[实用新型]混合式通道反应器及加氢反应装置

说明书

本实用新型提供了一种混合式通道反应器及加氢反应装置，混合式通道反应器包括通道组，通道组包括微通道和宏通道，微通道的特征尺寸为Dq，Dq＝500‑3000μm，微通道的长度为L，其中，L/Dq≤5；宏通道的特征尺寸为Dm，DmnDq，宏通道和微通道连通，其中，n是通道组中的微通道的个数，n≥1。采用该方案，在重油加氢等反应中，由于微通道的特征尺寸要大于一般微通道的特征尺寸，并且微通道的长径比远小于一般微通道的长径比，这样输入渣油等原料时，不易发生堵塞，而且，设置宏通道和微通道连通，可避免微通道的长度比较短而不能满足反应时间需求的问题，从而实现了将微通道反应器技术扩展到重油炼制领域。

技术领域

本实用新型涉及石油化工技术领域，具体而言，涉及一种混合式通道反应器及加氢反应装置。

背景技术

微通道反应器又称为微反应器，即利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之间的微型反应器，与常规反应器相比，微反应器因其优良的传质、传热性能被广泛应用于精细化工。

微通道的理想截面积应当是圆形，但由于加工难度的原因，微通道的截面积形状大都被加工成矩形。为了表述微通道截面积的大小，定义了微反应器的特征尺寸：即与任何形状的通道截面积相等的圆面积的直径被称为微通道反应器的特征尺寸。特征尺寸反映了微通道的大小。

微反应器根据其主要用途或功能可以细分为微混合器，微换热器和微反应器。由于其内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积，可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着极好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热，因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。

微反应器从开始研究到现在，已经经历了四个阶段。第一阶段，上世纪在九十年代，设计和制造微反的器件，并用它去尝试一些常规的化学反应；第二阶段，微反应器已经相对成熟，商业化反应器比如康宁，开始投放市场，反应和工艺的研究比较火热；第三阶段，开始做反应器系统化的集成，包括前端、后端、在线的处理等；第四阶段，人工智能控制。

微反应器的优点及其先进性是无容置疑的，但微通道反应器的约束也是显而易见的。通常可以理解为，微反应器适用于精细化工行业里面的20％左右的反应，这20％对于解决多类重点监管的危险工艺来说比例相当高，这就是微反应器的意义。

微通道反应器在传热、传质上的优势明显，因而极大地提高反应速率是毋容置疑的。但微通道反应器用于多种烃类混合物的反应，也是有一定的局限性。重油是多种烃类的混合物，由于微通道具有通道狭窄的特点，当不同的碳数烃进入通道参与反应时，必然产生的拥堵、竞争和排序问题，这种状况很可能导致总体的反应不均衡。

实用新型内容

本实用新型提供了一种混合式通道反应器及加氢反应装置，以克服现有技术中微通道反应器的局限，将其从精细化工领域引入石油炼制领域，引入对重油尤其是常减压渣油轻质化及加氢裂化的工艺过程中。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种混合式通道反应器，所述混合式通道反应器包括通道组，所述通道组包括：微通道，所述微通道的特征尺寸为Dq，Dq＝500-3000μm，所述微通道的长度为L，其中，L/Dq≤5；宏通道，所述宏通道的特征尺寸为Dm，DmnDq，所述宏通道和所述微通道连通，其中，n是所述通道组中的所述微通道的个数，n≥1。

进一步地，L/Dq＝2-5。

进一步地，所述通道组为多个，多个所述通道组依次连通。

进一步地，所述通道组包括多个微通道，每个所述微通道均和所述宏通道连通。

进一步地，多个所述微通道并排设置，任意两个所述微通道均平行。