[实用新型]一种用于试验研究的固定流化床反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于在不存在氢的情况下，石油烃的催化裂化设备，更具体地说，是一种用于试验研究的固定流化床反应器。

背景技术

通过催化裂化生产小分子烯烃是炼油化工一体化过程中重要的技术手段，也是炼油厂提高效益的重要技术途径。然而，围绕此类技术不管是工业开发，还是催化剂的研制，或者是不同原料油、催化剂的筛选评价，都离不开试验装置。催化裂化试验常用的装置主要包括：轻油微反、重油微反、固定流化床、中型提升管装置等。其中，固定流化床装置是最常用的试验装置，而固定流化床反应器是该种类型试验装置的核心设备。

现有技术中，常用的固定流化床反应器的结构如图1所示。该种反应器自上而下地分别由法兰盘、圆柱状的沉降段、圆锥状的反应段构成。此外，反应器内部设有进料管线、热电偶套管、反应油气过滤管等构件，这些构件均通过法兰盘固定在反应器顶部。进料管线自上而下地沿中心轴线插入反应器中，其插入深度一般为反应器垂直高度的1/2以上。该类反应器具有结构简单、操作弹性好等特点，但由于受到自上而下到反应器床层内再上返的进料模式影响，原料的实际预热温度往往偏离试验所设定地预热温度，而接近反应器内部温度。此外，原料雾化效果不够理想，尤其是原料油中538℃以上馏分含量较高时，试验得到的焦炭产率远高于工业生产数据，试验数据的可比性受到影响。而且该种类型固定流化床反应器进行多产小分子烯烃催化裂化试验研究，由于该工艺条件往往是反应重时空速较低，即油气反应时间较长，加上反应中间产物在反应器上部较大的圆柱状地沉降段存在因停留时间过长会发生后续非选择性反应从而影响小分子烯烃生成，影响实验结果的准确度。

USP6,069,012公开了一种改进地固定流化床反应器，其结构如图2所示。该反应器的结构改进主要体现在以下两个方面：(1)采用了可改变喷嘴高度的进料套管，该套管的内管用于输送原料油，而夹套用来输送流化气体；(2)在反应器底部位置增设流化气体喷嘴。上述结构方面的改进，使得该固定流化床反应器可以通过调节进料喷嘴高度实现对反应时间的调整。此外，在反应器底部位置增设流化气体喷嘴可改善催化剂的流化状态，但当反应器床层线速大于或等于18.2cm/sec时，催化剂床层会发生剧烈地湍流和腾涌，催化剂被提升到反应器顶部，偏离反应器的恒温段，使反应温度不能得到有效地控制。由于上述床层线速的限制，该反应器只适用于在常规催化裂化反应条件下进行试验，而不能适应于高温、大剂油比、多产小分子烯烃的反应要求。

CN2512495公开了一种用于催化裂化试验研究的固定流化床反应器，如图3所示。该反应器自上而下分为沉降段、反应段和油剂初始接触段。该固定流化床反应器内增设流化介质分布板和筛孔板，这些改进措施进一步改善催化剂的流化状态，同时原料油自下而上进料方式提高对原料预热温度控制能力，对重质烃油催化裂化及苛刻的反应条件适应性有所提高。但是，由于该反应上部仍采用空间较大的圆柱状的沉降段，试验过程中存在反应油气在该段停留时间过长易发生后续非选择性反应，影响小分子烯烃生成，从而影响实验结果的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有用于试验研究的固定流化床反应器存在的缺陷，提供一种新的用于试验研究的固定流化床反应器。

本实用新型提供一种用于试验研究的固定流化床反应器，该反应器自上而下包括：沉降段、反应段和油剂初始接触段三部分，其特征在于，所述的沉降段自上而下包括沉降段Ia和沉降段Ib两个部分，沉降段Ia呈圆台状，其最大直径端与呈圆柱状的沉降段Ib相连接，其中，沉降段Ia的高与其上端直径的比值为1-10∶1，沉降段Ib的高径比值为1～10∶1。

按照本发明提供的实用新型，其中所述的沉降段Ia的高与其上端直径的比值优选为1-6∶1，沉降段Ib的高径比值优选为1～5∶1。进一步优选所述沉降段Ib的高度为固定流化床反应器沉降段高度的1/5～4/5，更为优选所述沉降段Ib的高度为固定流化床反应器沉降段高度的1/3～1/2。

按照本发明提供的实用新型，所述反应段和油剂初始接触段的设计均为本领域此类反应器的惯常设计。例如，CN2512495公开的一种用于催化裂化试验研究的固定流化床反应器中，对反应段和油剂初始接触段的结构进行描述，这里一并作为本实用新型内容的一部分引用。