[發(fā)明專利]一種催化劑下料管

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210061721.4
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN103285782A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 陽永榮;唐玥祺;蔣云濤;王靖岱;蔣斌波;黃正梁;姜坤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01J8/12
• 分類號: B01J8/12
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發(fā)明涉及反應器領域，尤其涉及一種催化劑下料管，可用于移動床徑向反應器，特別是用于甲醇制烯烴或催化重整過程的移動床徑向反應器。

背景技術

移動床反應器在化工領域的應用廣泛，尤其在石腦油催化重整、甲苯歧化、煤氣化等工藝中發(fā)展較成熟(宋續(xù)祺，金涌，俞芷青.移動床技術的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].化工進展，1994，3：40-45)。移動床技術的特點主要是：反應氣體以近似于平推流的方式連續(xù)地與固體催化劑接觸，催化劑可以在反應器內連續(xù)地移動進出反應器，但催化劑的循環(huán)速率要遠小于流化床反應器。因此，移動床反應器是一種操作性能介于固定床和流化床之間的反應器形式，適合于催化劑積炭速度中等，但仍需循環(huán)再生的反應。移動床按照氣體與顆粒流動方向的區(qū)別可以分為逆流、并流和錯流移動床。其中，錯流移動床中的催化劑依靠重力自上而下移動，反應氣體沿徑向通過催化劑床層，與催化劑移動方向垂直而形成錯流運動。錯流移動床由于具有低壓降、反應截面大等優(yōu)點應用較為廣泛。

移動床技術由于床內固體返混小、反應接近活塞流因而原料轉化率高，且床內催化劑不斷移動(再生)因而能保持良好的催化性能，愈來愈受到研究人員的重視。中國專利申請CN00205860.X公開了一種氣固并流式顆粒移動床設備的下料裝置，在徑向移動床中，由于氣體在反應器中為變質量流動，靠近中心管壁處由于氣體流通面積小，流速較大，因此當氣體離心流動時容易使中心管壁附近的催化劑發(fā)生“空腔”現(xiàn)象，造成氣流短路；而當氣體向心流動時則易使中心管壁附近的催化劑發(fā)生“貼壁”現(xiàn)象，導致催化劑結焦嚴重并造成床層飛溫。因此，考慮到反應器實際操作狀況，宜設計合理的下料管型式，在保證催化劑顆粒更靠近平推流方式移動的同時，盡量避免床層內的“空腔”和“貼壁”等不良流動現(xiàn)象。

現(xiàn)有工業(yè)催化重整移動床裝置中采用如圖3所示結構的下料管，包括導流圓筒27和與導流圓筒27的一傾斜筒口連通的一側接口28，所述的側接口28包括相互連接的類等腰梯形狀的頂板30、類等腰梯形狀的底板以及連接頂板30與底板的兩個類直角梯形狀的側板31；所述的頂板30的上底邊、底板的上底邊以及兩個側板31的傾斜腰均與導流圓筒27的傾斜筒口連接；所述的頂板30的下底邊、底板的下底邊以及兩個側板31的直角腰形成一個矩形扁平口29，該矩形扁平口29作為催化劑的承接端口；各部件之間采用焊接方式連接。該下料管的承接端口為矩形，承接端口面對移動床裝置的中心管輻射排布。如此排布有利于移動床裝置的中心管管壁處催化劑的流動，從結構上緩解了催化劑“貼壁”現(xiàn)象。但由此帶來的問題也不容忽視，即從下料管承接端口開始的側接口28直至上流面的區(qū)域往往成為流動死區(qū)，這部分的催化劑不能及時移出移動床，不能進入再生器再生，最終失活，副產(chǎn)物含量增加，且占用了反應器的有效體積，對反應過程以及生產(chǎn)過程極其不利，常常導致裝置停車、產(chǎn)量下降、產(chǎn)品質量波動。因此，提供結構合理的下料管對于提高催化劑顆粒的循環(huán)速率用于提高催化劑單程轉化率、減少再生器能源消耗、提高反應效率及選擇性、增加產(chǎn)量和目的產(chǎn)物分率、節(jié)約生產(chǎn)成本、保證裝置的長期高效穩(wěn)定運行至關重要。

此外，在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，催化劑顆粒在移動床反應器中下移的流型并非理想的平推流，而是沿床層的徑向存在顆粒移動速度分布，垂直于下料管口的軸向流線上顆粒移動速度最大，而靠近壁面處顆粒移動速度則相對緩慢，甚至會存在顆粒幾乎靜止不動的死區(qū)。催化劑顆粒移動速度的不均一將對移動床反應器的傳質與傳熱效率造成顯著影響，而死區(qū)的存在也使催化劑的有效利用率下降。因此，調節(jié)移動床反應器中不同位置處顆粒的移動速度，對改善床層傳質與傳熱效率、指導移動床反應器的設計具有重要意義。

對于催化劑顆粒移動速度的調節(jié)，有研究者考察了整流子等內構件的影響，結果表明整流子的加入能調節(jié)顆粒的移動速度，改善了催化劑顆粒移動速率不均一的現(xiàn)象(陳允華，朱學棟，吳勇強等.整流子對錯流移動床顆粒行為的影響.過程工程學報，2007，7(4)：639-645)，但對于反應器中下料管結構對于催化劑顆粒移動速度的影響，目前尚未有文獻報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：采用現(xiàn)有催化劑下料管所導致的固體催化劑顆粒在反應器中流動死區(qū)較大、反應器有效體積利用率低、催化劑顆粒流型嚴重偏離平推流以及在裝置運行過程中死區(qū)催化劑由于結焦嚴重而導致飛溫，甚至導致反應器中扇形筒或中心管被催化劑擠壓變形的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是：提供了一種用于移動床徑向反應器的新型催化劑下料管。