一种用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置及装填方法

摘要

本发明属于化学领域中的催化剂领域，涉及催化剂的填装方法，具体为一种用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置及装填方法。该装置包括传送装置，分装装置和加料装置三部分，所述的传送装置将催化剂由地面传送至分装装置的储料斗，传送带由筛网构成，传送带下方有料槽，催化剂由分装装置中的导管传送至加料装置。本发明的装置中采用自动分装、震荡装填的方式，提高装填精度和可靠性；降低现场工人劳动强度，减少现场工人与催化剂的接触，避免由催化剂带来的健康问题；催化剂装填时间可以计算，方便上下生产环节的衔接；设备自动化程度高、结构简单、易于清洁和维修，可以分解方便运输携带。

权利要求

1.一种用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置，其特征在于该装置包括传送装置，分装装置和加料装置三部分，所述的传送装置将催化剂由地面传送至分装装置的储料斗，传送带由筛网构成，传送带下方有料槽，催化剂由分装装置中的传送管传送至加料装置；所述的分装装置包括两套充填器，每套充填器均包括量杯、活门、刮板、圆盘、转盘主轴构成，催化剂由储料斗进入充填器的圆盘上，转盘主轴带动圆盘旋转，使催化剂落入量杯中，再由设置在量杯上的刮板将量杯刮平，圆盘转至出口，活门打开，量杯中的催化剂由充填器下方出料，两套充填器的量杯大小不同，量杯的体积比为1：5-10；所述的加料装置包括分料斗、滑轮、漏斗振动仪、减震装置及支架，加料装置的分料斗位于加料装置的上方，边缘设计三角形结构，滑轮反相牵引导线，加料漏斗采用的是震荡方式填加，由漏斗振动仪控制，导线位于加料列管的几何中心线，在填装之前，导线放入列管中，到达催化剂填装底部，在催化剂填装的过程中，导线由下向上抽出，与催化剂填装方向相反，导线运动速率与催化剂填装速率一致。

2.根据权利要求1所述的用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置，其特征在于：在催化剂填装的过程中，加料装置的震动参数如下：震动次数<70次/分，圆周摇动次数<100/次，上下振幅<5mm；另外，漏斗下方安装减震装置，出料口外径比反应器列管内径小5-10mm，伸入列管内的长度>200mm。

3.根据权利要求1所述的用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置，其特征在于：所述的催化剂的外观为圆柱形，列管的内径为20-60mm。

4.根据权利要求1所述的用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置，其特征在于：传送带由电机提供传送动力，传送带由筛网构成，筛网目数为12目。

5.根据权利要求1所述的用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置，其特征在于：所述的分装装置由储料斗为充填器提供催化剂，充填器根据设定体积将催化剂分装成份，并由传送管传送至下一单元的分料斗内。

6.一种利用权利要求1-5中任意一项权利要求所述的用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置进行催化剂的装填方法，其特征在于包括以下步骤：

首先计算反应器中每根列管需要的催化剂装填量，调节好定量分装参数，启动装填装置后，将催化剂拆除包装后放入传送槽，催化剂由传送带运输至储料斗，筛除的破损催化剂及粉末由传送带下方料槽收集装桶，当储料斗中装有一半体积以上的催化剂时，开动分装装置及加料漏斗，定量后的催化剂通过加料漏斗，进入反应器列管内。

说明书

一种用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置及装填方法

技术领域

[0001] 本发明属于化学领域中的催化剂领域，涉及催化剂的填装方法，具体为一种用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置及装填方法。

背景技术

[0002] 催化剂使用的好坏直接影响产品的质量和产量，甚至安全生产。在催化剂更换时，催化剂的装填在化工产品生产过程中是一项常规操作。催化剂使用不当原因之一是催化剂装填不当，催化剂装填不当使得催化剂床层气流分布不均匀，导致各反应管反应放热量和传热速率出现明显差异，造成各管反应温度的变化，严重时造成局部过热，催化剂失活。

[0003] 列管式反应器在化工行业的应用比较广泛，国内现在大的反应器列管数已经超过3万根，1万-2万根的反应器更为常见。把催化剂装填到列管式反应器当中就成为了一项比较突出的问题，在以前，采用的是人工装填方式，通常由人工进行，人工操作不能很好的控制精度，会影响到生产的效率。以一台列管数为15000根的反应器来说，需要熟练的工人20人工作一个星期。而且，约有2%-5%左右的列管装填不能达到要求，需要返工。装填催化剂是一项强度大，时间长，机械重复的工作，长时间保持一个填装姿势使工人很容易疲劳。同时，由于催化剂中含有毒物质，催化剂的粉尘还对装填人员的健康造成伤害。因为装填耗时比较长，越大的反应器，工期越难预期。对企业的生产时间和效益都有一定程度的影响。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于针对以上技术问题，提供一种提供自动筛分、填装列管式固定床反应器，降低现场工人劳动强度，提高工作效率、提高装填精度的用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置。

[0005] 本发明的另外一个目的是提供以上这种采用列管式固定床反应器催化剂的装填装置进行装填的方法。

[0006] 本发明目的通过下述技术方案来实现：

[0007] 一种用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置，该装置包括传送装置，分装装置，加料装置三部分。传送装置将催化剂由地面传送至分装装置的储料斗，传送带由12目筛网构成。传送带下方有料槽，用于收集破碎催化剂及粉末。

[0008] 分装装置，按照现场工程师计算的列管装填量将催化剂定量分装成份，由导管传送至加料装置。分装装置的充填器，是根据体积分量，其特征在于：由量杯、活门、刮板、圆盘、转盘主轴构成。催化剂由储料斗进入充填器的圆盘上，转盘主轴带动圆盘旋转，使催化剂落入量杯中，再由刮板将量杯刮平达到定体积的目的。圆盘转至出口，活门打开，量杯中的催化剂由充填器下方出料。分装装置，含有两套充填器。两套充填器的量杯大小不同，它们之间的体积比例为1：5-10，通过两套充填的配合混料，达到短时间精确配料的要求。

[0009] 加料装置由分装斗、滑轮、漏斗震动仪、减震装置及支架构成。加料装置的分料斗并不位于加料装置的正上方，这样可以方便多个分料斗同时装填。滑轮通过反相牵引导线，产生一个与催化剂反方向的运动，避免催化剂在装填的过程中由于堵塞反应管而造成装填量不足的问题。加料漏斗采用的是震荡方式填加，由漏斗振动仪控制。在催化剂填装的过程中，加料装置的震动参数如下：震动次数<70次/分，圆周摇动次数<100/次，上下振幅<5mm。另外，漏斗下方安装减震装置，出料口外径比反应器列管内径小5-10mm，伸入列管内的长度>200mm。

[0010] 该装置用于列管式固定床反应器的催化剂填装。该催化剂外观为圆柱形催化剂，反应管内径为20-60mm。

[0011] 一种利用用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置进行装填的方法包括以下步骤：首先工程师根据现场情况计算反应器每根列管需要的催化剂装填量，调节好定量分装参数。启动填装装置后，将催化剂拆除包装，放入传送槽。催化剂由传送带运输至储料斗，筛除的破损催化剂及粉末由传送带下方料槽收集装桶。当储料斗中装有一半体积以上的催化剂时，开动分装装置及加料漏斗。定量后的催化剂通过加料漏斗，进入反应器列管内。

[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0013] （一）采用自动分装、震荡装填的方式，提高装填精度和可靠性；

[0014] （二）降低现场工人劳动强度，减少现场工人与催化剂的接触，避免由催化剂带来的健康问题；

[0015] （三）催化剂装填时间可以计算，方便上下生产环节的衔接；设备自动化程度高、结构简单、易于清洁和维修，可以分解方便运输携带。

[0016] （四）本发明中设计的装填工具自动化程度较高，大幅度降低了现场工人的劳动强度。而且，它的结构简单，分解容易，易于清洁和维修，操作简便，施工可靠。

附图说明

[0017] 图1为本发明中所述的分装装置的结构示意图；

[0018] 图2为本发明中所述的加料装置的结构示意图；

[0019] 图3为本发明中所述加料装置中的三角形结构和滑轮的结构示意图。

[0020] 其中，1——储料斗、2——量杯、3——刮板、4——活门、5——转轴、6——三角形结构、7——滑轮、8——导线、9——减震弹簧。

具体实施方式

[0021] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

[0022] 本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

[0023] 一种用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置及装填方法包括以下步骤：首先工程师根据现场情况计算反应器每根列管需要的催化剂装填量，调节好定量分装参数。启动填装装置后，将催化剂拆除包装，放入传送槽。催化剂由传送带运输至储料斗，筛除的破损催化剂及粉末由传送带下方料槽收集装桶。当储料斗中装有一半体积以上的催化剂时，开动分装装置及加料漏斗。定量后的催化剂通过加料漏斗，进入反应器列管内。

[0024] 分装装置，按照现场工程师计算的列管装填量将催化剂定量分装成份，由导管传送至加料装置。分装装置的充填器，如图1所示，是根据体积分量，其特征在于：由量杯、活门、刮板、圆盘、转盘主轴构成。催化剂由储料斗进入充填器的圆盘上，转盘主轴带动圆盘旋转，使催化剂落入量杯中，再由刮板将量杯刮平达到定体积的目的。圆盘转至出口，活门打开，量杯中的催化剂由充填器下方出料。分装装置，含有两套充填器。通过两套不同体积的充填配合混料，达到短时间精确配料的要求。

[0025] 加料装置，如图2由分装斗、滑轮、漏斗震动仪、减震装置及支架构成。加料装置的分料斗并不位于加料装置的正上方，这样可以方便多个分料斗同时装填。滑轮通过反相牵引导线，产生一个与催化剂反方向的运动，避免催化剂在装填的过程中由于堵塞反应管而造成装填量不足的问题。加料漏斗采用的是震荡方式填加，由漏斗振动仪控制。在催化剂填装的过程中，加料装置的震动参数如下：震动次数<70次/分，圆周摇动次数<100/次，上下振幅<5mm。另外，漏斗下方安装减震装置，出料口外径比反应器列管内径小5-10mm，伸入列管内的长度>200mm。

[0026] 该装置和本申请中的清扫方法均应用于列管式固定床反应器的催化剂填装。催化剂外观为圆柱形催化剂，反应管内径为20-60mm。

[0027] 实施例1：

[0028] 河北某化工企业，采用甲醇制备甲酸甲酯，列管式固定床反应器1个，列管数5042根。2012年第四次更换催化剂的情况是：现场熟练工人16名，每天工作12小时，由于现场温度低于零度，装填时间三天。其中，8人在反应器上装填催化剂，4名工人在筛分催化剂，4名工人把筛分后的催化剂运送至反应器上。装填后，有29根反应管没有达到装填量。现场技术人员使用大功率吸尘器吸出重新装填后，仍有3根反应管没有达标，采用永久式封住反应管。

[0029] 2014年第五次更换催化剂的情况：

[0030] 按照实施方式的所述的用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置进行催化剂装填，装置现场工程师计算每根添加量为4L催化剂，调节参数后，采用4台机器同时作业，每台机器拥有10根加料漏斗。现场需要工人4名，工作8个小时完成填装。没有反应列管出现填装问题。

[0031] 实施例2：

[0032] 四川某化工企业，采用合成气制备甲醇。列管式固定床反应器2个，每个反应器的列管数均为14760根。

[0033] 2010年第三次更换催化剂的情况是：现场熟练工人40名，两个反应器同时填装，每天工作12小时，装填时间十天。其中，20人在反应器上装填催化剂，8名工人在筛分催化剂，12名工人把筛分后的催化剂运送至反应器上。装填后，有70余根反应管没有达到装填量。现场技术人员使用大功率吸尘器吸出重新装填后，全部达标。

[0034] 2014年第四次更换催化剂的情况：

[0035] 按照实施方式的所述的用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置进行催化剂装填，现场工程师计算每根添加量为6L催化剂，调节参数后，采用12台机器同时作业，每台机器拥有8根加料漏斗。现场需要工人8名，工作12个小时完成填装。没有反应列管出现填装问题。

[0036] 实施例3：

[0037] 山东某化工企业，采用甲醇制备氢气，列管式固定床反应器4个，其中2个反应器的列管数均为1920根，另外2个反应器的列管数分别为4721根、4765根。

[0038] 2011年第一次更换催化剂的情况是：现场工人42名，两个反应器同时填装，每天工作12小时，装填时间共计十五天。其中，22人在反应器上装填催化剂，8名工人在筛分催化剂，12名工人把筛分后的催化剂运送至反应器上。装填后，有122根反应管没有达到装填量。现场技术人员使用大功率吸尘器吸出重新装填后，永久式封住13根反应管。

[0039] 2014年第二次更换催化剂的情况：

[0040] 按照实施方式的所述的用于列管式固定床反应器催化剂的装填装置进行催化剂装填，现场工程师计算每根添加量为1.5L、3.2L催化剂，调节参数后，四个反应器同时采用20台机器同时作业，每台机器拥有6根加料漏斗。现场需要工人16名，工作一天完成填装。没有反应列管出现填装问题。

[0041] 本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。