[发明专利]一种固定流化床反应器进料系统

说明书

本发明涉及一种固定流化床反应器进料系统，该进料系统沿反应器顶端的中心进入反应器内，进料系统包括内流化管、原料管、外流化管、分流器、内流化管注射口；所述的内流化管、原料管、外流化管为筒形，三者上端对齐同轴环绕连接但互不相通，从外到内依次为外流化管、原料管和内流化管，且长度依次递增；内流化管的底端为密封的圆锥体，且内流化管的底部设置有能使流化气体向上流动的内流化管注射口。该进料系统能够较好的控制原料在进料管内的温度、有效控制反应温度、减小原料管内部原料的结焦。

技术领域

本发明涉及一种固定流化床反应器进料系统，尤其是将气体和液体进给到反应器中的进料系统。

背景技术

催化裂化进料系统会因催化裂化装置不同而有所不同。

目前，催化裂化进料系统的发明与设计主要针对工业提升管而改进，CN104768638A、CN103965949、CN20399510等发明对提升管进料喷嘴进行改进。工业提升管进料喷嘴的作用是为了将流动介质雾化为气体，并喷射进入提升管反应器，其中的流动介质为原料油和气体(一般为雾化蒸汽)，工业提升管进料喷嘴改进主要目的是提高原料油的雾化效果，使原料油和气体(一般为雾化蒸汽)形成均一、稳定原料油气。

固定流化床装置因其结构简单、操作弹性好、床层等温、传热效率高等优点被广泛应用于石油化工领域，特别是催化裂化/催化裂解实验研究领域。在催化裂化单元和类似工艺中，进料系统可以用来将重油馏分与弥散气体进给到反应器，在反应器中，碳氢化合物物料与颗粒状固体催化剂相接触。原油中含有的大链烃分子借助于裂化催化剂被裂解成更小且更有价值的商业产品，例如汽油和柴油类碳氢化合物。催化剂可选择性地帮助所要的裂化反应来主要地生成所希望的碳氢化合物产品。

目前，广泛使用的固定流化床反应器的进料系统主要由内管和外管组成，所述内管为碳氢化合物物料管道，外管绕内管同轴地布置以作为流化气体管道。这种进料系统典型地用于将液态碳氢化合物物料进给到反应器中的主要喷射点。也就是说，在固定流化床的进料系统中，其包括原料油等在内为碳氢化合物物料的在进料时已经为雾化状态，需要通过流动气体使油气和催化剂在床层有效接触、反应。常用的固定流化床反应器的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。尽管该进料系统具有结构简单、易于加工等特点，但由于受到进料方式的限制，原料油的实际预热温度往往偏离试验所要求的预热温度，而接近于反应器内部温度，处于易生焦温度范围，导致原料在内管内发生过度热裂化使得干气和焦炭的产量增大，并在内管的内壁结焦，对反应和再生产生影响，严重时导致进料系统内管的堵塞，缩短进料系统的使用寿命。此外，原料油在进料管出口处的分布以及在床层内部的分布不理想，尤其是当原料油中538℃以上馏分含量较高时，试验得到的焦炭产率远大于工业生产数据，试验数据的可比性将受到影响。

CN102553496公布了一种试验用固定流化床反应器，所述的反应器的进料管其结构从内向外依次为原料油进料管、雾化蒸汽进料管和隔热管；该发明由于隔热管和雾化蒸汽均位于原料由进料管外侧，容易被催化剂床层加热，实际操作中当达到反应条件时隔热管内的温度往往与床层温度接近，不能很好地起到隔热的作用；另一方面，原料油进来管、雾化蒸汽进料管在出口处缩小，对原料油进行雾化，由于出口过于狭小，并处于高温催化剂床层内部，容易发生结焦甚至出现堵塞雾化喷嘴的结果，无法实现精准控制反应温度的目的。

专利US 6069012、CN 2512495Y、CN 202438304U、CN04056581A、CN104056580A、CN104549071A针对实验室固定流化床的改进与创新主要是从反应器的构型和内部辅助构件的方面以优化反应器内的流动状态和油剂接触状态，以更好模拟工业实验。

综上所述，现有技术对固定流化床的进料系统的研究较少，而现有技术的固定流化床反应器进料系统存在原料管内温度高、容易引起结焦、使用寿命短、有机接触不充分等缺点，而影响最终的产物分布。同时存在反应温度较高时，原料预热温度无法准确控制的问题，不适用于多原料，多条件的催化裂化工艺的研究需求。