一种上行和下行组合式反应器的制作方法

1.本实用新型涉及加氢技术领域，具体涉及一种上行和下行组合式反应器。


背景技术：

2.二代生物柴油是以棕榈酸败油、酸化油、餐厨废弃油脂等非食用动植物油脂为原料，通过加氢方法生产的一种可再生生物质燃料，它与矿物柴油相比，具有可再生性、优良的生物可降解性、低含硫量和低污染物排放等特点，是一种真正的绿色柴油，将成为石油燃料的理想替代能源。
3.研究表明，棕榈酸败油、酸化油、餐厨废弃油脂等均含有大量的金属离子、较高的机械杂质，较高的氧含量，采用常规的加氢方法存在如下问题：1、采用常规固定床加氢，金属和杂质易导致催化剂床层结焦堵塞，严重缩短操作周期；2、采用常规固定床加氢，高氧含量易导致固定床催化剂粉化、失活，大大增肌催化剂成本；3、采用常规的沸腾床或悬浮床加氢，则脱氧不彻底，无法生产合格生物柴油；4、采用悬浮床或沸腾床先预脱氧，再经固定床深度加氢的方法，则需要设置两套高压加氢系统，大大增加了装置投资。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种上行和下行组合式反应器。
5.本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种上行和下行组合式反应器，包括反应器壳体，反应器壳体的顶部设置有主进料入口，反应器壳体的底部设置有主产物出口，反应器壳体内从上往下依次设置有顶部隔离区、气液分离区、上行反应区和下行反应区，顶部隔离区与气液分离区之间设置有上封闭盘，气液分离区与上行反应区之间设置有拦截格栅，上行反应区与下行反应区之间设置有下封闭盘，上行反应区内设置有至少一个上行催化剂床层，下行反应区内设置有至少一个下行催化剂床层，气液分离区内设置有液相收集器，反应器壳体的外侧壁开设有与液相收集器连通的液相出口，顶部隔离区与上行反应区的底部之间设置有下降管，气液分离区与下行反应区的顶部之间设置有连通管。
6.进一步的，每个所述上行催化剂床层的下方均设置有上行分配盘；每个所述下行催化剂床层的上方均设置有下行分配盘。
7.进一步的，所述反应器壳体的外侧壁对应所述上行反应区的位置开设有至少一个第一补氢进口，所述反应器壳体的外侧壁对应所述下行反应区的位置开设有至少一个第二补氢进口。
8.进一步的，所述上行催化剂床层为固定床催化剂床层、沸腾床催化剂床层、悬浮床催化剂床层、在线间歇式置换床催化剂床层和移动床催化剂床层中的一种或多种的组合；所述下行催化剂床层为固定床催化剂床层。
9.本实用新型的目的还可以通过下述技术方案实现：一种上行和下行组合式反应器，包括反应器壳体，反应器壳体的顶部设置有主进料入口，反应器壳体的底部设置有主产
物出口，反应器壳体内从上往下依次设置有顶部隔离区、上行反应区、气液分离区和下行反应区，顶部隔离区与上行反应区之间设置有上封闭盘，上行反应区与气液分离区之间设置有中封闭盘，气液分离区与下行反应区之间设置有下封闭盘，上行反应区内设置有至少一个上行催化剂床层，下行反应区内设置有至少一个下行催化剂床层，气液分离区内设置有液相收集器，反应器壳体的外侧壁开设有与液相收集器连通的液相出口，顶部隔离区与上行反应区的底部之间设置有下降管，气液分离区与下行反应区的顶部之间设置有连通管，上行反应区的顶部与气液分离区的顶部之间设置有收集管。
10.进一步的，每个所述上行催化剂床层的下方均设置有上行分配盘；每个所述下行催化剂床层的上方均设置有下行分配盘。
11.进一步的，所述反应器壳体的外侧壁对应所述上行反应区的位置开设有至少一个第一补氢进口，所述反应器壳体的外侧壁对应所述下行反应区的位置开设有至少一个第二补氢进口。
12.进一步的，所述上行催化剂床层为固定床催化剂床层、沸腾床催化剂床层、悬浮床催化剂床层、在线间歇式置换床催化剂床层和移动床催化剂床层中的一种或多种的组合；所述下行催化剂床层为固定床催化剂床层。
13.本实用新型的有益效果在于：本实用新型的上行和下行组合式反应器解决了加工高杂质和高金属含量原料的过程中，固定床催化剂床层容易结焦堵塞的问题；解决了加工高氧含量原料过程中，固定床催化剂容易粉化导致催化剂失活的问题；解决了常规沸腾床或悬浮床对原料加氢脱氧、脱杂不彻底的问题；解决的了常规沸腾床或悬浮床与固定床组合投资大的问题。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例一的结构示意图。
15.图2是本实用新型实施例二的结构示意图。
16.附图标记为：反应器壳体10、主进料入口101、主产物出口102、顶部隔离区11、气液分离区12、液相收集器121、液相出口122、上行反应区13、上行催化剂床层131、上行分配盘132、第一补氢进口133、下行反应区14、下行催化剂床层141、下行分配盘142、第二补氢进口143、上封闭盘151、拦截格栅152、下封闭盘153、中封闭盘154、下降管16、连通管17、收集管18。
具体实施方式
17.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-2对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
18.实施例一
19.见图1，一种上行和下行组合式反应器，包括反应器壳体10，反应器壳体10的顶部设置有主进料入口101，反应器壳体10的底部设置有主产物出口102，反应器壳体10内从上往下依次设置有顶部隔离区11、气液分离区12、上行反应区13和下行反应区14，顶部隔离区11与气液分离区12之间设置有上封闭盘151，气液分离区12与上行反应区13之间设置有拦截格栅152，上行反应区13与下行反应区14之间设置有下封闭盘153，上行反应区13内设置
有至少一个上行催化剂床层131，下行反应区14内设置有至少一个下行催化剂床层141，气液分离区12内设置有液相收集器121，反应器壳体10的外侧壁开设有与液相收集器121连通的液相出口122，顶部隔离区11与上行反应区13的底部之间设置有下降管16，气液分离区12与下行反应区14的顶部之间设置有连通管17。
20.上封闭盘151的作用是将反应器顶部封头内的空间隔离出来，形成顶部隔离区11；下封闭盘153的作用是将上行反应区13和下行反应区14隔离；拦截格栅152的作用是拦截向上流动的介质可能携带的催化剂颗粒，防止催化剂流失；出口收集器的作用是使液体均匀分布在反应器内主流介质的流动截面上，防止液体偏流；下降管16的作用是使反应器顶部隔离区11与上行反应区13底部空间之间通过下降管16连通；连通管17的作用是使气液分离区12顶部气相空间与下行反应区14顶部空间之间通过连通管17连通。
21.上行反应区13的操作条件为：温度为160～470℃，压力为3.0～20.0mpa；下行反应区14的操作条件为：温度为160～470℃，压力为3.0～20.0mpa；气液分离区12的操作条件为：温度为160～470℃，压力为3.0～20.0mpa。
22.本实施例中，每个所述上行催化剂床层131的下方均设置有上行分配盘132；每个所述下行催化剂床层141的上方均设置有下行分配盘142。上行分配盘132的作用是：使向上流动的介质均匀分布在反应器内的流动截面上，均匀分布在上行催化剂床层131底部；下行分配盘142的作用是：使向下流动的介质均匀分布在反应器内的流动截面上，均匀分布在下行催化剂床层141顶部。
23.本实施例中，所述反应器壳体10的外侧壁对应所述上行反应区13的位置开设有至少一个第一补氢进口133，所述反应器壳体10的外侧壁对应所述下行反应区14的位置开设有至少一个第二补氢进口143。
24.本实施例中，所述上行催化剂床层131为固定床催化剂床层、沸腾床催化剂床层、悬浮床催化剂床层、在线间歇式置换床催化剂床层和移动床催化剂床层中的一种或多种的组合；所述下行催化剂床层141为固定床催化剂床层。
25.在上行反应区13和下行反应区14进行烃类原料的加氢过程，烃类原料选自下列物料中的一种或多种：煤焦油或其馏分油、煤或液化过程所得煤液化油或其馏分油、页岩油或其馏分油、乙烯裂解焦油、动植物油脂等生物质液体燃料、废弃塑料等高分子聚合物、阔叶树材干馏得到的木焦油或其馏分油、石油基蜡油热裂化焦油、石油砂基重油或其热加工过程所得油品、石油基重油热加工过程所得油品。
26.操作时，原料首先自主进料入口101进入反应器顶部隔离区11，再通过下降管16送至上行反应区13的底部，然后向上流动，经第一分配器均匀分配后穿过上行催化剂床层131和拦截格栅152，至气液分离区12，在气液分离区12完成气液分离，液相自液相出口122排出，气相通过连通管17向下流动至下行反应区14的顶部，经下行分配盘142均匀分配后穿过下行催化剂床层141，最终经主产物出口102流出；期间根据需要，自各补充氢气入口送入补充氢气。
27.实施例二
28.见图2，本实施例与上述实施例一的不同之处在于：反应器壳体10内从上往下依次设置有顶部隔离区11、上行反应区13、气液分离区12和下行反应区14，顶部隔离区11与上行反应区13之间设置有上封闭盘151，上行反应区13与气液分离区12之间设置有中封闭盘
154，气液分离区12与下行反应区14之间设置有下封闭盘153，上行反应区13的顶部与气液分离区12的顶部之间设置有收集管18。
29.收集管18的作用是使上行反应区13顶部空间与气液分离区12底部空间之间通过收集管18连通。
30.操作时，原料首先自主进料入口101进入反应器顶部隔离区11，在通过下降管16至上行反应区13的底部，然后向上流动，经第一分配器均匀分配后穿过上行催化剂床层131和拦截格栅152，至上行反应区13的顶部，再经收集管18向下流动至气液分离区12，在气液分离区12完成气液分离，液相自液相出口122排出，气相通过连通管17向下流动至下行反应区14的顶部，经下行分配盘142均匀分配后穿过下行催化剂床层141，最终由主产物出口102流出；期间根据需要，自各补充氢气入口送入补充氢气。
31.本实用新型的上行和下行组合式反应器还可以包括如下基本部件和辅助部件：
32.基本部件：
33.①
可能安装的测量仪表：测量反应器内介质温度的测温部件如热电偶，测量反应器内压力的压力表，测量反应器液位的液位仪表比如玻璃板、浮筒、双法兰差压计、导波雷达、射线料位计等；
34.②
出口整流部件，如收集器、防涡流器、除雾器(破沫器)。
35.辅助部件：外部保温材料、支撑件(裙座或支耳)、基础、梯子、操作平台及可能存在的消防配件如蒸汽消防环；根据建设地地质、气相等条件，结合设备重量、高度等条件；根据需要其基础之下需要打桩以控制反应器基础的沉降速度。
36.本实用新型的下降管16、连通管17和收集管18均是指具有连通功能的通道，包括但不限于管道。
37.上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本实用新型构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。