專利名稱：一種漿態(tài)床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于化學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一種費(fèi)托合成漿態(tài)床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)存在氣液固三相，通常固體為催化劑，是費(fèi)托合成過程的核 心。氣液分離和反應(yīng)撤熱是漿態(tài)床反應(yīng)器的技術(shù)難點(diǎn)。現(xiàn)有的費(fèi)托合成漿態(tài)床反應(yīng)器把液體合成油與固體催化劑的分離技術(shù)作為研 究重點(diǎn)之一。US4605678公布了一種采用具有高梯度磁場的磁化過濾原件分離催化劑與 合成油的方法；US5811469公布了一種采用下導(dǎo)管過濾器分離催化劑與合成油的方法； US6217830公布了一種使用烴類溶劑超臨界促萃取分離催化劑與合成油的方法。中國專利 ZL03118581. 9公布了一種采用固液逆流分離原理和多個(gè)并聯(lián)分離單元組成的分離裝置。上述現(xiàn)有現(xiàn)有技術(shù)的合成漿態(tài)床反應(yīng)器普遍規(guī)模較小，對反應(yīng)器內(nèi)的空間利用效 率偏低。隨著工業(yè)化規(guī)模的擴(kuò)大，反應(yīng)器直徑已經(jīng)迅速增大，目前已有反應(yīng)器直徑達(dá)到5 10米，因此反應(yīng)器投資占裝置總投資的比重逐漸增大。所以，提高反應(yīng)器空間利用率、有效 降低投資是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能提高反應(yīng)器空間利用率、間接提高反應(yīng)器內(nèi)的 空速、降低反應(yīng)器的投資的新型漿態(tài)床反應(yīng)器。本實(shí)用新型的漿態(tài)床反應(yīng)器是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的在所述反應(yīng)器殼體1中包括上部的隔板16、底部的合成氣分布板8以及漿態(tài)床層 13，其特征在于所述的漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置n個(gè)循環(huán)杯20和m個(gè)氣液旋分器10，其中m小于或等 于n;所述的循環(huán)杯20由下料管17和頂部的擴(kuò)張口 18組成；所述的每個(gè)氣液旋分器10都與一個(gè)循環(huán)杯20同軸對應(yīng)布置，每個(gè)氣液旋分器10 下部的旋分器料腿12伸入循環(huán)杯20頂部的擴(kuò)張口 18內(nèi)。所述的反應(yīng)器還包括設(shè)置在反應(yīng)器中部的上下兩層盤管4 ；所述的上段盤管入口 5和下段盤管入口 9分別通入除氧水，除氧水在盤管內(nèi)受到 漿態(tài)床層13的加熱發(fā)生汽化產(chǎn)生蒸汽分別從上段盤管出口 2和下段盤管出口 7流出。所述的合成氣分布管8采用樹枝狀結(jié)構(gòu)；所述的循環(huán)杯20淹沒在漿態(tài)床料位3下方；所述的循環(huán)杯20下料管17穿過合成氣分布管8中的空隙伸至接近反應(yīng)器底部的位置。在具體實(shí)施中，所述的氣液旋分器10的出口 19伸出隔板16上方；[0018]所述的旋分器料腿12伸入漿態(tài)床料位3以下；所述的氣液旋分器10的切向入口的氣體流速在12至25m/s范圍；所述的循環(huán)杯20個(gè)數(shù)值η為7，其中1個(gè)布置在所述的反應(yīng)器的中心，其余6個(gè)圍 繞中心均勻分布；所述的氣液旋分器10個(gè)數(shù)m = η ；在所述的反應(yīng)器中部的兩層取熱盤管4之間的位置設(shè)置有合成蠟抽出口 6。本實(shí)用新型的反應(yīng)器是這樣操作的本實(shí)用新型的反應(yīng)器的循環(huán)杯頂部為擴(kuò)張口。由于每個(gè)循環(huán)杯都淹沒在漿態(tài)床料 位下方，當(dāng)合成氣體經(jīng)合成氣分布板向上流動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)床層中的漿液向上流動(dòng)，形成氣液固 三相并流向上的漿態(tài)床層。當(dāng)氣液固三相流體到達(dá)擴(kuò)張口高度時(shí)，氣體因密度小浮力大保 持向上流動(dòng)直至流出漿態(tài)床料位，液體和催化劑因密度大翻流入擴(kuò)張口內(nèi)。由此造成循環(huán) 杯內(nèi)外的密度差異，循環(huán)杯外的氣液固三相漿態(tài)床密度小向上流動(dòng)，循環(huán)杯內(nèi)的氣體含量 小，主要是液體和催化劑固體，密度大向下流動(dòng)直至從循環(huán)杯下料管底部出口流出。循環(huán)杯 內(nèi)外的流體形成了循環(huán)流動(dòng)，循環(huán)的液體和催化劑間接成為反應(yīng)器補(bǔ)充的流體，從而間接 提高反應(yīng)器內(nèi)的空速。循環(huán)杯占用的反應(yīng)器空間遠(yuǎn)小于形成的流體循環(huán)體積，因此提高了 反應(yīng)器的空間利用率。在產(chǎn)物量一定的前提下，可以用較小的反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)，從而減少反應(yīng)器 的投資。氣液旋分器位于漿態(tài)床料位上方的反應(yīng)器頂部，每個(gè)旋分器出口伸至隔板上方， 旋分器料腿伸入漿態(tài)床料位以下，每個(gè)旋分器料腿伸入一個(gè)擴(kuò)張口內(nèi)。這種技術(shù)方案能夠 將氣液旋分器分離出的液體直接倒入密度較大的循環(huán)杯內(nèi)，促進(jìn)循環(huán)杯內(nèi)外的流體循環(huán)。特別是，由于本實(shí)用新型的合成氣分布管8采用樹枝狀結(jié)構(gòu)(見圖4)，循環(huán)杯下料 管17穿過合成氣分布管8中的空隙伸至接近反應(yīng)器底部的位置。這種技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)有 兩個(gè)，第一是從循環(huán)杯下料管17底部出口流出的循環(huán)液體和催化劑能夠攪動(dòng)反應(yīng)器底部 的流體，避免催化劑沉積在反應(yīng)器底部；第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是避免合成氣直接流入循環(huán)杯下料管 17，降低下料管內(nèi)的密度，減小流體循環(huán)量。在具體實(shí)施中，循環(huán)杯的數(shù)目根據(jù)反應(yīng)器直徑和反應(yīng)產(chǎn)物量進(jìn)行控制，循環(huán)杯至 少1個(gè)，優(yōu)選為7個(gè)，如果反應(yīng)器直徑大，可以布置多層，保證氣液旋分器數(shù)目不多于循環(huán) 杯。氣液旋分器的數(shù)量根據(jù)經(jīng)旋分器的氣體流量計(jì)算確定。氣液旋分器的切向入口的氣體 流速在12至25m/s范圍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1.循環(huán)杯內(nèi)外的流體形成了循環(huán)流動(dòng)，提高反應(yīng)器內(nèi)的空速，提高了反應(yīng)器的空 間利用率，降低反應(yīng)器投資；2.旋分器料腿伸入擴(kuò)張口內(nèi)，促進(jìn)循環(huán)杯內(nèi)外的流體循環(huán)。3.從循環(huán)杯下料管17底部出口流出的循環(huán)液體和催化劑能夠攪動(dòng)反應(yīng)器底部的 流體，避免催化劑沉積在反應(yīng)器底部。

圖1是本實(shí)用新型的漿態(tài)床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖圖2是本實(shí)用新型中的循環(huán)杯結(jié)構(gòu)圖圖3是本實(shí)用新型中的氣液旋分器結(jié)構(gòu)圖[0034]圖4是本實(shí)用新型中的合成氣分布管的樹枝狀結(jié)構(gòu)圖5是本實(shí)用新型典型的循環(huán)杯在反應(yīng)器中的分部圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，本實(shí)用新型的漿態(tài)床反應(yīng)器包括殼體1、一組氣液旋分器10、隔板16、 盤管4、合成氣分布管8，在所述殼體1中裝有漿態(tài)床層13，其特征在于所述漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi) 設(shè)置一組循環(huán)杯20，每個(gè)循環(huán)杯20淹沒在漿態(tài)床料位3下方，循環(huán)杯下料管17底部出口位 于合成氣分布管8下方。循環(huán)杯20由下料管17和頂部的擴(kuò)張口 18組成。每個(gè)旋分器料 腿12伸入一個(gè)擴(kuò)張18內(nèi)。反應(yīng)器內(nèi)優(yōu)選布置7個(gè)循環(huán)杯20如圖5，每個(gè)循環(huán)杯20都淹沒在漿態(tài)床料位3下 方，循環(huán)杯20內(nèi)外的流體形成了循環(huán)流動(dòng)。優(yōu)選7個(gè)氣液旋分器10位于漿態(tài)床料位3上方的反應(yīng)器頂部，每個(gè)旋分器出口 20 伸至隔板16上方，旋分器料腿12伸入擴(kuò)張口 18內(nèi)。每個(gè)氣液旋分器10都與其對應(yīng)的循 環(huán)杯20同軸布置。合成氣自反應(yīng)器底部的合成氣入口 14進(jìn)入反應(yīng)器，通過合成氣分布管8均勻分布 到整個(gè)反應(yīng)器橫截面上。合成氣在漿態(tài)床層13中發(fā)生合成反應(yīng)，生成烴類包括蠟和油并伴 隨大量放熱。反應(yīng)放熱通過反應(yīng)器內(nèi)的上下兩層盤管4撤出。操作中從上段盤管入口5和 下段盤管入口 9分別通入除氧水，除氧水在盤管內(nèi)受到漿態(tài)床層13的加熱發(fā)生汽化產(chǎn)生蒸 汽分別從上段盤管出口 2和下段盤管出口 7流出。設(shè)置上下兩層取熱盤管4的優(yōu)點(diǎn)是可以 通過控制不同的水流量改變上下層盤管4的取熱量，以控制床層溫度。反應(yīng)后的合成尾氣流出漿態(tài)床層13時(shí)攜帶少量合成油液體和催化劑固體，這些 合成尾氣到達(dá)反應(yīng)器頂部后進(jìn)入氣液旋分器10，在旋分器內(nèi)經(jīng)過旋流實(shí)現(xiàn)氣體與合成油液 體和催化劑固體的分離，凈化后的氣體從旋分器出口 19流出。在反應(yīng)器中部的兩層取熱盤管4之間的位置設(shè)置合成蠟抽出口，將床層中生成的 蠟抽出，抽出量以維持正常的漿態(tài)床料位3高度進(jìn)行控制。反應(yīng)器底部的卸料口 15用于停工時(shí)卸出反應(yīng)器內(nèi)混合物料。
權(quán)利要求一種漿態(tài)床反應(yīng)器，在所述反應(yīng)器殼體(1)中包括上部的隔板(16)、底部的合成氣分布板(8)以及漿態(tài)床層(13)，其特征在于所述的漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置n個(gè)循環(huán)杯(20)和m個(gè)氣液旋分器(10)，其中m小于或等于n；所述的循環(huán)杯(20)由下料管(17)和頂部的擴(kuò)張口(18)組成；所述的每個(gè)氣液旋分器(10)都與一個(gè)循環(huán)杯(20)同軸對應(yīng)布置，每個(gè)氣液旋分器(10)下部的旋分器料腿(12)伸入循環(huán)杯(20)頂部的擴(kuò)張口(18)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于所述的反應(yīng)器還包括設(shè)置在反應(yīng)器中部的上段盤管(4-1)和下段盤管(4-2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于 所述的合成氣分布管(8)采用樹枝狀結(jié)構(gòu)；所述的循環(huán)杯(20)淹沒在漿態(tài)床料位(3)下方；所述的循環(huán)杯(20)下料管(17)穿過合成氣分布管(8)中的空隙伸至接近反應(yīng)器底部 的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于 所述的氣液旋分器(10)的出口(19)伸出隔板(16)上方； 所述的旋分器料腿(12)伸入漿態(tài)床料位(3)以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于所述的循環(huán)杯(20)個(gè)數(shù)值η為7，其中1個(gè)布置在所述的反應(yīng)器橫截面的中心，其余6 個(gè)圍繞中心均勻分布；所述的氣液旋分器(10)個(gè)數(shù)m = η。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于在所述的反應(yīng)器中部的上段盤管(4-1)和下段盤管(4-2)之間的位置設(shè)置有合成蠟抽 出口(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于 所述的氣液旋分器(10)的出口(19)伸出隔板(16)上方； 所述的旋分器料腿(12)伸入漿態(tài)床料位(3)以下；所述的循環(huán)杯(20)個(gè)數(shù)值η為7，其中1個(gè)布置在所述的反應(yīng)器橫截面的中心，其余6 個(gè)圍繞中心均勻分布；所述的氣液旋分器(10)個(gè)數(shù)m = η ；在所述的反應(yīng)器中部的上段盤管(4-1)和下段盤管(4-2)之間的位置設(shè)置有合成蠟抽 出口(6)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種漿態(tài)床反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置n個(gè)循環(huán)杯(20)和m個(gè)氣液旋分器(10)，其中m小于或等于n；循環(huán)杯(20)由下料管(17)和頂部的擴(kuò)張口(18)組成；每個(gè)氣液旋分器(10)都與一個(gè)循環(huán)杯(20)同軸對應(yīng)布置，每個(gè)氣液旋分器(10)下部的旋分器料腿(12)伸入循環(huán)杯(20)頂部的擴(kuò)張口(18)內(nèi)；合成氣分布管(8)采用樹枝狀結(jié)構(gòu)；循環(huán)杯(20)淹沒在漿態(tài)床料位(3)下方；循環(huán)杯(20)下料管(17)穿過合成氣分布管(8)中的空隙伸至接近反應(yīng)器底部的位置。本實(shí)用新型提高了反應(yīng)器空速和空間利用率，促進(jìn)了循環(huán)杯內(nèi)外的流體循環(huán)，避免了催化劑沉積在反應(yīng)器底部。
文檔編號(hào)B01J8/22GK201632250SQ20102013320
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者劉家明, 吳德飛, 戴文松, 范傳宏, 郭志雄, 高莉萍 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司;中國石化工程建設(shè)公司