[发明专利]一种反应器新型内部结构及其设计方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢反应器的新型内部结构，属于炼油化工和煤化工领域。

背景技术

浆态床反应器也被称为悬浮床反应器，是一种气液或气液固三相反应器。它能够处理高硫、高氮、高重金属和高沥青质含量的重质油，还能够处理油煤混合物，以轻油收率高和环保清洁的特点深受人们青睐。近些年逐渐成为重油加工、煤直接液化和油煤共炼工艺的重点研究对象。

目前浆态床反应器的类型主要是空筒反应器和强制内循环反应器两种。空筒反应器结构简单，其外形为细长的圆筒，里面除必要的管道进出口外无其他多余的构件。为达到足够的停留时间，同时有利于物料的混合和反应器的制造，通常用几个反应器串联。氢气和煤浆从底部进料，反应后的物料从上部出，反应器内介质为平推流状态。空筒反应器具有内构件少，结焦附着点少，设计和制造简单、造价低的优点。但缺点是显而易见的，反应器上下端温差大，易劳损，使用寿命短；由于反应器入口温度达不到反应温度，所以实际反应段小于反应器长度；反应器内反应物料无返混，与氢气及催化剂的接触机会少，原料转化率受限，为达到反应深度，需要大量的外循环，而外循环能耗高，造成装置能耗高，不经济；反应器内轻、重组分的反应时间相同，轻组分的气化率高，轻油收率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种加氢反应器的新型内部结构，在反应器底部采用循环泵强制物料循环，并在反应器内上部增加一个与筒体配合的特殊设计的循环泡罩，底部与通向反应器底部的导流管连接。重组分反应物循环加氢反应，同时由于新的内部结构能够更好的将轻组分及时地分离出去，减少气化率，使得反应器轴向压差和温差低，降低能耗。

本发明的技术方案如下：

一种反应器新型内部结构，包括反应器筒体、进料口和出料口，所述进料口位于所述反应器筒体的下部，所述出料口位于所述反应器筒体的顶部，其特征在于包括内循环系统，所述内循环系统包括循环泡罩、导流管和循环泵，所述循环泡罩包括上部的空心圆柱形杯罩和下部的空心圆台形杯罩，所述圆柱形杯罩的顶部敞口，位于所述出料口的下方，所述圆台形杯罩的下底面的直径小于上底面的直径，所述上底面的周边与所述圆柱形杯罩底部周边连接，所述下底面的周边与所述导流管连接，所述导流管的下端通向所述反应器筒体的底部，与位于所述反应器筒体外部的所述循环泵连通，所述循环泵的另一端通向所述进料口，所述圆柱形杯罩外壁与所述反应器筒体内壁之间的环隙宽度为所述导流管外壁与所述反应器筒体内壁之间的环隙宽度的0.3-15‰，所述圆台形杯罩的侧壁的水平倾斜角为25°～75°。

优选的还包括若干个具有开合开关的中空泡罩上升管，所述泡罩上升管底部开口于所述圆台形杯罩的上部的表面。

优选的所述泡罩上升管的内径与所述空心圆柱形杯罩外壁与所述反应器筒体内壁之间的环隙宽度之比为1:5至3:1。

优选的所述泡罩上升管的数量为20～40个。

所述导流管外壁与所述反应器筒体内壁之间的环隙内介质流速为0.01～1.5m/s，所述圆柱形杯罩的外壁与所述反应器筒体内壁之间的环隙内介质流速为2～20m/s。

所述循环泡罩上方与所述出料口之间的介质流速为0.005～0.5m/s。

前述反应器新型内部结构的设计方法。

前述反应器新型内部结构的用途，用于重油加氢工艺、煤直接液化工艺或油煤混炼工艺，所述重油包括原油、渣油、催化油浆、脱油沥青、煤焦油的一种或者多种；所述煤包括褐煤、烟煤、不粘煤中的一种或者多种，油与煤的质量比范围为97:3-40:60。

本发明的有益技术效果：