[發明專利]一種顆粒物床層支撐結構和高通量軸向反應器

有效

• 申請號: 201710330652.5
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN108854863B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 郭雪華;謝智剛;王鑫泉;陳志敏;朱亞林;史倩
• 申請（專利權）人: 中國石化工程建設有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明涉及石油化工設備領域，具體提供一種顆粒物床層支撐結構和高通量軸向反應器。該顆粒物床層支撐結構包括沿豎直方向設置的支撐格柵和壓緊格柵，所述支撐格柵位于所述壓緊格柵的下方，所述支撐格柵和壓緊格柵具有相匹配的凹凸結構，使所述支撐格柵和壓緊格柵之間具有軸向間距和橫向間距，用于設置顆粒物床層。該顆粒物床層支撐結構與同等直徑的平面格柵支撐結構相比，能夠增大顆粒物床層的流通面積，提高反應介質流通的通量，從而提高反應器的處理能力；當處理量相同時，能夠減小設備直徑，降低成本，顯著提高支撐結構的抗彎截面模量。本發明的高通量反應器可以提高顆粒物催化劑的利用率。

技術領域

本發明涉及石油化工設備領域，具體涉及一種顆粒物床層支撐結構，以及一種采用所述顆粒物床層支撐結構的高通量軸向反應器。

背景技術

對于反應器的催化劑床層支撐結構，一般分為兩種，即平面支撐格柵和圓筒形支撐格柵。這兩種支撐結構分別對應著軸向流反應器和徑向流反應器。其中軸向固定床反應器出現的歷史較長，應用范圍廣，這兩種反應器分別包括以下特點：

軸向固定床反應器一般使用平面格柵支撐結構，如圖1所示。該類反應器催化劑床層呈水平的餅狀布置，流體沿軸向自上而下流經床層，床層同外界無熱交換。該種反應器的結構簡單，工藝設計、計算和設備制造比較簡便。但該種反應器也存在一些缺點：催化劑床層的床層一般比較厚，反應物流經床層的阻力大，為減小阻力必須使用大顆粒催化劑；因為其壓降大，所以對催化劑的強度有較高要求，以防止催化劑顆粒受到高速氣流沖擊而粉化。由于床層較厚，軸向反應器床層內的溫降變化梯度大。

徑向反應器一般使用圓筒形格柵支撐結構，是一種氣體流動方向與設備軸向相垂直的反應器，圓筒形格柵豎直布置，催化劑床層位于豎向的環形空間內。這種反應器一定程度上可以克服軸向反應器的缺點。但是，徑向反應器的結構較軸向反應器在工藝設計和設備制造方面更為復雜，限制了其推廣應用。

因此，亟需開發一種新型的格柵支撐結構，用于軸向反應器。

發明內容

為了克服現有技術中存在的上述不足，本發明的目的是提供一種顆粒物床層支撐結構，以及一種采用所述顆粒物床層支撐結構的高通量軸向反應器，該顆粒物床層支撐結構能夠增大顆粒物床層的介質流通通量、增大介質的入口流通面積，其適用于具有顆粒物床層的立式反應器、立式干燥器和立式凈化器等設備。

根據本發明的第一方面，本發明提供一種顆粒物床層支撐結構，該顆粒物床層支撐結構包括沿豎直方向設置的支撐格柵和壓緊格柵，所述支撐格柵位于所述壓緊格柵的下方，所述支撐格柵和壓緊格柵具有相匹配的凹凸結構，使所述支撐格柵和壓緊格柵之間具有軸向間距和橫向間距，用于設置顆粒物床層。

根據本發明的第二方面，本發明提供一種高通量軸向反應器，該高通量軸向反應器包括上述的顆粒物床層支撐結構、殼體、進口管、進口分布器和出口管，

所述顆粒物床層支撐結構固定于所述殼體內，所述進口管設置在所述殼體的頂部，所述進口分布器連接于所述進口管，所述出口管設置在所述殼體的底部，

所述高通量軸向反應器還包括設置在所述顆粒物床層支撐結構內部的催化劑床層。

將本發明的顆粒物床層支撐結構用于具有顆粒物床層的設備中，具有如下技術效果：

(1)提高流體介質的流通通量：本發明顆粒物床層支撐結構中的支撐格柵和壓緊格柵具有凹凸結構，增設了豎向放置的格柵，相對于同等直徑的傳統平面格柵支撐結構，顯著地增加了支撐格柵的總表面積，因此能夠增大顆粒物床層的流通面積，提高流體介質的流通通量，從而提高設備的處理能力。