[其他]带可移动催化剂床的多极反应器系统

说明书

本发明是关于一个多级、径向流动催化反应器系统。该系统尤其适用于各种烃类原料的气相转化过程。反应物料在该系统内通过两个或两个以上的反应区处理，这些反应区在一个伸长的反应器室内垂直隔开。上述物料通过和催化剂颗粒接触而起反应，该催化剂借助重力在环形床内移动通过上述反应区。

迄今为止，在各种烃类转化过程采用的反应器系统内，反应物料是在径向流过垂直安装的环形催化剂床。而反应，特别是对那些烃类的气相转化过程来说，为设计、操作提供了一种诸多方便的装置。在这些过程中，催化剂颗粒一般放在垂直安装的环形催化剂保留区内，该保留区以内管式催化剂阻滞筛（通常用一带孔的或带缝的中心管支撑）为界，此内管阻滞筛又同轴轴固定在一个垂直安装的外管式催化剂阻滞内。可在这种反应器系统内进行的烃类转化反应有催化重整、石蜡催化脱氢，烷基芳烃的催化脱氢。

美国专利2，683，654提出了早期的一级反应器系统。反应物料流在系统内侧向、径向流过垂直安装的环形催化剂床。该反应器系统设计成催化剂固定床。反应物料向下流过反应器壁与环形催化剂床之间的环形空间，并径向流过催化剂床，进入带孔中心管，继续向下流出反应器系统。美国专利3，692，496稍微叙述了一个有关的反应器系统，在该系统中，通入反应器室内的反应物料流径向流动，从外环形空间穿过环形催化剂床，进入内支管空间或中心多支管空间。本发明中的反应器系统是一个多级反应器系统，包括有堆积反应区（即堆积的环形催化剂床）。将该反应区设计为可使催化剂颗粒借助重力向下流动，从一个环形催化剂保留区，流到一个环形催化剂保留区，催化剂在最下面的反应区回收后再生。与最近描述的多级反应器系统的不同之处是：在美国专利3，725，248中，环形催化剂床是单独并列装在反应器室内的。在美国专利3，882，015中，反应物料流与径向流动相反，从反应物的中心管通过环形催化剂床，在催化剂床与反应器室壁之间的环形空间内予以回收。

为了促使催化剂颗粒更均匀地通过多级反应器系统，在此之前一直在实践提供多个催化剂卸出管。这些卸出管在与内、外层催化剂阻滞筛等距离的环形催化剂保留区底部均匀隔开。每一根管顶端罩有圆锥帽，使各个方向流入管子的催化剂量相等。对这方面的研究，以及这里所考虑的移动床反应器的详细结构，在美国专利3，706，536中作有说明。虽然这种设计，可有效地促使催化剂均匀流动，但美国专利4110081中也承认可能出现的催化剂滞留现象，对整个反应器系统都是不利的，即：催化剂颗粒靠重力向下流过与内层催化剂阻滞筛邻接的环形催化剂保留区时，往往被径向流入的反应物料流阻滞在保留区内。由于反应物料径向流动的影响，靠重力下流的催化剂颗粒接近催化剂保留区底部，在一定程度上阻塞了上述催化剂卸出管的通路，其结果是催化剂颗粒容易覆盖在内层催化剂阻滞筛底部，造成大量催化剂的滞留。滞留的催化剂通常呈现三角形截面，在催化剂保留区底部上成圆锥形，向上对着内阻滞筛。

为了解决这个问题，上述美国专利4110081公开的技术是：在多个催化剂卸出管上面，装上多个催化剂收集勺，或装一个圆形盖板，引导从环形催化剂保留区通过直接与内层催化剂阻滞筛邻接的环形或接近环形的通道，卸出催化剂。这种设计的主要缺点是：将相当多的催化剂阻滞在形成环形催化剂通道的收集勺或圆板下面的环形催化剂保留区内较靠下的区间内。在这段区间，催化剂仍暴露在气相反应物料中，可因过量结焦而失活，除造成宝贵催化剂的损失之外，这些滞留的催化剂可能形成大量的焦碳，妨碍催化剂流动，或破坏反应器系统的这一区域。

本发明的目的是提供改进的多级反应器系统，使反应物料径向流过移动的环形催化剂床。另一个目的是使催化剂颗粒更均匀地流过多级反应器系统的环形催化剂保留区。第三个目的是提供改进的催化剂转移系统，使催化剂可从最上面的反应区流过多级反应器系统，而不存在，或大大减少操作中滞留的可能性。本发明的其他目的包括：改进了穿过环形催化剂床的加工气的分布。