[发明专利]一种悬浮床加氢冷壁反应器

说明书

本发明提供了一种悬浮床加氢冷壁反应器，包括反应器本体，在反应器本体顶部设有反应产物出口，侧壁设有冷氢进气口，底部设有进料口，反应器本体由外至内依次设置壳体、堆焊层和隔热衬里，在反应器本体内部固定设置内衬筒，内衬筒顶部设置有出口与反应产物出口密封连接，内衬筒底部设有进口与进料口相通，内衬筒侧壁与反应器本体内侧壁之间的空腔为第一环流通道，内衬筒的侧壁设置第二环流通道，内衬筒内部通过第二环流通道与第一环流通道相通；通过悬浮床加氢冷壁反应器，保证内衬筒中的不同位置的物料均能够与冷氢接触，物料温度更加均匀，减少物料结焦，提高反应效率，且能够防止隔热衬里的损坏脱落，同时使反应器本体外壁的壁温低于介质温度。

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，具体涉及一种悬浮床加氢冷壁反应器。

背景技术

悬浮床加氢裂化技术是重质油品轻质化的重要工艺过程。悬浮床反应器与常规的加氢裂化固定床反应器的主要区别在于悬浮床反应器中的催化剂处于流动状态。现有技术中常使用的悬浮床加氢裂化热壁反应器一般采用无内构件的空筒形反应器，油品原料和氢气、催化剂混合物共同混合从反应器底部进入，向上流动，然后从反应器顶部流出。但是由于悬浮床加氢裂化热壁反应器的器壁温度高，其内部的反应物料易结焦在反应器侧壁上，影响反应器内物料的流动性，无法保证反应器中的催化剂处于流动状态，进而影响反应的进行，使得反应器的操作不稳定。

悬浮床反应器内气、液、固三相在反应器内的流动状态是影响反应优劣的重要标志，直接影响到转化率、产品质量和运转周期。由于器壁效应的作用，反应器轴心流体线速度较高，而在接近器壁面流体线速度相对较低，进入反应器的气体分布不均匀，由于大气泡在上升过程中速度很快，造成气体在上升过程中发生短路。两种现象直接导致流体在器内严重返混，相间传质、混合传热效果变差，难以使反应器内温度分布均匀，导致生焦率增大，转化率下降，严重影响了反应器的运转寿命。而悬浮床反应器对于原料、氢气和催化剂进行混合的均匀性要求较高，需要将催化剂、原料和氢气充分混合后，才能保证氢气和原料在催化剂表面充分发生反应，并且需要氢气能够迅速溶解至原料中，才能发挥氢气加氢的作用，因而对混合工艺的要求较高，又由于反应器壁温度过高，物料易聚集和结焦在内壁上，以及氢气容易腐蚀器壁，因此对反应器筒体材质的要求高。

如中国专利文献CN204051658U公开了一种加氢反应器，该加氢反应器包括有反应器本体和支座，该反应器本体包括有竖直设置的筒体以及连接于筒体顶部和底部的上封头、下封头；所述上封头设有出料接管，下封头设有进料接管，所述筒体侧壁上呈上下间隔地设有两个氢气接管；所述筒体和上、下封头的结构由外向内顺序包括有第一金属壳体、第一不锈钢防腐层、第一隔热衬里和第一钢衬筒；所述第一不锈钢防腐层堆焊设置于第一金属壳体内壁。上述加氢反应器采用冷壁结构，其金属壳体的使用温度远低于材料最高使用温度界限，选择工程上成熟的铬钼钢抗氢腐蚀材料可满足使用要求，金属壳体内壁不设置锚固钉，堆焊有不锈钢防腐层，并且在隔热衬里内侧设有钢衬筒，避免反应介质污损隔热衬里，从而满足反应器耐氢及硫化氢腐蚀性要求，能够突破现有抗氢腐蚀钢材的使用温度界限，满足耐氢及硫化氢等介质腐蚀的要求。然而上述的冷壁加氢反应器中，冷氢只通过有限的进气口通入钢衬筒中，使得钢衬筒中物料仅能与通过有限的进气口通入的冷氢接触，而远离进气口的物料不能与冷氢充分的混合，使得反应器内三相物料混合不均匀，且不同位置接触的冷氢含量不同，使得物料的温度不均匀，进而使得物料易因局部热点而产生结焦，影响反应器内物料的流动性，无法保证反应器中的催化剂处于流动状态，反应效率低。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的悬浮床反应器难以实现气、液、固三相的充分均匀混合，温度不均，反应效率低和易结焦的问题，从而提出一种能够实现气、液、固三相物料均匀混合、温度均匀、反应效率高且不易结焦的悬浮床加氢冷壁反应器。