. 一种井下隔热还空悬浮床反应器，该反应器安置于井下筒型复合安全壳体（2)中， 该反应器包括隔热管柱（3)、内管管柱（4)、安全泄压阀（5)和地面控制阀组，隔热外管（3) 与催化内管（4)之间形成倒流还空通道，安全泄压阀（5)位于隔热管柱（3)的底部，内管管 柱（4)底部与安全泄压阀（5)之间相隔一定距离，隔热管柱（3)和内管管柱（4)之间的空 间位置以及反应器与井下筒型复合安全壳体（2)之间的空间位置均用扶正器控制，该反应 器的物料入口（6)位于内管管柱（4)的顶部，物料出口（7)位于倒流还空通道的顶部。2. 权利要求1的反应器，所述的井下隔热还空悬浮床为长径比10-10000的反应容器， 优选的长径比为100-5000,更优选的长径比200-2000。3. 权利要求1的反应器，其中所述的井下筒型复合安全壳体为设置于地面（1)以下的 复合壳体，该复合壳体为所述的反应器提供安置空间与泄压安全空间， 优选地，所述的复合壳体可以是直井、斜井筒型复合壳体结构，也可以是水平井井型筒 型复合壳体结构。4. 权利要求1-3任一项的反应器，其中隔热管柱（3)或内管管柱（4)的横截面基本上 呈圆形。5. 权利要求1-4任一项的反应器，其中隔热管柱（3)和内管管柱（4)同心地放置于井 下筒型复合安全壳体中。6. 权利要求1-5任一项的反应器，其中隔热管柱（3)由一个内管和套在该内管外的外 管构成，外管的两端与内管的外壁相接在内外管之间形成密封隔热层， 优选地，密封隔热空间沿着外管外壁纵向覆盖外管长度的至少50%、优选70%、更优 选 90%或 100%。7. 权利要求1-6任一项的反应器，其中密封隔热层为真空隔热层，或者为填充了隔热 材料的密封隔热层。8. 权利要求1-7任一项的反应器，其中内管管柱（4)的底部安装有合金材料的内锥型 入口⑶。9. 权利要求1-8任一项的反应器，其中内管管柱（4)底部与安全泄压阀（5)之间的距 离为彡0.3米（例如0.5米）。10. 前述权利要求中任一项的反应器，其中安全泄压阀（5)的作用是在井下所述的反 应器反应器发生意外、压力超过安全泄压阀设定的安全压力时，安全泄压阀自动开启，与井 筒复合安全壳体空间连通，卸出反应物料与反应压力，安全泄压阀的安全开启压力根据设 计要求设定， 优选的安全泄压阀（5)是片式或球阀式阀门，与隔热管柱（3)底部正反螺纹扣连接，优 选的安全开启压力为正常工作压力的1. 2-1. 5倍（例如1. 3倍），优选的安全泄压阀材料为 高强碳素管材，更优选的安全泄压阀材料是不锈钢与高强碳素的复合管材。11. 前述权利要求中任一项的反应器，其中隔热管柱（3)是由标准隔热管件正反螺纹 口连接组成， 优选地，所述的标准隔热管件为内外管无缝焊接的封闭真空管中管复合隔热结构或者 其它类型的管中管复合隔热结构，优选为依据反应容器外壁隔热管柱的工程要求制备的不 同工程参数的标准隔热管件， 更优选地，所述的标准隔热管件的内管为抗氢耐温不锈钢无缝管材、内衬为不锈钢的 碳素钢复合无缝管材或高强碳素管材，外管为高强碳素管材。12. 权利要求11的反应器，其中隔热管柱（3)的抗压强度彡30.0MPa(500°C)，视导热 系数彡 0? 05W?(m? °K) -1 (500°C) /1000m，隔热管柱最小脱扣强度彡 450t(500°C) /1000m。13. 权利要求11的反应器，其中隔热管柱（3)的抗压强度彡25. 0MPa(350°C)，视导热 系数彡 0. 25W?(m? °K) -1 (350°C) /1000m，隔热管柱最小脱扣强度彡 450t(350°C) /1000m。14. 权利要求11的反应器，其中隔热管柱（3)的抗压强度彡10. 0MPa(350°C)，视导热 系数彡 0. 35W?(m? °K) -1 (350°C) /1000m，隔热管柱最小脱扣强度彡 450t(350°C) /1000m。15. 权利要求11的反应器，其中隔热管柱（3)的件抗压强度彡50.0MPa(500°C)，视导 热系数彡 〇? 05W?(m? °K)-1(500°C)/1000m，隔热管件脱扣强度彡 500t(500°C)。16. 权利要求11的反应器，其中隔热管柱（3)的件抗压强度彡30.0MPa(350°C)，视导 热系数彡 0. 25W?(m? °K)-1 (350°C)/1000m，隔热管件脱扣强度彡 500t(350°C)。17. 权利要求11的反应器，其中隔热管柱（3)的件抗压强度彡20. 0MPa(350°C)，视导 热系数彡 0. 35W?(m? °K)-1 (350°C)/1000m，隔热管件脱扣强度彡 500t(350°C)。18. 前述权利要求中任一项的反应器，其中内管管柱（4)由标准内管管件连接组成，标 准内管管件之间的连接方式为：标准内管管件两端正反螺纹口连接，标准内管管件的脱扣 强度> 200t(500°C)。19. 权利要求18的反应器，其中所述的标准内管管件是高强碳素管材或抗氢耐温不锈 钢无缝管材。20. 权利要求1-19任一项的反应器，其中隔热管柱（3)和内管管柱（4)之间的扶正器 优选为三叶型或五叶型扶正器，优选的安置个数为〇. 5-2个/100米； 优选地，隔热管柱（3)与井下筒型复合安全壳体（2)之间的扶正器为三叶型或五叶型 扶正器，优选的安置个数为0. 5-2个/100米。21. 权利要求1-19任一项的反应器，其中隔热管柱（3)和内管管柱（4)顶部分别与地 面控制阀组中的外、内管连接，连接方式可以是焊接或正反螺纹扣连接。22. 前述权利要求中任一项的反应器，其特征在于，所述的反应器在井下筒型复合安全 壳体中的相对位置是由反应器在井下筒型复合安全壳体中的安全容量空间系数k和反应 器在井下筒型复合安全壳体中的下深系数hk确定，安全容量空间系数k随反应苛刻程度的 增加而降低，下深系数hk与安全容量空间系数k呈正比函数关系，安全容量空间系数k越 小，下深系数hk越小，安全容量空间系数k和下深系数hk的计算公式如下：23. 前述权利要求中任一项的反应器，其中所述的反应器在井中筒型复合安全壳体中 的相对位置可以按照以下原则来确定： 反应器内工作温度彡500°C，工作压力为20-25MPa时，安全容量空间系数k彡0. 05,下 深系数hk < 0. 5 ; 反应器内工作温度彡500°C，工作压力为15-20MPa时，安全容量空间系数0. 10,下 深系数hk = 0? 5-0. 6 ; 反应器内工作温度彡500°C，工作压力为8-15MPa时，安全容量空间系数k彡0. 15,下 深系数hk = 0? 5-0. 65 ; 反应器内工作温度彡500°C，工作压力为5-8MPa时，安全容量空间系数k彡0. 20,下深 系数hk = 0? 50-0. 70 ; 反应器内工作温度彡500°C，工作压力彡5MPa时，安全容量空间系数k彡0. 25,下深系 数匕=0? 60-0. 70。24. 前述权利要求中任一项的反应器，该反应器的工作流程为：物料流体由位于内管 管柱（4)顶部的入口（6)进入反应器，经过内管管柱（4)流到内管管柱（4)的底部后，上返 到倒流还空通道内，经位于倒流还空通道顶部的出口（7)排出。25. 井下隔热还空悬浮床反应器井组，由权利要求1-24任一项的反应器组成，通过地 面控制阀组与地面管线串联或并联组成不同布井方式的井下隔热逆流式固定床反应器井 组，优选的布井方式为，直排式、反三点、反五点或反七点的布井形式，井距> 5. 0m。26. 权利要求1-24任一项的反应器的用途，用于石油加工过程中的重质油加氢轻质 化工艺，煤与生物质的加氢直接液化工艺，煤、生物质和重油的混合共炼加氢轻质化加工工 艺，以及其它流体物料的高温高压化学反应工程。
【专利摘要】本发明提供了一种井下隔热还空悬浮床反应器。该反应器适应于石油加工过程中的重质油加氢轻质化工艺，煤与生物质的加氢直接液化工艺，煤、生物质和重油的混合共炼加氢轻质化加工工艺，以及其它流体物料的高温高压化学反应工程。
【IPC分类】B01J8/18
【公开号】CN105013411
【申请号】CN201410167235
【发明人】金军
【申请人】北京金菲特能源科技有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月24日