流化床反应系统以及使用该系统的方法_5

文档序号:9295920阅读:来源:国知局
分别通过水蒸气与含氧气体管道101、了帰 管道100通入,然后再混合起来,加热形成混合气体后再通入反应器内。
[0118] 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,第二端连接所述第二管道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。
[0119] 该产物分离换热一体化装置8还包括位于顶部的目标产物出口 82W及产物收集 管道105,用于将目标产物经由该目标产物出口 82通过产物收集管道105收集起来。另外, 该产物分离换热一体化装置8还包括一个排污管道108,该排污管道108与所述液体收集管 道106的第二端相连,用于将污水排出体系外;W及一个补充水入口,用于通入外面的新鲜 补充冷水,使得产物分离换热一体化装置8中的粗产物物流通过降温的形式实现分离的效 果。
[0120] 送样,原料通过管道100、101W气态形式进入流化床反应器10后,在催化剂的作 用下发生反应,并上升至反应器顶部的粗产物出口 103。在反应器内,在内部换热器3的作 用下,将反应产生的部分热量带出反应器。同时,产生的粗产物通过核必外循环系统所包括 的第一管道201进入产物分离换热一体化装置8,在此过程中,所述粗产物在从粗产物出口 103出来后先经过一个冷却器206,将物料先行初步冷却,然后再经过一个后冷器206A,将 物料进一步冷却。然后,所述经过两步冷却的粗产物进入产物分离换热一体化装置8的粗 产物入口 81。
[0121] 在产物分离换热一体化装置8内,粗产物上升,与上方流下的补充水W对流的方 式相接触,发生热交换,从而完成产物分离换热,目标产物从产物收集管道105排出并收 集,其他的含油水从底部的含油水出口 83流出,流过液体收集管道106,经冷却/纯化装置 11后,污水通过排污管道108排出,部分含油水通过第二管道202循环回到流化床反应器 10的雾化喷头16,从而使得其中所含的水得到重复利用,其中对反应有用的成分重新参与 反应。
[0122] 实施例二
[0123] 如图3所示,该流化床反应系统包括流化床反应器10、核必外循环系统W及辅助 外循环系统。该流化床反应器10及核必外循环系统的结构与图2所示相同。
[0124] 该辅助外循环系统包括第四管道111、第五管道112、废水处理装置120。该废水处 理装置120位于该第四管道111上,第四管道111分别与液体收集管道106的第二端和第 五管道112相连,第五管道112的另一端与流化床反应器10的原料入口 14相连。可选地, 在该第五管道112与原料入口 14相连接处设置预热器115。
[0125] 通过该设计,部分含油水经纯化处理后,返回至原料入口 14,可W作为原料的一部 分进入反应器,送样省去了原料入口处的水消耗。 阳12引 连施例立
[0127]如图4所示,该流化床反应系统包括流化床反应器10、核必外循环系统、辅助外循 环系统,除此之外,还包括一个辅助水内循环换热装置。该流化床反应器10及核必外循环 系统、辅助外循环系统的结构与图3所示相同。所不同之处在于,在第四管道111和第五管 道112之间设置辅助水内循环换热装置。该辅助水内循环换热装置包括外部换热器7、W 及位于该外部换热器7内部的第一换热管道71W及第二换热管道72。该第一换热管道71 通过流入管线113与流化床反应器10的内部换热器3相连,另一端连接流出管线114 ;该 第二换热管道72 -端连接第四管道111,另一端连接第五管道112。
[012引通过该设计,部分含油水经过废水处理装置120净化处理后,在外部换热器7中进 行热量交换后,与流化床反应器10的内部换热器3的换热流体交换热量,进一步将反应器 内部的热量带出至体系外。
[012引 连施例四
[0130] 本实施例的反应系统如图5所示,其与实施例H的系统的不同之处在于,其在第 四管道111上设置一个外加热器210,达到在进入所述外部换热器7之前先将物料加热至泡 点的作用,从而增强换热效果。
[0131] 实施例五
[0132] 本实施例的反应系统如图6所示,其与实施例H的系统的不同之处在于,在辅助 水内循环换热装置的流入管线113上设置一个内加热器212,使得在进入内部换热器3之 前,进一步将物料加热至泡点,W提高流化床反应器10内的换热效果。具体来说,通过该 内加热器212将换热流体加热至较高的温度,使得换热流体在内部换热器3中吸热时能够 发生相变,而相变时可W更高效地吸收热量,由此实现更高的传热系数。在本实施例中,换 热流体经过加热器212后升温至180-22(TC,例如大约20(TC,而反应器10中的温度约为 350-39(TC,例如30(TC上下,在此情况下,换热流体在内部换热器中可W发生更大程度的相 变,由此可W更高效地把反应器10内的热量带走。
[0133] 实施例六
[0134] 本实施例的反应系统与实施例四、五的系统的不同之处在于,同时在第四管道111 设置一个外加热器210,W及在流入管线113设置内加热器212,使得在进入外部换热器7 之前W及在进入内部换热器3之前,均将物料加热至泡点,W提高换热效果。
[0135] 实施例走
[0136] 本实施例的反应系统如图1所示,该反应系统与实施例H的反应系统相比,该流 化床反应系统还另外包括一个辅助冷却循环系统,其包括一个第H管道204,该第H管道 204-端与液体收集管道106的第二端相连,另一端连接产物分离换热一体化装置8的循环 水入口 84。优选地,在该第H管道204上设置冷却器214,使得循环水在进入产物分离换热 一体化装置8之前先行冷却,从而提高产物分离换热效果。
[0137] 需要说明的是,上述实施例走中的辅助冷却循环装置可W用于所有实施例中。
[013引实施例八
[0139] 本实施例的反应系统如图7所示,该反应系统与图4所示的实施例H的反应系 统的不同之处在于,将图4中的外冷却器7换成汽包107,在该汽包107中,含水物流发生 气-液相分离,其中气态物质直接从第五管道112循环回原料入口 14处,液态物质则通过 流入管线113进入内部换热器3,带走反应器中的热量,然后从流出管线114流回汽包107, 利用此次吸收的热量再次进行气-液相分离。此时,流回的物料中所含的液态物质仍然通 过流入管线113流入内部换热器3,而流回的物料中所含的气态物质则进入第五管道112。
[0140] 实施例九
[0141] 该实施例的反应系统如图8所示,该反应系统与图7所示的实施例八的反应系统 的不同之处在于,其具有与流入管线113W及冷却器206C相连的流入支路管线113A、W及 与冷却器206C和汽包107相连的流出支路管线114A,并且流入支路管线113A、流出支路管 线114A与冷却器206C共同构成潜热利用管路。其中,从流化床反应器10顶部的粗产物出 口 103流出的含有大量热量的粗产物经由第一管道201通过冷却器206C时,受到冷却器 206C的冷却,将大量热量移走;而流入管线113中的部分液态物质进入流入支路管线113A, 并到达冷却器206C,带走上述粗产物的热量,使得流入支路管线113A中的液态物质受到加 热,因此在该冷却器206C中物料是W气液两相形式存在。经该流出支路管线114A回到汽 包107的物料,在汽包107中发生气-液相分离,气态物质还是进入第五管道112循环至原 料入口 14,液态物质还是通过流入管线113进入内部换热器3,用于将反应器内的热量携带 出反应器。
[0142] 实施例十
[0143] 本实施例的反应系统如图9所示,与图8所示的实施例九的反应系统的不同之处 在于,在第四管道111与汽包107连接之前,第四管道的流入段111A与后冷器206B相连,第 四管道的流出段111B与后冷器206BW及汽包107分别相连,从而第四管道的流入段111A、 后冷器206B与第四管道的流出段111B共同构成另一个潜热或显热利用管路。
[0144] 粗产物经由第一管道201流到产物分离换热一体化装置8的粗产物入口 81之前, 经后冷器206B进一步冷却,放出大量的热量,此时,从第四管道111W及第四管道的流入段 111A进入后冷器206B的物料,在后冷器206B中吸收该粗产物放出的热量而使得其本身被 加热,加热后的物料通过第四管道的流出段111B进入汽包107,在汽包107中发生气-液相 分离,气态物质流入第五管道112,液态物质进入流入管线113而后进入内部换热器3。
[0145] 通过潜热利用管路送样的设计,热量被充分利用,使得回到原料入口 14处的物料 中水分是W水蒸气形式存在,回到流化床反应器中后可W直接循环利用。
[0146] 实施例^--
[0147] 本实施例的反应系统如图10所示,本实施例与实施例十的不同之处在于,另外采 用了辅助冷却循环系统,该辅助冷却循环系统与图1中的相应设计类似,通过第H管道204 将液体收集管道106的第二端和产物分离换热一体化装置8上部的循环水入口 84相连,在 该第H管道204上设置有冷却器214。
[014引流化床反应系统的应用
[0149] 将上述流化床反应系统应用于具体的反应,例如了帰氧化脱氨制备了二帰的反 应,来验证反应效果。W下W图1所示的实施例走的反应系统为例进行说明。
[0150] W下实施例使用本发明图1所示的反应系统进行反应。其中使用的流化床反应器 中填充的催化剂是粒度为200目的铁酸盐尖晶石催化剂,该催化剂的分子式为M2中62〇4. a化2〇3,按照1998年6月17日公开的申请号为96113127. 6的专利文献实施例1所述的步 骤合成得到的。
[0151] 压力为
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