[發明專利]一種移動床反應器及其使用方法

在審

• 申請號: 202110109096.5
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112774581A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 傅建敏;余圣嬰;倪昊尹;方晨辰
• 申請（專利權）人: 德艾柯工程技術(上海)有限公司
• 主分類號: B01J8/12
• 分類號: B01J8/12
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

本發明涉及一種移動床反應器及其使用方法，該反應器包括反應器殼體，所述反應器殼體內設有催化劑裝填區，所述反應器殼體的上端設有催化劑進料口，其下端設有催化劑卸料口，所述催化劑裝填區包括氣相中心管、環繞設于氣相中心管外的多個板件、設于氣相中心管上端可轉動的空隙旋轉進料盤以及設于氣相中心管下端可轉動的空隙旋轉卸料盤，所述板件沿所述氣相中心管的外管壁軸向(環向)等間距平行布置，兩兩相鄰板件之間形成板式通道，所述空隙旋轉進料盤與空隙旋轉卸料盤設有與所述板式通道的截面形狀相一致的缺口。本反應器可間歇可連續裝卸催化劑，保證催化劑裝卸均勻性，有效避免氣流軸向分布不均問題。

技術領域

本發明屬于化工設備領域，具體涉及一種移動床反應器及其使用方法。

背景技術

移動床反應器是一種用以實現流體﹣固相接觸的反應器形式，固體物料依靠重力作用在反應器內逐漸下移至底部卸出，流體與固相物料接觸發生反應。移動床反應器兼具固定床反應器和流化床反應器的特點，特別適用于催化劑失活速度中等，但仍需要進行循環再生的反應。移動床反應器的操作性能和對催化劑的要求均介于固定床和流化床之間，較固定床而言，移動床反應器具備壓降小，投資低的特點；較氣流床而言，移動床反應器具備返混比例小，催化劑的粉化程度低，反應產物分布均勻，而且固體的停留時間可以在較大的范圍內變動，靈活性更佳等優勢。因此，移動床反應器在催化重整、汽油脫硫、重油輕質化和甲醇轉化等化工過程和廢棄物的處理回收等領域得到了廣泛的應用。

現有的移動床反應器按照固體物料和氣相物料的相對流動方式，可以分為順流移動床、逆流移動床和錯流移動床，研究表明錯流移動床能夠獲得較大的通氣截面，同時兩相的通道可以分離，因此在工業實踐中得到更大的應用。在氣固錯流床中，會出現兩種非正常操作現象﹣“貼壁”和“空腔”，兩種現象會影響設備的連續穩定運轉甚至造成裝置停車。“貼壁”是由于氣相流速過大，下流面的催化劑顆粒與壁面的摩擦力足夠克服重力，催化劑不再下降；“空腔”則是流速過大，上流面的催化劑與壁面脫離，形成空腔，空腔的出現會導致氣流在反應器中沿軸向分布不均勻，甚至造成短路。

催化劑的均勻裝卸也是移動床反應器應用過程中需要解決的問題，現在通常采用閥門來完成催化劑裝卸的控制，整個反應器內的催化劑很難均勻通過一個遠小于反應器直徑的卸料口，裝卸催化劑的不均勻會導致產物氣體分布不均，進而影響整個反應器的運行效果。另外，在移動床反應器中，由于不同催化劑的失活時間不等，催化劑的壽命長至數十數百個小時，短則幾個小時，所以催化劑的更換頻率有很大差異。前者可以采用間歇式移動床反應器，后者可以采用連續式移動床反應器。

最后，錯流移動床的傳熱性能一直受到詬病，為解決這一問題，多數移動床反應器采用多級串聯、級間換熱的方法(CN102875469A)或者反應器外部換熱的方法(CN105218304B)進行移熱，上述兩種方法會導致反應器的空間利用率低，設備投資大，操作復雜。值得一提的是，整個反應器的空間利用率提高，造成“貼壁”和“空腔”現象的主因，氣體流速過大也可以得到緩解，較低流速即可滿足生產負荷的要求。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種移動床反應器及其使用方法，可間歇可連續裝卸催化劑。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種移動床反應器，該反應器包括反應器殼體，所述反應器殼體內設有催化劑裝填區，所述反應器殼體的上端設有催化劑進料口，其下端設有催化劑卸料口，所述催化劑裝填區包括氣相中心管、環繞設于氣相中心管外的多個板件、轉動設于氣相中心管上端的空隙旋轉進料盤以及轉動設于氣相中心管下端的空隙旋轉卸料盤，所述板件沿所述氣相中心管的外管壁軸向等間距平行布置，兩兩相鄰板件之間形成板式通道，所述空隙旋轉進料盤與空隙旋轉卸料盤設有與所述板式通道的截面形狀相一致的缺口。板式通道中裝填催化劑，氣體從氣相中心管進入，然后分配到板式通道的催化劑裝填區，空隙旋轉進料盤和空隙旋轉卸料盤與板式通道相匹配，用來控制板式通道中催化劑的裝卸速度。

進一步地，該移動床反應器為徑向反應器，所述反應器殼體為圓柱形。