[发明专利]一种颗粒物床层支撑结构和高通量轴向反应器

说明书

本发明涉及石油化工设备领域，具体提供一种颗粒物床层支撑结构和高通量轴向反应器。该颗粒物床层支撑结构包括沿竖直方向设置的支撑格栅和压紧格栅，所述支撑格栅位于所述压紧格栅的下方，所述支撑格栅和压紧格栅具有相匹配的凹凸结构，使所述支撑格栅和压紧格栅之间具有轴向间距和横向间距，用于设置颗粒物床层。该颗粒物床层支撑结构与同等直径的平面格栅支撑结构相比，能够增大颗粒物床层的流通面积，提高反应介质流通的通量，从而提高反应器的处理能力；当处理量相同时，能够减小设备直径，降低成本，显著提高支撑结构的抗弯截面模量。本发明的高通量反应器可以提高颗粒物催化剂的利用率。

技术领域

本发明涉及石油化工设备领域，具体涉及一种颗粒物床层支撑结构，以及一种采用所述颗粒物床层支撑结构的高通量轴向反应器。

背景技术

对于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。其中轴向固定床反应器出现的历史较长，应用范围广，这两种反应器分别包括以下特点：

轴向固定床反应器一般使用平面格栅支撑结构，如图1所示。该类反应器催化剂床层呈水平的饼状布置，流体沿轴向自上而下流经床层，床层同外界无热交换。该种反应器的结构简单，工艺设计、计算和设备制造比较简便。但该种反应器也存在一些缺点：催化剂床层的床层一般比较厚，反应物流经床层的阻力大，为减小阻力必须使用大颗粒催化剂；因为其压降大，所以对催化剂的强度有较高要求，以防止催化剂颗粒受到高速气流冲击而粉化。由于床层较厚，轴向反应器床层内的温降变化梯度大。

径向反应器一般使用圆筒形格栅支撑结构，是一种气体流动方向与设备轴向相垂直的反应器，圆筒形格栅竖直布置，催化剂床层位于竖向的环形空间内。这种反应器一定程度上可以克服轴向反应器的缺点。但是，径向反应器的结构较轴向反应器在工艺设计和设备制造方面更为复杂，限制了其推广应用。

因此，亟需开发一种新型的格栅支撑结构，用于轴向反应器。

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颗粒物床层支撑结构，以及一种采用所述颗粒物床层支撑结构的高通量轴向反应器，该颗粒物床层支撑结构能够增大颗粒物床层的介质流通通量、增大介质的入口流通面积，其适用于具有颗粒物床层的立式反应器、立式干燥器和立式净化器等设备。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种颗粒物床层支撑结构，该颗粒物床层支撑结构包括沿竖直方向设置的支撑格栅和压紧格栅，所述支撑格栅位于所述压紧格栅的下方，所述支撑格栅和压紧格栅具有相匹配的凹凸结构，使所述支撑格栅和压紧格栅之间具有轴向间距和横向间距，用于设置颗粒物床层。

根据本发明的第二方面，本发明提供一种高通量轴向反应器，该高通量轴向反应器包括上述的颗粒物床层支撑结构、壳体、进口管、进口分布器和出口管，

所述颗粒物床层支撑结构固定于所述壳体内，所述进口管设置在所述壳体的顶部，所述进口分布器连接于所述进口管，所述出口管设置在所述壳体的底部，

所述高通量轴向反应器还包括设置在所述颗粒物床层支撑结构内部的催化剂床层。

将本发明的颗粒物床层支撑结构用于具有颗粒物床层的设备中，具有如下技术效果：

(1)提高流体介质的流通通量：本发明颗粒物床层支撑结构中的支撑格栅和压紧格栅具有凹凸结构，增设了竖向放置的格栅，相对于同等直径的传统平面格栅支撑结构，显著地增加了支撑格栅的总表面积，因此能够增大颗粒物床层的流通面积，提高流体介质的流通通量，从而提高设备的处理能力。