一種新型沸騰床反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氣液固三相沸騰床反應器，具體地說是用于液體原料與氣體及固體催化劑進行化學反應的一種三相沸騰床反應器。
【背景技術】
[0002]沸騰床反應器是氣、液、固三相流化床，可以處理高金屬、高瀝青質、高殘炭的重、劣質原料油。相比傳統的固定床反應器，沸騰床反應器具有壓力降小、溫度分布均勻、原料與催化劑接觸充分且均勻，可保持整個運轉周期內催化劑活性恒定、可在運轉中加入新鮮催化劑和取出廢催化劑等特點。上述特點決定了沸騰床反應器適宜于追求劣質渣油高轉化率。但在劣質渣油高轉化率操作時會遇到一些問題，首先是原料結焦問題，在高苛刻度條件下，渣油等劣質原料中的瀝青質會從體系中析出，在高溫熱作用下生焦，焦炭一部分會沉積在催化劑表面，一部分會懸浮在體系中隨物流一起進入后續分離分餾設備，造成熱高壓高溫分離器、換熱器、常壓塔進料加熱爐、常壓塔、分餾塔、減壓塔及減壓塔換熱器等處結焦，輕則影響后續設備正常工作，重則直接導致裝置非計劃停工，給煉廠正常生產造成不必要的麻煩;此外，目前可能困擾企業生產的另一問題是催化劑攜帶問題，在現有的具備三相分離器的反應器中，催化劑顆粒相對傳統催化劑粒徑相對較小，一般在0.4?0.6mm，設計人員在考慮三相分離器的作用區域時，也是主要考慮此粒徑范圍內催化劑顆粒的分離，但是在實際運轉過程中，催化劑顆粒在反應器內部不斷碰撞摩擦，難免會有一些碎片或碎顆粒產生，這些小顆粒的三相分離器內分離時，難度相對較大，很容易隨物流一起帶出反應器，這部分催化劑除造成后續分離分餾設備有可能堵塞外，還會加劇閥門的磨碎，尤其對一些高溫高壓閥的磨損，會造成比較大的安全隱患。
[0003]US Re 25，770中描述了典型的沸騰床工藝，但該工藝方法在實際應用中存在以下不足:反應器內催化劑藏量較少，反應器空間利用率低;循環油栗維護保養費用較高，而且一旦循環油栗工作失常及損壞，就會造成催化劑下沉聚集，結果迫使裝置被迫停工;反應器內液體產品在非催化加氫條件下停留時間過長，在高溫下很容易進行二次熱裂解反應結焦而降低產品質量。
[0004]中國專利CN02109404.7介紹了一種新型的沸騰床反應器，和典型的沸騰床反應器相比，具有結構簡單、操作容易和反應器利用率高等特點。但由于使用粒徑為0.1?0.2_的微球催化劑，催化劑容易隨反應油氣帶出反應器。要保證此種沸騰床反應器的正常穩定操作，關鍵是要求在反應器上部裝配高效的三相分離器，將反應油氣攜帶的催化劑分離出來，避免催化劑從反應器中帶出造成損失和對下游裝置造成影響。該專利介紹的三相分離器在正常操作情況下能夠達到較好的分離效果，催化劑帶出量能夠控制在2 Owp pm以下。但在實際使用中發現，如果進油量或循環氫量不穩定，或者反應器排油或排氣管線不暢通，會造成反應器內液面的波動，一旦超過三相分離器外筒的最上端，三相分離器就會失去作用，導致催化劑的大量帶出，不僅導致催化劑的損失，還會對下游裝置造成不利影響。另外，該反應器需要預留一定的催化劑沉降區，以確保三相分離器的分離效率，該沉降區一方面占用了反應空間，降低了反應器空間利用率。
【實用新型內容】
[0005]針對現有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種可長期穩定操作的三相沸騰床反應器，該反應器結構簡單，操作容易，操作彈性大，能夠滿足長周期穩定運轉的需要。
[0006]本實用新型提供一種新型沸騰床反應器，所述沸騰床反應器包括殼體和位于殼體內上部的三相分離器，所述三相分離器是由內徑不同的兩個同心圓筒內筒、外筒連同反應器殼體的內壁構成，所述外筒外壁及與外筒相對應的殼體內壁上設置擋板，所述擋板分別固定在殼體內壁上和外筒外壁上。
[0007]所述反應器殼體的底部設有原料入口和氣液分布器，所述的氣液分布器可以選用任何能使氣體或液體物流均勻分布的結構，例如可采用泡帽或分布管結構;在反應器殼體頂部設有氣體產品排出口，上部殼壁設有產品排出口，用于將反應生成的氣體和液體導出；所述的三相分離器設置于殼體內上部空間內。
[0008]所述的三相分離器是由內徑不同的兩個同心圓筒連同反應器殼體內壁共同構成，內筒直徑小于外筒直徑，內筒及外筒的上下全部開口；所述內筒的下部開口是底部放大的無頂圓錐形開口，該圓錐形開口的底部直徑應小于反應器殼體的內徑，而且內筒下部所設圓錐形開口底部的水平位置應低于所述外筒下部所設開口底部的水平位置。
[0009]所述的氣體排出口一般設置在反應器頂部中心處。
[0010]所述的液體排出口一般可設置在反應器上部靠近封頭處，其中心距三相分離器的外筒上部水平切面的高度一般至少應為分離器高度的10%，更適宜為20%?50%。本發明此處及以下所述三相分離器高度是指三相分離器的外筒上部水平面至內筒下部放大的圓錐形開口底部水平面的垂直距離，所述反應器殼體高度是指所述反應器殼體頂部封頭及底部封頭的水平切線之間的距離。一般說來，反應器殼體的徑高比的范圍可以在0.01?0.1之間。[0011 ]為了在反應過程中或反應結束后方便地置換催化劑，在反應器殼體上還設置有催化劑在線置換輔助設備，例如在反應器殼體頂部設置催化劑添加管，底部設置催化劑排出管。所述的催化劑置換系統及使用方法，可以是任何適用的設備或方法，例如可參照美國專利US3398085或US4398852所述的方法進行。
[0012]所述的三相分離器的高度一般至少占反應器高度的5%，通常為5%?35%，最好為7%?25%。
[0013]所述三相分離器的外筒上部水平面距反應器上部封頭水平切面距離一般至少應為分離器高度的1%，最好為1.5%?2.5%。
[0014]所述擋板多層交錯布置在殼體內壁與外筒外壁上，且相鄰兩層擋板的投影存在部分重疊區域，所述擋板與豎直面的夾角為30°?70°，優選為25°?45°。所述擋板外端高于內端，擋板的內端為鋸齒型結構。
[0015]所述外筒下部所設的底部放大的圓錐形開口的高度至少應為分離器高度的10%，最好為15%?75%。此處所指圓錐形開口的高度是指外筒與圓錐形開口交接處的水平位置與所述圓錐形開口底部的水平位置高度之差。
[0016]所述的內筒構成三相分離器的中心管，內筒與外筒之間的環狀空間組成該三相分離器的折流筒，外筒與反應器內壁之間的環狀空間為該三相分離器的澄清液體產品收集區，所述內筒下部設置的底部放大的圓錐形開口為物流導入口，所述內筒下部所設的底部放大的圓錐形開口的底部與反應器內壁構成的環狀開口為該三相分離器的催化劑下料口。
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