專利名稱：群控式石油化工反應(yīng)試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種群控式試驗裝置，特別是一種群控式石油化工反應(yīng)試驗裝置。
現(xiàn)有的各種石油化工反應(yīng)試驗裝置多為相應(yīng)工業(yè)裝置的機械縮小，每套裝置都有其獨立的進料設(shè)備、反應(yīng)器及相應(yīng)的單獨溫度、壓力和流量控制設(shè)備，其配置設(shè)備多，占有空間大。典型裝置有(1)傳統(tǒng)電爐加熱筒式反應(yīng)裝置；(2)XYTEL公司的催化劑評價系統(tǒng)。
上述裝置(1)的反應(yīng)部分由多段(通常3至8段)電爐控制一個反應(yīng)筒的溫度，每段電爐配備一個單獨的控制回路，其裝置成本高，且由于每個控制回路的系統(tǒng)偏差不一，這種試驗裝置的反應(yīng)溫度控制精度較差。裝置(2)的反應(yīng)部分，每個反應(yīng)筒由一個配備攪拌器的高溫鹽浴控制溫度，其溫度控制儀表較裝置(1)大為減少，反應(yīng)溫度控制精度高，但由于增加了攪拌器和相應(yīng)控制設(shè)備，其裝置成本也偏高。
上述現(xiàn)有石油化工反應(yīng)試驗裝置的共同特點是，均系相應(yīng)工業(yè)裝置流程的全程縮小，僅僅適宜進行單一體系催化劑評價及其工藝研究試驗。如果同時評價多種或多系列催化劑，或同時進行大量工藝條件試驗，就要投用多套這種現(xiàn)有的試驗裝置，使試驗成本大為增加。由于單獨控制的各套裝置，其系統(tǒng)偏差不一，同時得到的這種試驗結(jié)果，其可靠性較差。
本實用新型的目的是提供一種與現(xiàn)有試驗裝置相比，裝置投資及試驗成本低廉，運轉(zhuǎn)效率和試驗結(jié)果可靠性高的群控式石油化工反應(yīng)試驗裝置。
本實用新型所提供的群控式試驗裝置，其特征在于將二個或多個單獨反應(yīng)器集中在同一加熱體系和溫度控制回路內(nèi)，各個反應(yīng)器之間溫度、壓力和進料可進行統(tǒng)一控制。其設(shè)備構(gòu)成主要包括二個或多個反應(yīng)器、單一鹽浴部分、電加熱器、攪拌器或夾層導(dǎo)流管。
上述反應(yīng)器均自帶子壓力控制器并集中在同一壓力控制體系內(nèi)，既可實現(xiàn)各套反應(yīng)器之間無相對壓力偏差，又可靈活調(diào)節(jié)每套反應(yīng)器各自的操作壓力；各反應(yīng)器可通過進料與排氣閥門的開、關(guān)來實現(xiàn)各種串聯(lián)和并聯(lián)流程的不同組合。反應(yīng)器的加熱及溫度控制部分采用高溫鹽浴傳熱，可采用攪拌器或夾層導(dǎo)流管的方式來實現(xiàn)各反應(yīng)器溫度的均勻分布。
本實用新型可同時對兩個或兩個以上反應(yīng)器進行相同溫度、相同或不同壓力、相同或不同物料流量條件的控制。
以下有關(guān)裝置原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)的例子，僅僅是本實用新型的技術(shù)說明，并不構(gòu)成對本實用新型的任何限制。


圖1為涉及氣、液相進料的群控式石油化工反應(yīng)試驗裝置原理說明圖對同一液體和同一氣體進行試驗的群控式反應(yīng)器，用一臺進料泵通過流量分配器A按需要將液體送入各個反應(yīng)器；氣體經(jīng)壓力控制部分⑨，⑩，設(shè)定各個反應(yīng)器壓力后，分別與各路液體進料混合進入各個反應(yīng)器。裝置上所有反應(yīng)器置于只有一個溫度控制回路的高溫鹽浴B中，在相同的溫度下試驗。各反應(yīng)器的反應(yīng)生成物分別通過閥門④，⑥，⑧進各自的氣液分離器進行氣液分離。各反應(yīng)器的氣體流量分別由各自氣液分離器的氣體排放口控制。
對于僅進行液相反應(yīng)的試驗，關(guān)閉各反應(yīng)器的進氣閥⑨，⑩，即可；對于僅進行氣相反應(yīng)的試驗，關(guān)閉液體進料泵即可。
本實用新型的反應(yīng)器群加熱及溫度控制部分采用高溫鹽浴傳熱，設(shè)備構(gòu)成包括鹽浴、反應(yīng)器、電加熱器、攪拌器或夾層導(dǎo)流管，如附圖2、圖3所示。
圖2是采用攪拌器的反應(yīng)器群鹽浴結(jié)構(gòu)圖，圖中所示(1)反應(yīng)器、(2)熔鹽、(3)保溫材料、(4)電加熱器、(5)攪拌器、(6)熱偶套管。攪拌器以強方式使鹽浴內(nèi)溫度均勻分布，保證各反應(yīng)器上下部分加熱溫度均相等。
圖3是采用夾層導(dǎo)流管的反應(yīng)器群鹽浴結(jié)構(gòu)圖，圖中所示(1)反應(yīng)器、(2)熔鹽、(3)保溫材料、(4)電加熱器、(5’)上導(dǎo)氣管、(6)熱偶套管、(7)夾層導(dǎo)流管、(8)下導(dǎo)氣管。電加熱器置于導(dǎo)流管內(nèi)作為供熱區(qū)，反應(yīng)器置于導(dǎo)流管外作為耗熱區(qū)。供熱區(qū)內(nèi)溫度較高，熔鹽密度較小，耗熱區(qū)內(nèi)溫度較低，熔鹽密度較大。供熱區(qū)與耗熱區(qū)之間熔鹽的密度差形成圖8中所示，供熱區(qū)熔鹽向上、耗熱區(qū)熔鹽向下的自然循環(huán)流動，這種循環(huán)流動可使各反應(yīng)器的上下部分之間形成相同的微小溫差。夾層導(dǎo)流管內(nèi)、外套管之間有一層熱阻較大的空氣，可保持供熱區(qū)與耗熱區(qū)之間一定的溫差。供熱區(qū)的熱偶套管設(shè)置一個熱偶用于溫度控制回路，耗熱區(qū)的熱偶套管上下部位各設(shè)置一個熱偶用作顯示監(jiān)測該區(qū)域上下溫差。對于需要頻繁升、降溫的試驗過程，可采用經(jīng)由導(dǎo)氣管強制通風(fēng)的操作來實現(xiàn)鹽浴的快速降溫。
本實用新型的鹽浴至少可設(shè)置兩個反應(yīng)器，電加熱器數(shù)量可隨其單個功率的大小設(shè)置，采用一個溫度控制回路，實現(xiàn)多個反應(yīng)器之間無偏差的加熱溫度控制。
本實用新型的壓力控制部分采用兩級壓力控制。一級壓力控制閥用于控制所有反應(yīng)器的壓力，二級壓力控制閥用于控制各反應(yīng)器的壓力。
各反應(yīng)器等壓操作時，逐個關(guān)閉各反應(yīng)器的二級壓力控制閥，則所有反應(yīng)器的壓力由一級控制閥控制；各反應(yīng)器不等壓操作時，設(shè)定一級控制閥的壓力大于最高一個反應(yīng)器的壓力，然后逐個打開各反應(yīng)器的二級壓力控制閥分別控制各個反應(yīng)器的壓力。
本實用新型不同流程組合，提供不同工藝流程試驗方案靈活性的一個例子如
圖1所示，其目的可通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)一、反應(yīng)器R1、R2、R3各自獨立的三個流程關(guān)閉閥門⑤、⑦，打開其它閥門即可；二、反應(yīng)器R1、R2串聯(lián)，R3獨立的兩個流程打開閥門③、⑤、⑥、、①、⑧、⑨，關(guān)閉其它閥門即可；反應(yīng)器R1、R2、R3串聯(lián)在一起的一個流程打開閥門③、⑤、⑦、⑧、，關(guān)閉其它閥門即可。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點(1)將多套反應(yīng)器的進料設(shè)備及其物料流量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力分別集中在單一控制體系內(nèi)統(tǒng)一控制，節(jié)省裝置投資及占用空間；(2)多套反應(yīng)器在相同條件下試驗，消除了相對溫度偏差和相對壓力偏差，提高運轉(zhuǎn)試驗效率和試驗結(jié)果的可靠性；(3)采用一臺進料泵、壓力調(diào)節(jié)器、進料流量分配控制器組成多套反應(yīng)器衡壓差進料系統(tǒng)，既減少設(shè)備投資，也降低操作費用；(4)提供兩種結(jié)構(gòu)不同、各有特點的反應(yīng)器群鹽浴設(shè)置，滿足不同試驗需要；(5)采用流量分配控制器可單獨控制各反應(yīng)器進料流量，采用二級壓力控制閥可單獨控制各反應(yīng)器壓力，采用不同流程組合可滿足不同工藝流程試驗要求，本實用新型具有廣泛的應(yīng)用靈活性。
權(quán)利要求1.一種石油化工反應(yīng)試驗裝置，包括二個或多個反應(yīng)器、單一鹽浴部分、電加熱器、攪拌器或夾層導(dǎo)流板，其中反應(yīng)器、攪拌器或夾層導(dǎo)流管、電加熱器置于鹽浴中。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器進口通過閥門與液相及氣相進料管路相通。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)器出口通過閥門與放空管路相通。
4.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于前一個反應(yīng)器出口通過閥門與后一個反應(yīng)器入口相通。
5.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的攪拌器位于鹽浴中央。
6.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的夾層導(dǎo)流管位于電加熱器和反應(yīng)器之間，其上邊緣在鹽浴液面下一定距離，其下邊緣離鹽浴容器底部有一定距度。
7.按照權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述的夾層導(dǎo)流管有與之相通的通風(fēng)管。
專利摘要本實用新型涉及一種群控式石油化工反應(yīng)試驗裝置,該裝置將現(xiàn)有的單獨反應(yīng)器集中在同一加熱體系和溫度控制回路內(nèi),實現(xiàn)了多個反應(yīng)器群集于單一進料體系、單一溫度控制體系和單一壓力控制體系內(nèi)進行統(tǒng)一控制。節(jié)省了設(shè)備投資,消除了反應(yīng)器之間相同條件下的相對偏差,從而實現(xiàn)了裝置整體投資少,占用空間小,操作費用低,運轉(zhuǎn)效率高,試驗結(jié)果的可靠性高。
文檔編號B01J19/00GK2411847SQ9922520
公開日2000年12月27日 申請日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月29日
發(fā)明者彭派, 王琰, 吳長安, 劉紀(jì)端 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石油化工集團公司撫順石油化工研究院