一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器

本发明涉及石油炼制与化工，具体的说是一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器。

背景技术：

1、催化裂化工艺是重质油轻质化、生产高附加值汽油、柴油及低碳烯烃的核心技术。提升管反应器作为催化裂化装置的核心反应设备，其内部的流体力学特性直接决定了气固两相的接触效率、反应深度及最终的产品分布。

2、随着重油催化裂化技术的不断发展，加工原料的劣质化程度日益加深，这对提升管内气固两相的混合均匀性提出了更为严苛的要求。然而，在传统等径或简单变径的提升管反应器中，气固两相流体在宏观上普遍存在着严重的“环核”流型，即中心区域气固浓度低、边壁区域浓度高，同时存在催化剂颗粒沿边壁下行返混的现象。这已成为制约催化裂化工艺效能提升的行业难点。

3、现有技术中，提升管的设计存在严重的催化剂回混与径向分布不均的问题，导致油气与催化剂接触效率低，反应选择性差，进而造成干气和焦炭产率急剧上升，高附加值的轻质油收率下降。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，而提出的一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，所述反应器自下而上依次包括预提升段、原料油进料段、第一反应段、整流混合段和第二反应段；

3、所述第一反应段的内壁面上设置有向下倾斜的扰流挡板，用于将贴壁下行的催化剂向管中心引导；

4、所述整流混合段为文丘里管状结构，包括自下而上依次设置的收缩段、喉管和扩张段；

5、所述喉管的内部中心设置有尖端朝下的二次分布锥，所述二次分布锥通过支撑筋板固定于所述扩张段的内壁。

6、作为优选的，所述第一反应段内的扰流挡板沿提升管轴向交错设置有多组，相邻两组扰流挡板在周向上错开排布，每组扰流挡板由沿提升管内壁呈环形均匀分布的多个倾斜叶片组成。

7、作为优选的，所述倾斜叶片向下倾斜，其所在平面与提升管中心轴线的夹角为30°~45°。

8、作为优选的，所述倾斜叶片的截面形状为矩形、半圆形或三角形。

9、作为优选的，所述整流混合段中的收缩段为直线型收缩锥管或流线型曲线收缩管。

10、作为优选的，所述喉管的流通截面积为所述第一反应段流通截面积的30%~60%。

11、作为优选的，所述二次分布锥为圆锥体或具有流线型表面的旋转体，且二次分布锥的最大直径为所述喉管7内径的0.2~0.4倍。

12、作为优选的，所述二次分布锥的底部最大直径所在的水平面，与喉管和扩张段的交界处处于同一水平高度，或者低于该交界处。

13、作为优选的，所述支撑筋板沿径向均匀分布有多根，且支撑筋板11的横截面呈流线型或水滴形。

14、作为优选的，所述倾斜叶片通过锚固基座连接于第一反应段的金属壳体上，且倾斜叶片的迎流面设有耐磨合金层。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、第一反应段内的扰流挡板能强制剥离部分贴壁下行的催化剂，从根本上减少了宏观回混路径，改善了中心稀、边壁浓的环核流型；

17、流体在喉管环隙处加速，极强的气固滑移速度和剪切力瞬间撕裂并打碎微观催化剂聚团，保障了催化剂与油气的均匀混合；

18、流线型曲线收缩段、尖端朝下的二次分布锥以及流线型支撑筋板的协同应用，大幅降低了构件的迎面风阻，消除了尾流死区，避免了催化剂停滞结焦；

19、气固两相在扩张段内实现全截面的均匀布料，收窄了油气的停留时间分布，抑制了过度热裂化副反应，提高了高附加值轻质油的收率。

1.一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，所述反应器自下而上依次包括预提升段（1）、原料油进料段（2）、第一反应段（3）、整流混合段（4）和第二反应段（5），其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，其特征在于：所述第一反应段（3）内的扰流挡板（9）沿提升管轴向交错设置有多组，相邻两组扰流挡板（9）在周向上错开排布，每组扰流挡板（9）由沿提升管内壁呈环形均匀分布的多个倾斜叶片组成。

3.根据权利要求2所述的一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，其特征在于：所述倾斜叶片向下倾斜，其所在平面与提升管中心轴线的夹角为30°~45°。

4.根据权利要求2所述的一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，其特征在于：所述倾斜叶片的截面形状为矩形、半圆形或三角形。

5.根据权利要求1所述的一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，其特征在于：所述整流混合段（4）中的收缩段（6）为直线型收缩锥管或流线型曲线收缩管。

6.根据权利要求1所述的一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，其特征在于：所述喉管（7）的流通截面积为所述第一反应段（3）流通截面积的30%~60%。

7.根据权利要求1所述的一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，其特征在于：所述二次分布锥（10）为圆锥体或具有流线型表面的旋转体，且二次分布锥（10）的最大直径为所述喉管（7）内径的0.2~0.4倍。

8.根据权利要求7所述的一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，其特征在于：所述二次分布锥（10）的底部最大直径所在的水平面，与喉管（7）和扩张段（8）的交界处处于同一水平高度，或者低于该交界处。

9.根据权利要求1所述的一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，其特征在于：所述支撑筋板（11）沿径向均匀分布有多根，且支撑筋板（11）的横截面呈流线型或水滴形。

10.根据权利要求2所述的一种强化混合并抑制气固回混的催化裂化提升管反应器，其特征在于：所述倾斜叶片通过锚固基座连接于第一反应段（3）的金属壳体上，且倾斜叶片的迎流面设有耐磨合金层。