CN112275223B - 一种离心型移动床反应系统和流-固反应的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种离心型移动床反应系统和流‑固反应的方法。本公开的离心型移动床反应系统提高了催化剂装填区的温度分布均匀性，且固体流动顺畅、无死区，有助于催化反应进行；且反应原料在反应器内能够均匀分布、流体流动近平推流，避免反应原料短路。

Description

一种离心型移动床反应系统和流-固反应的方法

技术领域

本公开涉及石油化工领域，具体地，涉及一种离心型移动床反应系统和流-固反应的方法。

背景技术

径向移动床是石油化工行业中经常应用的一种反应器。在原料处理量大、反应空速低、压降要求严格的情况下，反应器设备大型化将面临巨大挑战。移动床反应器设计时，一方面应保证催化剂进料、出料及在反应器内的顺利流动；另一方面需要控制流体轴向的均匀分布、床层压降不能过高。

目前，移动床反应器中催化剂的进料、床层内移动、出料分别有对应的方案，鲜有整体化方案，容易造成催化剂流动存在死区或者空穴、架桥等不正常流动，使得床层压降迅速升高，反应收率下降。现有的移动床反应器容易造成催化剂的流动出现非正常状况，且设备及内件的结构过于复杂，导致制造和维护成本较高。

发明内容

本公开的目的是提供一种径向移动床反应系统和方法，该装置和方法能够使得反应器内的流体轴向分布均匀、催化剂流动顺畅、消除流动死区。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种离心型移动床反应系统，所述反应系统包括反应器筒体和料斗，所述料斗一体设置于所述反应器筒体上部；所述反应器筒体内设有催化剂装填区，所述催化剂装填区的径向截面为环形，所述催化剂装填区的外侧壁与一部分所述反应器筒体内壁之间形成有集流流道，所述催化剂装填区的内侧壁与另一部分所述反应器筒体内壁之间形成有分流流道，所述集流流道与所述分流流道之间仅通过所述催化剂装填区流体连通；所述催化剂装填区顶部密封、底部与锥形的催化剂下料区连通，所述催化剂下料区底部设有催化剂出料口，所述料斗的底端开口与所述催化剂装填区仅通过催化剂进料管连通，所述催化剂进料管位于所述反应器筒体内；所述反应器筒体上设有反应物入口和产物出口；所述反应物入口与所述分流流道流体连通，所述产物出口与所述集流流道流体连通，并且所述反应物入口位于所述分流流道的上部。

可选地，所述料斗、所述催化剂装填区与所述反应器筒体同轴设置；所述催化剂装填区的顶端设有环形盖板；所述催化剂进料管的底端开口穿过所述环形盖板以与所述催化剂装填区连通；所述催化剂装填区的内侧壁形成为内筛网，所述内筛网顶端开口、底端封闭；所述内筛网的外侧设有多孔套筒或扇形筒模块，以形成为所述催化剂装填区的外侧壁；所述扇形筒模块包括10～100个扇形筒，所述扇形筒上下贯通且径向截面为扇形，所述扇形筒的内弧形壁设有开孔，所述扇形筒绕反应器轴向中心对称分布。

可选地，所述反应器筒体由上至下依次包括锥形筒段、柱形筒段和倒锥形筒段，所述料斗的底端与所述锥形筒段的顶端密封连接；所述反应物入口位于所述锥形筒段，所述产物出口位于所述柱形筒段的上部或下部；

所述内筛网的底部设有催化剂导流组件，所述催化剂导流组件包括导流筒；所述导流筒与所述内筛网同轴设置，所述导流筒为倒锥形筒状，该倒锥形筒状的锥底对准所述催化剂出料口；

所述倒锥形筒段与导流筒之间的空隙形成为所述催化剂下料区；所述催化剂出料口设置于所述倒锥形筒段的底部；

所述导流筒的锥底封闭，所述催化剂出料口设有密封气入口，以由下至上向所述催化剂出料口内喷入密封气；或者，

所述导流筒的锥底具有开口，所述导流筒内部设有密封气入口，以由上至下向所述催化剂出料口喷射密封气。

可选地，所述催化剂导流组件还包括支撑筒；所述支撑筒同轴地设于所述内筛网与所述导流筒之间，所述支撑筒的外侧设有多个轴向延伸的加强筋，所述支撑筒通过所述加强筋与所述倒锥形筒段的内壁卡合固定。

可选地，所述催化剂装填区的外侧壁的上端和下端其中之一固定、另一端为自由端；所述催化剂装填区的内侧壁的上端和下端其中之一固定，另一端为自由端；所述外侧壁和所述内侧壁不设置膨胀节；

优选地，所述多孔套筒的顶端与所述反应器筒体固定连接、底端为自由端，或者，所述扇形筒模块的底端与所述反应器筒体固定连接、顶端为自由端；所述内筛网的底端连接在所述反应器筒体的倒锥形筒段上、顶端为自由端。

可选地，所述催化剂装填区的径向宽度B为100～1500mm；所述催化剂装填区的内侧壁的开孔率为15％～35％，所述催化剂装填区的外侧壁的开孔率为0.5％-10％；所述催化剂装填区的内侧壁和外侧壁的上部分别包括无孔区，所述无孔区的轴向长度为0.3B～5B。

可选地，还包括气体分布器，所述气体分布器同轴设置于所述分流流道内，所述气体分布器形成为底部具有开口的空心筒体，所述气体分布器内沿轴向设有导气管，所述导气管的进气口穿过所述反应器筒体，所述导气管的出气口延伸至所述空心筒体的下部并朝向所述空心筒体的底部开口。

可选地，还包括进料分布器，所述进料分布器位于所述分流流道内，所述进料分布器朝向所述反应物入口；所述进料分布器为挡板式分布器、叶片式分布器或切向环流式分布器，或者为它们中两者或三者的组合。

本公开第二方面提供采用本公开第一方面所述的系统进行流-固反应的方法，该方法包括：使所述料斗内的固体物料连续进入所述催化剂装填区；使反应物料经所述反应物入口进入所述催化剂装填区，与所述固体物料进行接触反应。

可选地，所述流-固反应包括烷烃芳构化反应、液体吸附反应和烷烃脱氢反应中的至少一种；所述固体物料包括固体催化剂和/或固体吸附剂。

本公开的离心型移动床反应系统具有与反应器筒体一体设置的料斗，且料斗通过位于反应器筒体内的催化剂进料管与反应器筒体内的催化剂装填区连通，使得催化剂能够被在反应器筒体内预热后再进入装填区，提高了催化剂装填区的温度分布均匀性，有助于催化反应进行；并且能够避免催化剂进料管穿过物流的出口管线，降低出口物流泄露风险；另外采用锥形下料结构，使得催化剂等固体流动更加顺畅、无死区；另外，反应原料进入本公开的反应器后能够均匀分布，有效避免反应原料短路，使得流体流动近平推流；同时具有加工制造难度低、操作及维护成本低等优点。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开的离心型移动床反应系统的一种具体实施方式的结构示意图。

图2是本公开的离心型移动床反应系统的另一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1-反应器 2-料斗

3-反应物入口 4-产物出口

5-催化剂入口 6-催化剂出料口

7-进料分布器 8-集流流道

9-分流流道 10-催化剂装填区

11-催化剂下料区 12-反应器筒体

13-多孔套筒 14-内筛网

15-催化剂进料管 16-导流筒

17-倒锥形筒段 18-气体分布器

19-导气管

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下，具体可参考图1的图面方向。“内、外”是针对装置本身的轮廓而言的。催化剂装填区内流动的物料不限于固体催化剂，还可以包括或替换为固体吸附剂、固体吸收剂等与反应器内的流体物料反应和/或接触的固体物料，下文所述的“催化剂”或“固体催化剂”可指代上述的固体物料。

本公开第一方面提供一种离心型移动床反应系统，反应系统包括反应器筒体12和料斗2，料斗一体设置于反应器筒体上部；反应器筒体内设有催化剂装填区，催化剂装填区的径向截面为环形，催化剂装填区的外侧壁与一部分反应器筒体内壁之间形成有集流流道8，催化剂装填区的内侧壁与另一部分反应器筒体内壁之间形成有分流流道9，集流流道8与分流流道9之间仅通过催化剂装填区流体连通；催化剂装填区顶部密封、底部与锥形的催化剂下料区11连通，催化剂下料区11底部设有催化剂出料口6，料斗的底端开口与催化剂装填区仅通过催化剂进料管15连通，催化剂进料管15位于反应器筒体内；反应器筒体上设有反应物入口3和产物出口4；反应物入口3与分流流道9流体连通，产物出口4与集流流道8流体连通，并且反应物入口3位于分流流道9的上部。

本公开的离心型移动床反应系统具有与反应器筒体一体设置的料斗，且料斗通过位于反应器筒体内的催化剂进料管与反应器筒体内的催化剂装填区连通，使得催化剂能够被在反应器筒体内预热后再进入装填区，并沿反应器轴向向下移动，提高了催化剂装填区的温度分布均匀性，有助于催化反应进行；另外，反应原料进入本公开的反应器后能够沿轴向均匀分布，有效避免反应原料短路，使得流体流动近平推流，利于反应进行。

为了使反应原料在径向上均匀分布，在一种具体实施方式中，如图1所示，料斗、催化剂装填区与反应器筒体可以同轴设置；进一步地，催化剂装填区的顶端可以设有环形盖板，催化剂装填区的内侧壁和外侧壁的顶端可以分别与该环形盖板密封连接，以使催化剂装填区顶端封闭；环形盖板的外沿与反应器筒体的内壁间可以设密封板，以使位于催化剂装填区外侧的外流道顶端封闭；催化剂进料管的底端开口可以穿过环形盖板以与催化剂装填区连通；进一步地，为了使反应物料在反应器筒体内径向流过催化剂装填区以形成错流，催化剂装填区的内侧壁和外侧壁可以分别具有开孔，例如一种实施方式中，催化剂装填区的内侧壁可以形成为内筛网14，内筛网14的顶端开口、底端封闭，例如内筛网的底端可以设有密封板；一种实施方式中，内筛网14的外侧可以套设有多孔套筒13，以形成催化剂装填区的外侧壁；另一种实施方式中，内筛网14的外侧可以设有扇形筒模块，以形成催化剂装填区的外侧壁；其中扇形筒模块可以为本领域常规种类，优选地，扇形筒模块可以包括10～100个、优选16～64个扇形筒，扇形筒可以上下贯通且径向截面为扇形，以在扇形筒内形成上述的集流流道8，在这一实施方式中，为了使反应物料在反应器筒体内径向流动，扇形筒的内弧形壁可以设有开孔，扇形筒可以绕反应器轴向中心对称分布，进一步地，多个扇形筒可以绕催化剂装填区的外侧壁紧密排列，以使催化剂装填区的外侧壁与反应器筒体内壁之间的环形空隙被扇形筒模块填满。

在一种具体实施方式中，如图1所示，反应器筒体可以由上至下依次包括锥形筒段、柱形筒段和倒锥形筒段，料斗2的底端可以与锥形筒段的顶端密封连接，这一实施方式中，优选地，催化剂装填区的顶端与柱形筒段的顶端高度大致相同，即柱形筒段的整个轴向长度方向都分布有催化剂装填区；反应物入口3可以位于锥形筒段，一种实施方式中，产物出口4可以位于柱形筒段的上部，例如产物出口4的高度与催化剂装填区的顶端高度相同，以使反应物料进入反应器中形成上进上出离心π型流动方式，在这一实施方式中，反应物料进入反应器筒体后，先进入位于环形催化剂装填区内部的分流流道9，在轴向上分布均匀后沿径向进入催化剂装填区，并在装填区内由中心向四周移动，与催化剂错流接触，经催化剂装填区的外侧壁流出进入环形的集流流道，在集流流道分布后由上部的产物出口流出；另一种实施方式中，产物出口4可以位于柱形筒段的下部，以使反应物料进入反应器中形成上进下出离心Z型流动方式，在这一实施方式中，反应物料进入反应器筒体后，先进入位于环形催化剂装填区内部的分流流道9，在轴向上分布均匀后沿径向进入催化剂装填区，并在装填区内由中心向四周移动，与催化剂错流接触，经催化剂装填区的外侧壁流出进入环形的集流流道，在集流流道分布后由下部的产物出口流出。

在根据本公开的系统中，催化剂进料管优选为多个，例如为2～10个，且多个催化剂进料管的上端分别与料斗底部出口连通、下端在环形催化剂装填区的顶部绕周向等间隔分布；进一步地，催化剂进料管的一部分可以与轴向呈角度地延伸，例如催化剂进料管的上部可以与筒体的锥形段保持平行、下部沿反应器轴向延伸。

在根据本公开的系统中，催化剂自料斗底端的出口进入催化剂进料管，向下移动，进入催化剂装填区，并在装填区继续向下移动，与径向穿过催化剂装填区的反应物料错流接触，随后进入锥形环形的催化剂下料空间内，经催化剂出料口流出反应器；进一步地，为了使催化剂顺利地向下移动，一种实施方式中，内筛网14的底部可以设有催化剂导流组件，一种实施方式，催化剂导流组件可以包括导流筒16；导流筒16可以与内筛网14同轴设置，优选的一种实施方式中，导流筒的径向截面直径可以渐缩，例如导流筒可以为倒锥形筒状，该倒锥形筒状的锥底可以对准上述的催化剂出料口6。在这一实施方式中，内筛网的底端与可以与导流筒16连接，导流筒上端的外径优选与内筛网底端的外径相同，以利于固体催化剂向下流动，倒锥形筒段17与导流筒16之间的空隙可以形成为催化剂下料区11，该催化剂下料区的截面为环形且由上至下直径渐缩，在催化剂装填区下方形成供催化剂流动区域的空间，利于催化剂向下流动，最大限度地减少催化剂死区，催化剂不易结焦；催化剂出料口6可以设置于倒锥形筒段17的底部，优选设置于底部中心。

导流筒16可以占据内筛网14下方的空间，避免向下流动的催化剂在此处堆积形成死区；进一步地，一种实施方式中，导流筒16的锥底可以封闭，催化剂出料口6处可以设有密封气入口，以由下至上向催化剂出料口6内喷入密封气，密封气可以对向下流动的催化剂起到汽提作用，从而防止催化剂带的反应物料从催化剂出料口6流出损失；另一种实施方式中，如图1所示，导流筒16的锥底可以具有开口，可以在导流筒内部设置密封气入口，以由上至下向催化剂出料口喷射密封气，以进一步促进催化剂在出料口6向下流动；这一实施方式中，密封气入口优选位于导流筒16开口上方的中心线上。

根据公开的系统中，催化剂装填区的内侧壁和外侧壁可以固定于反应器内，例如一种实施方式中，内侧壁的上端和下端其中之一固定、另一端为自由端；外侧壁的上端和下端其中之一固定，另一端为自由端；外侧壁和内侧壁均不设置膨胀节；进一步地，一种具体实施方式中，内筛网的底端可以与反应器筒体固定连接、顶端为自由端；在催化剂装填区的外侧壁形成为多孔套筒的实施方式中，多孔套筒的顶端可以与反应器筒体的圆柱形筒段固定连接、底端为自由端；在内筛网的外侧设有扇形筒模块的实施方式中，扇形筒模块的底端可以与反应器筒体的倒锥形筒段固定连接、顶端为自由端。在上述实施方式中，催化剂装填区的内侧壁和外侧壁的上下两端分别只有一端固定、另一端为自由端，既能够保证催化剂装填区形态稳定，又可以免于安装膨胀节，降低了加工、安装和检修的难度，节约了设备投资。

在内筛网的底端与反应器筒体固定连接的实施方式中，进一步地，一种实施方式中，该系统可以还包括支撑筒，支撑筒可以设于内筛网的底部，例如同轴地设于内筛网与导流筒之间，且支撑筒的外径优选与内筛网底端的外径相同；进一步地，支撑筒的外侧可以设置多个轴向延伸的加强筋，多个加强筋可以绕筒壁周向均匀分布，加强筋的形状可以例如为倒梯形，以使支撑筒通过加强筋与倒锥形筒段的内壁卡合固定。在这一实施方式中，内筛网的底端可以通过支撑筒与反应器筒体固定连接，该固定连接方式不影响锥形催化剂下料区11内的催化剂向下流动，不易形成催化剂死区。

在根据本公开的系统中，催化剂装填区的尺寸可以在较大范围内变化，优选地，催化剂装填区的径向宽度B可以为100～1500mm，优选为200～700mm；催化剂装填区的外侧壁的开孔率可以为0.5％～10％，优选为0.8％～3％；催化剂装填区的内侧壁的开孔率可以为15％-35％，优选为20％～30％；进一步地，为了防止物流短路，催化剂装填区的内侧壁和外侧壁的上部可以分别包括无孔区，无孔区的轴向长度可以为0.3B～5B，优选为0.4B～2.5B。

在一种具体实施方式中，为了使反应物料分布均匀，一种实施方式中，本公开的系统还可以包括进料分布器，进料分布器可以位于分流流道内，进料分布器可以朝向反应物入口3，例如一种实施方式中，进料分布器位于靠近反应物入口处，且与反应物入口间隔设置，优选地，进料分布器在反应物入口方向的投影覆盖反应物入口；进料分布器的种类没有特别限制，例如进料分布器为挡板式分布器、叶片式分布器或切向环流式分布器，或者为它们中两者或三者的组合。

在本公开的一种具体实施方式中，为了促进反应物料在分流流道9内移动和分部，以均匀地进入催化剂装填区，如图1所示，该系统还可以包括气体分布器18，气体分布器优选同轴设置于分流流道9内，进料分布器可以形成为底部具有开口的空心筒体；为了防止气体分布器内结焦，进一步地，气体分布器内可以沿轴向设有导气管19，导气管19的进气口可以穿过反应器筒体，导气管19的出气口可以延伸至空心筒体的下部并朝向空心筒体的底部开口。在这一实施方式中，内筛网、气体分布器18和一部分反应器筒体内壁之间的区域可以形成为分流流道9。导气管内所充气体可以为还原性气体，例如包括氢气、甲烷或者进料烷烃中的至少一种，气体流量可以为1～200m³/h。

本公开第二方面提供采用上述系统进行流-固反应的方法，该方法包括：使料斗内的固体物料连续进入催化剂装填区；使反应物料经反应物入口3进入催化剂装填区，与固体物料进行接触反应。

其中，流-固反应是指固体催化剂和/或固体吸附剂等固体物料参与的反应原料为流体的反应。进一步地，流-固反应可以包括烷烃芳构化反应、液体吸附反应、烷烃脱氢反应中的至少一种。烷烃芳构化反应的反应原料例如为选自己烷、庚烷、辛烷中的至少一种，烷烃脱氢反应中反应原料例如选自丙烷、丁烷、戊烷中的至少一种；液体吸附反应的反应原料例如选自氨氮废水、工业废水、生活污水中的至少一种。

根据本公开，进行流-固反应的原料和条件没有特别限制，可以为本领域常规的，优选的反应原料可以为气体或液体，优选的催化剂可以为球状、棒状、多孔圆柱和蝶形中的至少一种。

流-固反应条件可以包括：操作压力为0.02～5.0Mpa，优选为0.05～2.0MPa，反应温度为400～650℃，优选为550～630℃；反应物料可以为气体，流量可以为20～250m³/s，优选为50～200m³/s；催化剂装填量可以为10～200m³，优选为20～80m³；催化剂循环量可以为0.5～3kg/h，优选为0.9～2.2kg/h。

在上述的反应系统包括密封气入口的实施方式中，密封气可以选自氢气、氮气和氩气中的至少一种，喷入密封气的流量可以为20～500m³/h；进一步地，在由下至上向催化剂出料口6内喷入密封气的实施方式中，密封气的气速可以为35～65m³/s；在由上至下向催化剂出料口6喷射密封气的实施方式中，密封气的气速可以为25～50m³/s。

实施例1

本实施例用于说明本公开的径向移动床反应系统及采用该反应系统进行流-固反应的方法。

如图1所示，径向移动床反应系统包括反应物入口3、进料分布器7、分流流道9、催化剂装填区10、集流流道8、产物出口4、催化剂入口5、料斗2、催化剂进料管15、催化剂出料口6、催化剂下料区11。其中，反应物入口3位于反应筒体上，与催化剂装填区上部同一高度；产物出口4位于反应器筒体上，与催化剂进料管同一高度；反应器筒体由上至下依次包括锥形筒段、柱形筒段和倒锥形筒段，三者依次连接形成密封筒体，筒体内设有内筛网和套设于内筛网外的多孔套筒；料斗位于反应器上方，料斗筒体底部与反应器锥形筒顶端相连接；催化剂进料管全部位于反应器内；分流流道、催化剂装填区、集流流道由外向内同轴布置；催化剂下料区位于反应器下部；反应物入口、分流流道、催化剂装填区、集流流道、产物出口依次相通。

反应器底部下料结构采用锥形导流筒，导流筒连接于内筛网底端，导流筒底端开口；催化剂下料区位于锥形导流筒和倒锥形筒段之间；催化剂出料口位于倒锥形筒段的锥底上，与反应器同轴；导流筒内部可以设有密封气入口，由上至下向催化剂出料口喷射密封气氮气，流量为50m³/h。

多孔套筒的顶端与所述反应器筒体固定连接、底端为自由端；内筛网的底端通过加强筋连接在所述反应器筒体的倒锥形筒段上、顶端为自由端。

反应器直径4.5m，多孔套筒直径为4.3m、开孔率为1.0％，内部内筛网的直径为3.6m、开孔率为25％。床层厚度B为0.31m；内部内筛网和多孔套筒的上部不开孔，不开孔区的长度h为0.7m。进料分布器位于反应物入口处，采用挡板式分布器。气体分布器顶部与料斗底部相连，其底部设置开孔，其内部设置充气管；所充气体为氢气，流量为3m³/h。

反应原料为轻烃气体，催化剂为Pt负载型球形固体颗粒，进料流量为200m³/s，固体催化剂循环量为1.0kg/h。操作压力0.13MPa，反应温度600℃条件下进行气-固反应。轻烃气体经过反应物入口进入反应器内，经气体分布器后流动至分流流道。接着通过内筛网后均匀流入催化剂床层径向流动，经多孔套筒进入集流流道，再通过产物出口排出反应器。活性高的催化剂储存在料斗中，通过催化剂进料管进入反应器，在反应器中靠重力缓慢相下移动，经催化剂装填区、催化剂下料区至催化剂出料口排出。

与现有的径向移动床反应器相比，采用本实施例的径向移动床反应系统进行烷基化反应时，可显著提高气体流动均匀性、避免催化剂流动死区，反应转化率可以由25％提高至32％，产品选择性由89％提高至92％。由此说明本公开的径向移动床反应系统及流-固反应方法，有利于流-固反应进行，能够有效提高产品收率。

实施例2

本实施例用于说明本公开的径向移动床反应系统及采用该反应系统进行流-固反应的方法。

如图2所示，径向移动床反应系统包括反应物入口3、进料分布器7、分流流道8、催化剂装填区10、集流流道9、产物出口4、催化剂入口5、料斗2、催化剂进料管15、催化剂出料口6、催化剂下料区11。其中，与实施例1的反应系统区别仅在于：产物出口4位于反应筒体上，与催化剂装填区下部同一高度；反应物入口3位于反应器筒体上，与催化剂进料管同一高度；

反应器底部封头内侧设置支座，多孔套筒底端固定在支座上、顶端不固定；多孔套筒外侧与反应器壁间设置支撑，确保多孔套筒竖直放置。内部的内筛网顶端固定在上部反应器壁。

反应器直径3.6m，多孔套筒直径为3.3m、开孔率为1.5％，内部内筛网的直径为2.6m、开孔率为20％。床层厚度B为0.305m；内筛网和多孔套筒的上部不开孔，不开孔区的长度h为0.5m。进料分布器位于反应物入口处，采用挡板式分布器。

反应原料为轻烃气体，催化剂为负载型球形固体颗粒，进料流量为150m³/s，固体催化剂循环量为0.8kg/h。操作压力0.25MPa，反应温度530℃条件下进行气-固反应。轻烃气体经过反应物入口进入反应器内，经气体分布器后流动至分流流道。接着通过内筛网后均匀流入催化剂床层，经多孔套筒进入集流流道，再通过产物出口排出反应器。活性高的催化剂储存在料斗中，通过催化剂进料管进入反应器，在反应器中靠重力缓慢相下移动，经催化剂装填区、催化剂下料区至催化剂出料口排出。

与现有的径向移动床反应器相比，采用本实施例的径向移动床反应系统进行烷基化反应时，可显著提高气体流动均匀性、避免催化剂流动死区，反应转化率可以由23％提高至25％，产品选择性由90％提高至93％。由此说明本公开的径向移动床反应系统及流-固反应方法，有利于流-固反应进行，能够有效提高产品收率。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (9)

1.一种离心型移动床反应系统，其特征在于，所述反应系统包括反应器筒体（12）和料斗（2），所述料斗一体设置于所述反应器筒体上部；所述反应器筒体内设有催化剂装填区，所述催化剂装填区的径向截面为环形，所述催化剂装填区的外侧壁与一部分所述反应器筒体内壁之间形成有集流流道（8），所述催化剂装填区的内侧壁与另一部分所述反应器筒体内壁之间形成有分流流道（9），所述集流流道（8）与所述分流流道（9）之间仅通过所述催化剂装填区流体连通；所述催化剂装填区顶部密封、底部与锥形的催化剂下料区（11）连通，所述催化剂下料区（11）底部设有催化剂出料口（6），所述料斗的底端开口与所述催化剂装填区仅通过催化剂进料管（15）连通，所述催化剂进料管（15）位于所述反应器筒体内；所述反应器筒体上设有反应物入口（3）和产物出口（4）；所述反应物入口（3）与所述分流流道（9）流体连通，所述产物出口（4）与所述集流流道（8）流体连通，并且所述反应物入口（3）位于所述分流流道（9）的上部；

所述催化剂装填区的内侧壁形成为内筛网（14）；

所述反应器筒体（12）由上至下依次包括锥形筒段、柱形筒段和倒锥形筒段（17），所述料斗（2）的底端与所述锥形筒段的顶端密封连接；所述反应物入口（3）位于所述锥形筒段，所述产物出口（4）位于所述柱形筒段的上部或下部；所述内筛网（14）的底部设有催化剂导流组件，所述催化剂导流组件包括导流筒（16）；所述导流筒与所述内筛网（14）同轴设置，所述导流筒为倒锥形筒状，该倒锥形筒状的锥底对准所述催化剂出料口（6）；所述倒锥形筒段（17）与导流筒（16）之间的空隙形成为所述催化剂下料区（11）；所述催化剂出料口（6）设置于所述倒锥形筒段（17）的底部；所述导流筒（16）的锥底封闭，所述催化剂出料口（6）设有密封气入口，以由下至上向所述催化剂出料口（6）内喷入密封气；或者，所述导流筒（16）的锥底具有开口，所述导流筒（16）内部设有密封气入口，以由上至下向所述催化剂出料口喷射密封气；

所述催化剂装填区的顶端设有环形盖板，所述催化剂装填区的内侧壁和外侧壁的顶端分别与该环形盖板密封连接，以使所述催化剂装填区顶端封闭；所述环形盖板的外沿与所述反应器筒体（12）的内壁间设密封板，以使位于所述催化剂装填区外侧的集流流道（8）顶端封闭；

所述反应系统还包括气体分布器（18），所述气体分布器同轴设置于所述分流流道（9）内；所述气体分布器（18）形成为底部具有开口的空心筒体，所述气体分布器（18）内沿轴向设有导气管（19），所述导气管（19）的进气口穿过所述反应器筒体，所述导气管（19）的出气口延伸至所述空心筒体的下部并朝向所述空心筒体的底部开口。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述料斗（2）、所述催化剂装填区（10）与所述反应器筒体（12）同轴设置；所述催化剂进料管的底端开口穿过所述环形盖板以与所述催化剂装填区连通；

所述内筛网（14）顶端开口、底端封闭；所述内筛网（14）的外侧设有多孔套筒（13）或扇形筒模块，以形成为所述催化剂装填区（10）的外侧壁；所述扇形筒模块包括10~100个扇形筒，所述扇形筒上下贯通且径向截面为扇形，所述扇形筒的内弧形壁设有开孔，所述扇形筒绕反应器轴向中心对称分布。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述催化剂导流组件还包括支撑筒；所述支撑筒同轴地设于所述内筛网与所述导流筒之间，所述支撑筒的外侧设有多个轴向延伸的加强筋，所述支撑筒通过所述加强筋与所述倒锥形筒段的内壁卡合固定。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述催化剂装填区（10）的外侧壁的上端和下端其中之一固定、另一端为自由端；所述催化剂装填区（10）的内侧壁的上端和下端其中之一固定，另一端为自由端；所述外侧壁和所述内侧壁不设置膨胀节。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述多孔套筒（13）的顶端与所述反应器筒体固定连接、底端为自由端，或者，所述扇形筒模块的底端与所述反应器筒体固定连接、顶端为自由端；所述内筛网（14）的底端连接在所述反应器筒体的倒锥形筒段（17）上、顶端为自由端。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述催化剂装填区（10）的径向宽度B为100~1500mm；所述催化剂装填区的内侧壁的开孔率为15%~35%，所述催化剂装填区的外侧壁的开孔率为0.5%-10%；所述催化剂装填区的内侧壁和外侧壁的上部分别包括无孔区，所述无孔区的轴向长度为0.3B~5B。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，还包括进料分布器（7），所述进料分布器位于所述分流流道内，所述进料分布器（7）朝向所述反应物入口（3）；所述进料分布器（7）为挡板式分布器、叶片式分布器或切向环流式分布器，或者为它们中两者或三者的组合。

8.采用权利要求1~7中任意一项所述的系统进行流-固反应的方法，其特征在于，该方法包括：使所述料斗内的固体物料连续进入所述催化剂装填区；使反应物料经所述反应物入口进入所述催化剂装填区，与所述固体物料进行接触反应。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述流-固反应包括烷烃芳构化反应、液体吸附反应和烷烃脱氢反应中的至少一种；所述固体物料包括固体催化剂和/或固体吸附剂。

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