一种用于耐硫变换工艺的轴径向反应器结构制造技术

本实用新型专利技术涉及到一种用于耐硫变换工艺的轴径向反应器结构，包括壳体，壳体的顶部设有气流入口，壳体的底部设有气流出口；其特征在于该反应器结构还包括第一气体分布器、用于对气流进行二次再分布后进入催化剂床层的第二气体分布器，第二气体分布器的外筒体与所述壳体的内壁之间间隔有间隙，和设置在第二气体分布器内的气体收集器；第二气体分布器的封盖与第一气体分布器的罩网之间间隔有间隙；第二气体分布器的上方还设有格栅，所述格栅和所述罩网之间填充有由耐火球构成的第二隔热层。与现有技术相比较，本实用新型专利技术所提供的反应器具有壳体壁温低、压降低、设备直径小、催化剂死区小、反应器空间利用率高、设备材质要求低、设备重量轻等特点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到化工设备领域，具体指一种用于耐硫变换工艺的轴径向反应器结构。
技术介绍
随着煤气化技术的日益发展，以及石油价格高居不下，使得以煤为源头的Cl化工在近几年中迅猛发展，并且规模日益增大。随着一大批炼油配套制氢装置、MTO以及煤制乙二醇等大型煤化工项目的上马，通过实际工程设计，发现变换单元在总投资额中比例在逐步增大，几乎等价于低温甲醇洗单元，甚至超过其投资。之所以出现这种现象，是由于规模的放大使得设备管道的投资大幅度的增长。其中变换炉就是增加最多的一块，因此能否设计出合理的变换炉就成了降低能耗以及减少投资的关键所在。当前，耐硫变换反应器大多采用固定床反应器，根据流体流动方式可分为轴向反应器、径向反应器和轴径向反应器。其中，轴向反应器，气体由顶部进入，自上而下轴向穿过催化剂床层，反应后的气体自下部出口离开反应器；径向反应器，气体由顶部进入，通过床层与反应器间的气体分布器进入催化剂，径向通过催化剂床层，最后通过内收集器出反应器；轴径向反应器，气体由顶部进入，主气流穿过收集器的孔壁进入床层，径向通过床层，另一部分仍按照轴向进入床层顶部，离开床层的变换气穿入内收集器的孔壁离开反应器。轴向变换炉由于其结构形式简单是在耐硫变换工艺中得以广泛的应用，但随着规模不断地扩大，其压降大、反应器直径大，设备材质要求高的缺点逐渐凸现出来；径向反应器通过增大流通面积，减少气流流通路径，很好的解决了压降、设备尺寸以及材质的问题，但是径向反应器中催化剂收缩易造成气流短路，必须在径向床上部留有一段不开孔区，也称催化剂封，这一块催化剂封不参与变换反应，这样就会导致催化剂和反应器有效容积的浪费。授权公告号为CN1141279C的中国专利技术专利所公开的《乙苯催化脱氢生产苯乙烯的方法》中提出了一种轴径向反应器，该轴径向反应器的径向反应段位于轴向反应段的下方，在内分布筒的轴向段壁上连接有一深入催化剂床层的环形凸缘，其中环形凸缘深入催化剂床层的顶部，与内分布筒圆周面的直线间距为5mm 催化剂床层厚度的50%,环形凸缘的下端点与内分布筒径向段和轴向段的交接处相连，内分布筒的轴向段部分不开小孔。该反应器仅是将轴向反应器和径向反应器简单地上下串接在一起，反应器中的催化剂分轴向和径向装填，轴向段顶部开孔，但是催化剂外框和中心管在轴向段不开孔，此种设计与径向反应器的形式基本一致，极其少量的流体会通过轴向顶部的通道进入催化剂床层，轴向效果不明显；另外催化剂外框直接与筒体下封头接触，整个反应器筒体的温度依然很高，不仅对设备材质要求高，而且对设备的加工精度要求高，同时其仍然存在不参与反应的催化剂封，整个反应器的 容积仍然不能得到充分的利用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够充分利用反应器的内部容积且能够有效降低反应器筒壁温度的用于耐硫变换工艺的轴径向反应器结构。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:该用于耐硫变换工艺的轴径向反应器结构,包括:壳体，壳体的顶部设有气流入口，壳体的底部设有气流出口 ；其特征在于该反应器结构还包括:第一气体分布器，设置在所述壳体内，用于对进入壳体内的气流进行一次再分布，该第一气体分布器的入口连接所述的气流入口；第二气体分布器，设置在所述壳体内，用于对进入壳体内的气流进行二次再分布，以使气流均匀进入催化剂床层；该第二气体分布器包括筒状结构的外筒体和分别设置在外筒体上、下两端的罩网和底板，所述外筒体上设有气孔，所述底板的中部设有连接孔，并且该底板坐落在第一隔热层上；所述第一隔热层由填充在所述壳体底部的耐火球构成；所述外筒体与所述壳体的内壁之间间隔有间隙；气体收集器，套设在所述的外筒体内，用于收集反应后气流，包括内筒体和设置在该内筒体的上端口上的封盖，该内筒体的下端口穿过所述的连接孔连通所述的气流出口，所述内筒体设有进气孔；所述封盖与所述罩网之间间隔有间隙；格栅，径向设置在所述的壳体内，位于所述第二气体分布器的上方，所述格栅和所述罩网之间填充有由耐火球构成的第二隔热层。所述封盖与所述罩网之间的距离为所述内筒体与所述外筒体之间距离的0.5^2.0倍。 上述各方案中，为了保证催化剂床层内各向反应的均匀性，所述气孔的大小及其在所述外筒体上的分布以控制气流以均匀的速度进入催化剂床层为宜，且该速度为2 20米/秒；所述进气孔的大小及其在所述内筒体上的分布以控制气流进入所述内筒体内的流速为 l(T30m/s。所述壳体包括筒状主体和设置在该筒状主体的上、下两端的上封头和下封头，所述筒状主体的长径比为1.(Γ5.0。壳体的长径比由催化剂的装填量、床层压降以及设备的重量综合考虑确定，长径比在该范围内除了能满足工艺要求以及压降的条件下，可使整个反应器的重量最轻。所述外筒体的内壁上、所述内筒体的外壁上均设有用于止挡催化剂的丝网。与现有技术相比，本技术所提供的轴径向反应器，流体可同时轴向和径向通过催化剂床层，通过调节罩网与封盖之间的距离，可有效提高催化剂的利用率，充分利用壳体内的空间，解决了纯径向反应器中出现的催化剂封不参与反应，造成催化剂和反应器有效容积的浪费的问题；同时第二气体分布器与壳体之间的间隙使得反应所产生的反应热不直接传递到壳体上，壳体为冷壁壳体，降低了壳体的设计温度，从而降低反应器对设备材质的要求，减少了设备重量，降低了投资；另一方面主气流通过气体收集器径向通过催化剂床层有效降低了反应压降，可通过增大长径比减小反应器的直径，降低承压壳体的壁厚，从而减少设备投资。附图说明图1为本技术实施例装配结构的纵向剖视图；图2为本技术实施例中格栅的平面结构示意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。如图1和图2所示，该用于耐硫变换工艺的轴径向反应器结构，包括:壳体I，壳体的顶部设有气流入口 11，壳体的底部设有气流出口 12 ;本实施例中的壳体包括筒状主体13和设置在该筒状主体的上、下两端的上封头14和下封头15，筒状主体的长径比为2。筒状主体的长径比可以根据需要而定，较好的，可以为1.(Γ5.0，该范围内在满足工艺及压降的条件下，可使整个反应器的重量最轻。下封头15内填充有耐火球，这些耐火球构成本实施例中的第一隔热层16。第一气体分布器2,设置在上封头的空间内，用于对进入壳体内的气流进行一次再分布，该第一气体分布器的入口连接所述的气流入口。第一气体分布器可以使用现有技术中的任意一种。第二气体 分布器3，设置在壳体的筒状主体13内，用于对进入壳体内的气流进行二次再分布，以使气流均匀进入催化剂床层；该第二气体分布器包括筒状结构的外筒体31上、下罩网32和底板33，其中，外筒体31上均有气孔，气孔的大小及其在外筒体上的分布以控制气流以2 20米/秒均匀的速度进入催化剂床层为宜，该结构能够保证催化剂床层内各向反应的均匀性。具体可根据工艺需要以及反应器内的压降计算而定。底板为平板状结构，其中部设有连接孔，用于气体收集器下端穿出。第二气体分布器的内表面敷设有金属丝网34，丝网开孔的大小依据催化剂颗粒大小而定，以止挡住催化剂颗粒不漏出且又不影响气流的流通为准。第二气体分布器3坐落在第一隔热层16上,并且第二气体分布器的外筒体31与壳体之间间隔有间隙35。间隙的存在使得壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于耐硫变换工艺的轴径向反应器结构，包括：壳体，壳体的顶部设有气流入口，壳体的底部设有气流出口；其特征在于该反应器结构还包括：第一气体分布器，设置在所述壳体内，用于对进入壳体内的气流进行一次再分布，该第一气体分布器的入口连接所述的气流入口；第二气体分布器，设置在所述壳体内，用于对进入壳体内的气流进行二次再分布，以使气流均匀进入催化剂床层；该第二气体分布器包括筒状结构的外筒体和分别设置在外筒体上、下两端的罩网和底板，所述外筒体上设有气孔，所述底板的中部设有连接孔，并且该底板坐落在第一隔热层上；所述第一隔热层由填充在所述壳体底部的耐火球构成；所述外筒体与所述壳体的内壁之间间隔有间隙；气体收集器，套设在所述的外筒体内，用于收集反应后气流，包括内筒体和设置在该内筒体的上端口上的封盖，该内筒体的下端口穿过所述的连接孔连通所述的气流出口，所述内筒体上设有进气孔；所述封盖与所述罩网之间间隔有间隙；格栅，径向设置在所述的壳体内，位于所述第二气体分布器的上方，所述格栅和所述罩网之间填充有由耐火球构成的第二隔热层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张骏驰，杨俊岭，胡力，刘芹，陆亚东，
申请(专利权)人：中石化宁波工程有限公司，中石化宁波技术研究院有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：