流化床反应系统以及使用该系统的方法_4

文档序号:9295920阅读:来源:国知局
装置回 收热量,或利用加热装置对流过第四管道的流体进行加热,通过所述泉调节其流速,通过所 述纯化装置,例如图1所示的废水处理装置120,脱除其中的杂质,形成循环脱盐水,然后流 入所述外部换热器7中进行所述辅助水内循环换热过程。在本发明的一个优选的实施方式 中,所述辅助水内循环换热装置中所使用的辅助循环水一部分源自所述液体收集管道106 收集而来的含油水的第四部分经过处理得到的循环脱盐水,另一部分是外界提供的新鲜的 补充脱盐水,如图1中的箭头所示,经由补充水管道213输入新鲜的补充脱盐水。在一个优 选的实施方式中,在外部换热器7中,换热流体经由外部换热器7内的第一换热管道71流 向流入管线113,然后进入内部换热器3,在内部换热器3中完成热交换之后,通过流出管线 114返回第一换热管道71,从第四管道111流入的物料流入外部换热器7内的第二换热管 道72,在该管道72中与第一换热管道71内的流体进行换热,然后进入第五管道112。
[0098] 另一种替代方案为,该外部换热器7换为汽包107,如图7所示,其中水在内部换热 器3中吸收流化床反应器1的反应热,另外还可W通过另外的管线幼日图8的113A和114A) 流经冷却器206C从而吸收流经该冷却器206的粗产物的热量,然后在汽包107中通过气液 分离将吸收的热量通过水蒸气送走。具体来说,将含油水的第四部分通过第四管道111流 入汽包107,经过内部换热器3W及任选地经过一个或多个冷却器进行吸热,并在汽包107 中进行气液分离,分离后的蒸汽携带着热量离开汽包107,流入第五管道112。
[0099] 辅助外循环:
[0100] 在本发明中,将所述含油水的第四部分W水蒸气的形式循环回到流化床反应器10 的原料入口 14的过程称为"辅助外循环"。例如在如图3所示的一个优选的实施方式中,从 产物分离换热一体化装置8出来的含油水的第四部分,经液体收集管道106出来后,经过废 水处理池120,经由第四管道111W及第五管道112后循环至与初始原料汇合,最终在原料 入口 14处重新回到反应器10中。
[0101] 经所述辅助水内循环换热装置在上述步骤生成的循环水蒸气的温度为 140-25(TC,优选为160-23(TC,通过第五管道112输送到所述流化床反应器10的原料入口 14,与经由水蒸气管道101补充的新鲜水蒸气、含氧气体,经由了帰管道100补充的了帰等 原料一起再加入流化床反应器10中进行反应。所述循环水蒸气、新鲜水蒸气、了帰和含氧 气体可W通过各自独立的管道输送入流化床反应器中,也可W首先将送些气体原料混合, 通过共同的加热装置进行加热,然后通过共同的气体原料入口和分布器输送入流化床反应 器中。在本发明的一个优选实施方式中,所述第五管道112中包括预热器115,用来将所述 循环水蒸气加热至所需的温度。
[0102] 在本发明的一个优选的实施方式中,所述第一管道201、第二管道202、第H管道 204、第四管道111和第五管道112中的一个或多个可W有一段管道W及管道中的一个或多 个装置是共用的。例如,在本发明的一个实施方式中,所述第二管道202、第H管道204和第 四管道111共用一部分管道W及一个或多个泉、加热装置、冷却装置和/或纯化装置。在本 发明的另一个实施方式中,所述原料了帰、新鲜水蒸气、含氧气的气体W及循环水蒸气中的 两种或更多种首先在一个混合器中混合,然后通过一个预热器加热至预定的温度,然后通 过同一个气体原料入口引入所述流化床反应器。在本发明的一个优选的实施方式中,所述 预热器115是第五管道112中的预热器。
[0103] 本发明的一个最主要的改进之处在于优化的反应物-产物物料循环和水循环。具 体来说,本发明产物分离步骤得到的废水一即含油水一只有第一部分作为排污废水经由排 污管道108排放。
[0104] 含油水的第二部分作为液态形式的循环急冷液态水直接循环返回流化床反应器 中。送部分循环急冷液态水通过雾化喷头16W雾状液滴的形式进入流化床反应器10之后, 雾化的水滴快速气化并移走流化床反应器10中的大量反应热,并且该循环急冷液态水中 包含的醒、丽、有机酸等化合物会在流化床反应器中氧化成二氧化碳和水,由此总体上减少 了送些有机副产物所造成的污染。该循环急冷液态水中还可能包含少量的了帰和了二帰, 送些组分循环回到流化床反应器中,可W有效提高原料的利用率W及产物了二帰的产率和 选择性。
[0105] 含油水的第H部份再循环到产物分离换热一体化装置8中,最大程度减少水的用 量,提高产物回收率。
[0106] 含油水的第四部分用来输送到辅助水内循环换热装置,进而W循环水蒸气的形式 送回流化床反应器,进一步提高了水的循环利用率。
[0107] 本发明的另一个改进之处在于对体系内废热的有效回收和利用。在本发明的一个 实施方式中,根据需要利用第一管道201中的冷却装置W及所述辅助水内循环换热装置回 收废热,并将回收得到的废热用于本发明需要加热的位置,例如用于对即将输入流化床反 应器10的气体原料和/或液体原料进行加热,用来在第二管道202中将液态水加热至所述 的温度,W及用来在外部换热器7或汽包107处加热生成循环水蒸气。本领域技术人员能 够理解,本发明上述各个位置回收的废热还可W用于本发明流化床反应系统中其他任意需 要加热的位置,或者还可W将多余的废热引出该系统之外,用于对其他的上游或下游工艺 提供热量,从而实现经济效益最大化。
[010引与上述反应工艺相适应地,本发明还提供一种改进的流化床反应系统。该流化床 反应系统包括流化床反应器10和核必外循环系统。该流化床反应器10包括位于该流化床 反应器10内的分布器12、位于该分布器12上方的雾化喷头16、位于该流化床反应器10底 部的原料入口 14W及位于该流化床反应器10顶部的粗产物出口 103。该核必外循环系统 包括第一管道201、产物分离换热一体化装置8、液体收集管道106、W及第二管道202;其中 该产物分离换热一体化装置8具有位于底部侧面的粗产物入口 81W及位于底部的含油水 出口 83 ;该第一管道201两端分别连接该流化床反应器10的粗产物出口 103W及该产物 分离换热一体化装置8的粗产物入口 81,该液体收集管道106的第一端连接产物分离换热 一体化装置8的含油水出口 83,第二端连接第二管道202,所述第二管道202的另一端连接 流化床反应器10的雾化喷头16。
[0109] 优选地,该流化床反应系统进一步包括辅助外循环系统。该辅助外循环系统包括 第四管道111、第五管道112。在本发明的一个实施方式中,在不使用辅助水内循环换热装 置的情况下,第四管道111的一端与所述液体收集管道106的第二端相连,另一端与所述第 五管道112相连,第五管道112的另一端还与流化床反应器10的原料入口 14相连。在本 发明的另一个实施方式中,在使用辅助水内循环换热装置的情况下,第四管道111的一端 与所述液体收集管道106的第二端相连,另一端与辅助水内循环换热装置相连,所述第五 管道112的一端与所述辅助水内循环换热装置相连,另一端还与流化床反应器10的原料入 口 14相连。可选地,在该第五管道112上设置预热器115。在本发明的一个优选的实施方 式中,可W将通过管道100和101输入的了帰、含氧气体、水蒸气等物料与所述第五管道112 中的物料混合,然后一起用预热器115进行预热。
[0110] 更优选地,该流化床反应系统除了包括流化床反应器10、核必外循环系统、辅助外 循环系统W外,还进一步包括辅助水内循环换热装置,其包括外部换热器7、流入管线113、 内部换热器3、流出管线114 ;该外部换热器7还包括第一换热管道71、第二换热管道72 ;其 中该外部换热器7的第一换热管道71的一端与流出管线114相连,该第一换热管道71的 另一端与流入管线113相连,该内部换热器3两端分别连接该流入管线113和该流出管线 114,所述第二换热管道72的两端分别与第四管道111和第五管道112相连。
[0111] 可选地,该流化床反应系统还进一步包括辅助冷却循环系统,其包括第H管道 204。该产物分离换热一体化装置8上方有循环水入口 84、顶部有目标产物出口 82,该第H 管道204两端分别连接液体收集管道106的第二端和循环水入口 84,该液体收集管道106 第一端连接产物分离换热一体化装置8的含油水出口 83。优选地,该第H管道204中设置 冷却器214。
[0112] 可选地,上述各个管道中的一个或多个可W有一段管道W及管道中的一个或多个 装置是共用的。例如,在本发明的一个实施方式中,所述第二管道202、第H管道204和第 四管道111共用一部分管道W及一个或多个泉、加热装置、冷却装置和/或纯化装置。可选 地,上述各个管道中的一个或多个可W包括一个或多个冷却装置、一个或多个加热装置、一 个或多个泉、W及一个或多个纯化装置。
[0113] 实施例
[0114] 通过W下实施例来具体描述本发明的优选实施方式,W帮助本领域技术人员更直 观地了解本发明的操作和相关的优点。但是本发明的保护范围仅仅由权利要求书所限定, 而并非仅限于该实施例。本领域技术人员可W在不背离本发明范围的情况下对所述具体实 施例进行各种相应的修改,从而实施本发明的技术方案,获得本发明预期的技术效果。
[011引 实施例一
[0116] 如图2所示,该流化床反应系统包括流化床反应器10和核必外循环系统。该流化 床反应器10包括位于该流化床反应器10内的分布器12、位于该分布器12上方的雾化喷 头16、位于该流化床反应器10底部的原料入口 14W及位于该流化床反应器10顶部的粗产 物出口 103。优选地,该流化床反应器10内部还包括一个内部换热器3,相应地有流入管线 113和流出管线114。冷却液体从流入管线113流入内部换热器3,带走内部换热器3中的 热量,然后通过流出管线114流出该流化床反应器10。
[0117] 另外,为便于原料加料,如图2所示在原料入口 14前设置一个预热器115,用于将 原料气化形成水蒸气和了帰的混合气体,提高在流化床反应器10中的反应效率。原料如了 帰、水可W混合好后再通入,也可W如图2所示,
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