、转化率低、放大效应明显等问题。径向床反应器具有高径比较大、床层压降小、反应物在催化剂床层停留时间短、操作费用低、生产能力高，可使用小颗粒催化剂，易于大型化等优势，但很难实现反应物在径向上的均匀分布。

径向床反应器设计的优劣对反应过程影响较大。流体在床层中轴向均布问题是实现该类反应器优化设计的技术关键。反应物分布均匀与否，直接关系着反应物的转化率、产物的选择性以及反应器的操作稳定性。张成芳等人(径向反应器流体均布设计的研究(II)[J].化学工程,1980,2(2):82-89.)、王金福等人(重整径向反应器布气系统的流体力学行为及其优化设计[J].石油炼制与化工,1997,28(4):47-52.)提出了径向反应器流体均布的方法。一般而言，流体均布主要是通过选取适当的分流道、集流道形式以及开孔率控制的方法实现对流体的均布。

因此，为了进一步提高径向反应器的流体均匀度，满足径向反应器不断大型化的发展需求仍然是目前亟待解决的技术问题，同时也是未来径向固定床反应器的发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种多床层轴径向反应器，该反应器压降低、空间利用率高、无气体偏流和短路现象。

为了实现上述目的，本发明提供一种多床层轴径向反应器，该反应器包括径向圆筒形密封承压壳体、从所述壳体顶部伸入到壳体内部的进气管、设置在所述壳体内所述进气管下方的与壳体同轴的轴径向催化反应区、以及出气管；所述轴径向催化反应区为可容纳催化剂床层的圆筒形容纳空间，该容纳空间的外壳由侧壁、顶部封头和封底形成，其中所述侧壁以及可选择地所述封底为流体可透过但固体催化剂不可透过的开孔结构，所述顶部封头为流体不可透过结构；所述出气管的一端密封连接于轴径向催化反应区的所述顶部封头而与所述轴径向催化反应区的内部流体连通，出气管的另一端密封伸出到所述壳体的外部；所述轴径向催化反应区的侧壁与所述壳体的内侧壁之间形成有环隙，所述进气管与所述环隙流体连通。

优选地，所述轴径向催化反应区具有中心管，所述中心管与所述出气管密封连接并流体连通，所述中心管的与所述顶部封头连接的端部为流体不可透过结构，中心管的流体不可透过结构的端部以下的部分为流体可透过但固体催化剂不可透过的开孔结构。

优选地，所述轴径向催化反应区的所述容纳空间中还包括与壳体同轴且与所述容纳空间的所述外壳的所述侧壁和封底的形状相匹配的至少一个圆筒形气体再分布板，所述气体再分布板的顶端密封固定于所述顶部封头上；所述容纳空间的所述外壳与最外侧的所述气体再分布板之间、相邻二个所述气体再分布板之间、以及最内侧的所述气体再分布板与所述中心管之间形成有催化剂床层空间；所述再分布板的与所述顶部封头连接的端部为流体不可透过结构，流体不可透过结构的端部以下的部分为流体可透过但固体催化剂不可透过的开孔结构；所述侧壁的开孔高度不低于中心管的开孔高度，所述气体再分布板的开孔高度不高于中心管的开孔高度；所述气体再分布板的数量为1-50个。

优选地，所述轴径向催化反应区的所述容纳空间中还包括用于轴向均匀分割催化剂床层的隔板，所述隔板的侧边两端分别固定于所述侧壁和所述中心管的管壁上，所述隔板的数量为2-32个。