用于流化床反应器的改进的内部旋风分离器的制造方法
【专利说明】用于流化床反应器的改进的内部旋风分离器
[0001]相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§ 119(e)，本申请要求保护在2012年8月30日提交的美国临时专利申请N0.61/695，179的优先权，其公开以全文引用的方式并入到本文中。
技术领域
[0002]本发明涉及一种配备有内部旋风分离器的改进的流化床反应器，内部旋风分离器连接到基本上位于反应柱外侧的粒子排放管。
【背景技术】
[0003]流化床反应器(FBR)为一种反应器设备类型，这种反应器设备可以用于执行多种多相化学反应。在这种类型的反应器中，流体(气体或液体)以足够高的速度穿过颗粒固体材料(通常可能成形为微小球体的催化剂)以使固体悬浮并且使之表现为它就像流体那样。也被称作流化/流体化的这个过程赋予流化床反应器许多重要优点。因此流化床反应器可以用于许多工业应用中。流化床反应器常常用于产生汽油和其它燃料，以及许多其它化学品。使用流化床反应器技术来制造许多工业上生产的聚合物，诸如橡胶、氯乙烯、聚乙烯、苯乙烯和聚丙烯。流化床反应器用于各种用途，例如用于核电站以及水和废物处理设置；流化床反应器也用于煤的气化。用于这些应用的流化床反应器考虑到了比先前标准反应器技术更清洁和更高效的过程。
[0004]在常规流化床反应器中，内部旋风分离器常常用于在其标准操作期间从在流化床反应器中向上移动的气体分离细粒。这种内部旋风分离器优于位于反应器外部的旋风分离器的优点在于内部旋风分离器能被过程气体加热到过程温度而无需外部热源。此外，由于过程气体的高温，内部旋风分离器的入口将不易于堵塞。
[0005]旋风分离器常常连接到位于流化床反应器内的排放管并且向后朝向反应器底部导送所俘获的粒子。这种类型设置的缺陷在于向上流动的流化气体可以绕开旋风分离器的入口并且经由其排放管进入内部旋风分离器。另一缺陷在于在必须要接近排放管并且因为排放管堵塞而清洁排放管的情况下，整个流化床反应器系统必须停工。此外，从这些类型的系统移除所俘获的细粒常常是较难的。
[0006]因此，仍然需要一种具有改进的设计的流化床反应器，其在流化床反应器仍操作的同时允许对堵塞的排放管进行清洁。本发明解决这种需要。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种流化床反应器，包括:反应柱，其具有流体部分；气体流入装置，其用于使气体向上穿过反应柱的流体部分流动；粒子进给装置，其用于将粒子进给到反应柱的流体部分；以及，旋风分离器，其能从反应柱的流体部分向上流动的气体分离出粒子。旋风分离器位于所述反应柱内并且与向上流动的气体相连通；并且旋风分离器包括旋风分离器主体，旋风分离器主体具有气体引入开口、气体流出开口和粒子降落端口。该旋风分离器还具有粒子排放管，粒子排放管具有与旋风分离器主体的粒子降落端口相连接的上部分，以及下部分；其中粒子排放管基本上位于反应柱外侧。
[0008]在本发明的某些实施例中，流化床反应器还包括:气液分离罐(knock-out pot)，其附连到粒子排放管的下部分并且位于反应柱外侧，其中气液分离罐能收集从粒子排放管排放的粒子。
[0009]在本发明的其它实施例中，流化床反应器还包括振动器，其附连到粒子排放管并且位于反应柱外侧，其中振动器能移除已积聚于粒子排放管中的固体。
[0010]在本发明的另外实施例中，流化床反应器还包括:高压队净化管线，其附连到粒子排放管并且位于反应柱外侧，其中高压N2净化管线能移除粒子排放管中的严重堵塞。
[0011]在本发明的另外实施例中，粒子排放管或气液分离罐或二者包括用于绝热的装置。
[0012]本发明还提供一种生产UF4的方法，包括在上文所讨论的流化床反应器中的任一个中使而2与HF气体起反应。
【附图说明】
[0013]图1表示根据本发明带有内部旋风分离器的改进的流化床反应器的截面图。
【具体实施方式】
[0014]本发明涉及一种配备了旋风分离器的改进的流化床反应器，旋风分离器位于流化床反应器的反应柱内并且连接到基本上位于所述反应柱外侧的粒子排放管。由于这种修改，因为能在流化床反应器仍操作时清洁所述粒子排放管，本发明的流化床反应器更高效地操作。
[0015]现将参考附图(图1)来详细描述根据本发明而构造的流化床反应器的实施例。
[0016]在图1中，由附图标记I所标注的流化床反应器根据本领域普遍已知的流化床原理而操作。流化床反应器具有反应柱2，反应柱2基本上竖直地延伸，并且其具有相对较大直径圆柱形状的自由宽部3、倒置截头圆锥管状的锥形部分4、和相对较小直径圆柱形状的流体部分5。反应柱2的下端部设有气体流入装置6。气体流入装置6包括安置于反应柱2下端部处的气体腔室7，和与气体腔室7相连接的气体流入管8。气体通过气体流入管8而被进给到气体腔室7，并且然后通过气体分配器26向上流动并且进入到反应柱2内侧。反应柱2还设有粒子进给装置9。粒子进给装置9包括粒子进给管10，粒子进给管10通过反应柱2的自由宽部4的周围壁前移到反应柱2内并且向下延伸到反应柱2的流体部分5内。粒子进给管10连接到粒子进给源11，粒子进给源11以预定速率向粒子进给管10供应粒子，粒子进给管10将粒子进给到反应柱2的下部分内，即流体部分5。因此，粒子的主流化床12形成于反应柱2的流体部分5中。反应柱2，气体流入装置6 (包括气体腔室7和气体流入管8)和粒子进给管10可以由任何合适材料诸如不锈钢或高镍合金制成。
[0017]反应柱2还配备旋风分离器13。旋风分离器13包括旋风分离器主体14，旋风分离器主体14连接到粒子排放管15。在图1中，旋风分离器主体14完全安置于反应柱2内，而粒子排放管5基本上位于反应柱2外侧。旋风分离器主体14具有接近圆柱形上部分16(较宽端)和圆锥形下部分17 (窄端)。气体引入开口 18位于旋风分离器主体14的上部分16的周围壁中，并且气体流出开口 19位于上部分16的顶壁中。旋风分离器主体14定位于反应柱2的上部分中，S卩，自由宽部3，并且其气体引入开口 18朝向反应柱2的自由宽部3敞开。出口管20连接到旋风分离器主体14的气体流出开口 19，并且这个出口管20穿过反应柱2的顶壁延伸。旋风分离器主体14的下部分17的底壁完全打开以形成粒子掉落端口21。粒子排放管15由细长地延伸的圆柱形构件形成，并且其上端连接到粒子掉落端口 21。因此，粒子排放管15的上端与旋风分离器主体14的粒子掉落端口 21相连通。旋风分离器主体和粒子排放管可能由任何合适材料诸如不锈钢或高镍合金制