[發明專利]一種上流式固定床反應器及其出口收集器

有效

• 申請號: 202110580002.2
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113209912B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 李立權;陳崇剛;陳強;李小婷;裘峰;盛維武;趙穎;郭為民;魏嘉;陳險峰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;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;B01D19/00;C10G45/02
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 黃燕

本申請提供了一種上流式固定床反應器及其出口收集器，涉及石油煉制及化工技術領域。出口收集器包括中心筒、氣相流通管和氣泡破碎段，中心筒具有出口端和入口端，氣泡破碎段與入口端連通，氣相流通管設置于氣泡破碎段的上方并與中心筒連通。氣相流通管用于收集反應器內的形成流股的氫氣，氣泡破碎段用于收集反應器內的包裹有微氣泡的液相。該收集器采用中心筒、氣相流通管和氣泡破碎段的結構形式，利用氣液相密度差和氣層壓力，連續氣相和混合相的分層流動，有利于降低氣泡消除段的工作負荷，實現氣泡的快速消除。出口收集器設置于封頭空間內的上流式固定床反應器，無需在反應器外額外設置微氣泡分離裝置，節省空間的同時實現微氣泡的快速消除。

技術領域

本發明涉及石油煉制及化工技術領域，具體而言，涉及一種上流式固定床反應器及其出口收集器。

背景技術

在石油煉制及化工生產當中，往往會涉及到氣液固三相的接觸反應，通常在這類反應當中，由于三相間發生表面反應，本身反應發生的速度很快，反應本征動力學并不是整個反應過程的速率控制步驟，而受到反應物內外擴散和傳質過程的影響較大。為了提高反應速率，緩和反應條件，科研人員通過強化流體擾動，減薄邊界層及增大氣液相界面等方法來強化傳質過程。其中通過將氣體反應相破碎成微米尺度的氣泡，構建氣液相之間的微界面體系的方法具有可操作性強，傳質強化效果好等優勢，在煉油行業尤其在餾分油加氫精制領域的應用受到廣泛關注。

現有兩種方式可通過氣泡尺寸的調控實現氣液相傳質過程的強化，一種是通過構建微米級氣泡與液相混合實現，另一種通過氣泡分形技術，實現不同尺寸氣泡匹配，強化氣液傳質。將強化氣液傳質技術應用于餾分油加氫精制當中，需要保證構建的反應氣液相界面流在流經進料系統包括加熱爐、彎管等多個部件后，仍能保證高的氣含率。因此在餾分油加氫反應過程中提供的氫氣量遠大于實際反應消耗的氫氣量，這樣當反應結束后，仍然有大量的氫氣微氣泡存在于產品油當中。包括常規的餾分油加氫技術，同樣會有大量的氫氣為參與反應，以溶解態或者氣泡的形式與生成油混合，這些氣液兩相若不能實現徹底的分離，將會對下游分離設備的正常操作產生影響，輕則降低處理能力，重則影響整套裝置的穩定運行。

鑒于此，特提出本申請。

發明內容

本發明的目的之一包括提供一種上流式固定床反應器的出口收集器，其可實現對未參與反應的微氣泡相進行快速聚并，與液相產物進行分層處理，便于后續分離過程。

本發明的目的之二包括提供一種具有上述出口收集器的上流式固定床反應器。

本申請可這樣實現：

第一方面，本申請提供一種上流式固定床反應器的出口收集器，其包括中心筒、氣相流通管和氣泡破碎段，中心筒的上下兩端分別為出口端和入口端，氣泡破碎段設置于中心筒的下方并與入口端連通，氣相流通管設置于氣泡破碎段的上方且氣相流通管的一端與中心筒的外壁連通；

氣相流通管用于收集上流式固定床反應器內的形成流股的氫氣，氣泡破碎段用于收集上流式固定床反應器內的包裹有微氣泡的液相。

在可選的實施方式中，氣泡破碎段整體呈環形筒狀。

在可選的實施方式中，氣泡破碎段由約翰遜絲網繞成或由多條平行間隔設置的絲條圍成。

在可選的實施方式中，當氣泡破碎段由多條平行間隔設置的絲條圍成時，相鄰2條絲條的間距為0.8-1.2m。

在可選的實施方式中，氣相流通管包括上層管和位于上層管的下方的下層管，下層管與中心筒的連接處與中心筒的入口端之間的距離小于上流式固定床反應器內的氣層高度。

在可選的實施方式中，上層管與下層管之間的間距為30-100mm。

在可選的實施方式中，上層管和下層管的數量均為2根，2根上層管以中心筒的筒軸為對稱軸對稱設置，2根下層管以中心筒的筒軸為對稱軸對稱設置。