[发明专利]一种用于反应器催化剂床层的导流式支撑格栅和流动床反应器

说明书

本发明涉及石油化工设备领域，提供一种用于反应器催化剂床层的导流式支撑格栅和流动床反应器。该导流式支撑格栅为双层圆筒形结构，包括沿径向设置的分布筒、支撑条、接触筒，以及端部的连接环板，所述分布筒与接触筒平行设置，所述支撑条位于分布筒与接触筒之间，所述接触筒与催化剂床层相邻，所述接触筒上设置有均匀分布的多圈通道孔，且在其与催化剂床层相邻的侧面上、在每圈通道孔的上方设置有导流板，所述导流板为圆弧形罩状结构，其凸面直接接触催化剂床层，凹面朝向所述接触筒。本发明的导流式支撑格栅通过设置导流板，能有效防止催化剂颗粒阻塞支撑格栅的丝网空隙或者流体通道，且对催化剂的流动起导流作用，减小流动阻力。

技术领域

本发明涉及石油化工设备领域，具体涉及一种用于反应器催化剂床层的导流式支撑格栅，以及一种采用所述导流式支撑格栅的流动床反应器。

背景技术

反应器的催化剂床层支撑结构，一般分为两种，即平面支撑格栅和圆筒形支撑格栅。这两种支撑结构分别对应着轴向流反应器和径向流反应器。根据催化剂床层是否流动，径向流反应器又可区分为固定床径向流反应器和流动床反应器。流动床反应器一般属于径向流反应器。

流动床径向流反应器(以下简称流动床反应器)的催化剂床层一般圆筒形支撑格栅，如图1所示。该类反应器的气体流动方向与设备轴向相垂直，圆筒形格栅呈竖直状态布置，包括内筒格栅、外筒格栅(或扇形筒)，催化剂床层位于内、外筒之间竖向的环形空间内，大都用于气-固催化反应，有时也用于非催化反应。反应流体沿径向流过床层，可采用离心流动或向心流动，床层同外界无热交换。当流动床反应器工作时，反应器内的催化剂一直处于流动状态。比如连续重整、PX、丙烷脱氢装置中经常采用此类反应器。催化剂的流动一般依靠重力自流，从反应器顶部流入，从反应器底部流出。催化剂床层的支撑格栅，对流速控制、流体分布均匀度要求较高，因此一般采用双层的筒形结构；一般由V型丝网筒、支撑条、分布筒和连接环板构成，支撑条在V型丝网筒和分布筒之间。V型丝网的平面一侧朝向催化剂颗粒，尖角朝向分布筒。分布筒上均匀开有圆孔，使反应流体通过，起到了重分布和提高格栅整体强度的效果。如图2所示。

但是现有技术中的圆筒形支撑格栅存在一个突出问题，在反应器工作时，催化剂颗粒与内筒格栅相接触，由于内筒格栅的V型丝网的间隙较小，催化剂经常会将间隙堵塞。尤其是在高温场合下，催化剂本身容易结焦，流动性差，更容易附着到支撑格栅的表面，造成结块。若结焦严重，内筒上对应部位的温度会升高，在催化剂的挤压下，内筒的V型丝网容易发生变形甚至破裂，造成催化剂泄出，影响反应器正常工作。在国内外连续重整、丙烷脱氢装置中也经常出现此类事故。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种用于反应器催化剂床层的导流式支撑格栅，以及一种采用所述导流式支撑格栅的流动床反应器，通过在支撑格栅上设置具有特定结构的导流板，将支撑格栅的筒体与催化剂颗粒隔离开，能够对催化剂流动起到导流作用，利于催化剂从上到下流动，可防止催化剂阻塞床层支撑格栅，提高支撑格栅的寿命和反应器的连续操作周期，本发明的支撑格栅尤其适用于对反应流体处理量大、催化剂流量大、反应温度高、催化剂容易结焦的流动床反应器。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种用于反应器催化剂床层的导流式支撑格栅，该导流式支撑格栅为双层圆筒形结构，其包括沿径向设置的分布筒、支撑条、接触筒，以及端部的连接环板，所述分布筒与接触筒平行设置，所述支撑条位于分布筒与接触筒之间，所述接触筒与催化剂床层相邻，

所述接触筒上设置有均匀分布的多圈通道孔，且在其与催化剂床层相邻的侧面上、在每圈通道孔的上方设置有导流板，所述导流板为圆弧形罩状结构，其凸面直接接触催化剂床层，凹面朝向所述接触筒。

根据本发明的第二方面，本发明提供一种流动床反应器，该流动床反应器包括内筒格栅、外筒格栅、壳体、进口管、气体分布器、出口管、催化剂进料管和催化剂出料管，