浆态床费托合成催化剂固液分离装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种浆态床费托合成催化剂固液分离装置，包括罐体，所述罐体内自上而下设有反冲洗区、过滤区和液体收集区；所述罐体内上部设有隔板，所述反冲洗区与过滤区通过所述隔板隔开；所述罐体内下部设有过滤柱支撑座，所述过滤区与液体收集区通过所述过滤柱支撑座隔开；所述过滤区内设有中空过滤柱，所述隔板上开设有过滤孔，所述中空过滤柱的一端与所述过滤孔相通；所述过滤柱支撑座上开设有过滤柱支撑孔，所述中空过滤柱的另一端穿过过滤柱支撑孔与所述液体收集区相通。其结构简单、成本低廉、能将浆态床费托合成中液态产品和催化剂等固态物质进行有效分离。
【专利说明】
浆态床费托合成催化剂固液分离装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及费托合成反应技术领域，具体地指一种浆态床费托合成催化剂固液分离装置。
【背景技术】
[0002]费托合成(Fischer-Tropsch Synthesis)，也称为FT合成，是一氧化碳非均相催化加氢生成分子量分布很宽的烃类产物的化学反应，在不同催化剂和不同反应条件下，也可以生成烷烃、烯烃、醇、醛、酸等有机化合物。利用费托合成反应制备液体燃料，对实现石油替代、保障能源供应安全具有重要的现实意义。
[0003]在费托合成工艺中，浆态床反应器因其良好的传热传质效果、压力降小、结构简单、成本低以及易于大型化的特点而得到广泛的应用。反应器运行时，原料气预热后经反应器底部的气体分布器进入反应器，分散后的气体与催化剂接触进行费托合成反应，生成液态烃类产物，未反应的气体和气相产物由反应器上部排出，反应器内的液相产物则需要经过过滤器不定时的排出。然而，随着反应的进行，催化剂活性逐渐下降，需要将失活催化剂从反应器底部排出，同时向反应器中添加新鲜的催化剂，以维持整个反应器内的催化剂性能稳定。费托合成反应的催化剂主要为铁和钴催化剂，在需要将失活的催化剂从反应器内排出时，由于浆态床反应器中采用的催化剂颗粒粒径通常在30?150μπι之间，催化剂的颗粒极细小，催化剂与液体产物分离困难成为浆态床反应器的主要问题之一。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单、成本低廉、能将浆态床费托合成中液态产品和催化剂等固态物质进行有效分离的浆态床费托合成催化剂固液分离装置。
[0005]为实现上述目的，本实用新型所设计的浆态床费托合成催化剂固液分离装置，包括罐体，所述罐体内自上而下设有反冲洗区、过滤区和液体收集区;所述罐体内上部设有隔板，所述反冲洗区与过滤区通过所述隔板隔开;所述罐体内下部设有过滤柱支撑座，所述过滤区与液体收集区通过所述过滤柱支撑座隔开;所述过滤区内设有中空过滤柱，所述隔板上开设有过滤孔，所述中空过滤柱的一端与所述过滤孔相通;所述过滤柱支撑座上开设有过滤柱支撑孔，所述中空过滤柱的另一端穿过过滤柱支撑孔与所述液体收集区相通;所述罐体顶部开设有浆液进入口，所述浆液进入口由第一导管穿过所述隔板与所述过滤区连通;所述罐体底部开设有催化剂出口，所述催化剂出口由第二导管穿过所述过滤柱支撑座与所述过滤区连通;所述反冲洗区侧壁开设有反冲洗口，所述液体收集区侧壁开设有液体出口。
[0006]进一步地，所述中空过滤柱为粉末金属烧结过滤管、外层覆盖滤布的多层金属丝网过滤管、或两层金属丝网中填充石英砂的填充式过滤管。
[0007]进一步地，所述中空过滤柱下方设有与之相通的空心支撑管，所述中空过滤柱的顶端与所述隔板上的过滤孔相通，所述空心支撑管的底端与所述过滤柱支撑孔相通。
[0008]再进一步地，所述液体出口处设有与外部连通的第三导管，所述第二导管和所述第三导管上均设有控制阀门。
[0009]再进一步地，所述过滤区内设有4?20个中空过滤柱。
[0010]还进一步地，所述过滤柱支撑座为圆锥型支撑座，所述催化剂出口通过第二导管与圆锥型支撑座的顶端连通。
[0011]更进一步地，所述第三导管上连接有抽滤装置。
[0012]本实用新型的优点在于:所设计的固液分离装置经过设置于内部的中空过滤柱将含催化剂的浆液中的液态产品分离，并且液态产品可直接回收排出装置，过滤后的浆液中的催化剂含量较高，可直接进入浆态床反应器中再次利用，或者进入催化剂再生装置回收再利;该分离装置结构简单、建设成本较低、操作方便易行。
【附图说明】
[0013]图1为一种浆态床费托合成催化剂固液分离装置的结构示意图；
[0014]图2为图1所示分离装置的俯视结构示意图；
[0015]图中:罐体1，反冲洗区2，过滤区3，液体收集区4，隔板5(其中，过滤孔5a)，过滤柱支撑座6 (其中，过滤柱支撑孔6a )，中空过滤柱7 (其中，空心支撑管7a)，浆液进入口 8，催化剂出口 9，反冲洗口 10，液体出口 11，第一导管12，第二导管13，第三导管14，控制阀门15，抽滤装置16。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0017]如图1?2所示的用于浆态床费托合成反应中的固液分离装置，包括罐体I，罐体I内自上而下设有反冲洗区2、过滤区3和液体收集区4;罐体I内上部设有隔板5，反冲洗区2与过滤区3通过隔板5隔开;罐体I内下部设有过滤柱支撑座6，过滤区3与液体收集区4通过过滤柱支撑座6隔开;过滤区3内设有中空过滤柱7，隔板5上开设有过滤孔5a，中空过滤柱7的一端与过滤孔5a相通;过滤柱支撑座6上开设有过滤柱支撑孔6a，中空过滤柱7的另一端穿过过滤柱支撑孔6a与液体收集区4相通;罐体I顶部开设有浆液进入口 8，浆液进入口 8由第一导管12穿过所述隔板5与过滤区3连通;罐体I底部开设有催化剂出口 9，催化剂出口 9由第二导管13穿过过滤柱支撑座6与所述过滤区3连通;反冲洗区2侧壁开设有反冲洗口 10，液体收集区4侧壁开设有液体出口 11。
[0018]浆态床反应器中反应后的含有催化剂的浆液从反应器中流出，直接经罐体I顶部的浆液进入口8进入分离装置的过滤区3，催化剂浆液开始沉降，浆液中的液态烃会通过中空过滤柱7被过滤出，并直接进入液体收集区4，再通过液体出口 11排出分离装置，经过过滤后，剩下的浆液中的催化剂固含量较高，在逐渐沉降过程中，剩下的浆液会进一步分层，上层为液态烃，下层为催化剂含量较高的浆液，上层液态烃可通过中空过滤柱7流入液体收集区4，下层的催化剂含量较高的浆液经由导管从罐体I底部的催化剂出口9排出，整个过程实现了液体产品与催化剂的分离，经过过滤后从罐体I底部排出的催化剂固含量高的浆液可以进入浆态床反应器中再次使用，或者可以进入再生装置进行回收再利用。多次使用后，过滤柱过滤效果会下降，可用水经反冲洗口 10进入罐体中对过滤柱进行多次反向冲洗，以恢复过滤效果。
[0019]上述技术方案中，中空过滤柱7为粉末金属烧结过滤管、外层覆盖滤布的多层金属丝网过滤管、或两层金属丝网中填充石英砂的填充式过滤管。
[0020]上述技术方案中，中空过滤柱7下方设有与之相通的空心支撑管7a，中空过滤柱7的顶端与所述隔板5上的过滤孔5a相通，空心支撑管7a的底端与过滤柱支撑孔6a相通。在中空过滤柱7下端设置与之相通的空心支撑管7a，可以防止过滤柱出现堵塞的现象。通过控制流入罐体I的催化剂浆液的量，使沉降进行分层后的下层催化剂固含量高的浆液高度达到空心支撑管7a上方，则可以使上层的液态烃完全通过中空过滤柱7流入液体收集区4。
[0021]上述技术方案中，液体出口11处设有与外部连通的第三导管14，第二导管13和第三导管14上均设有控制阀门15。当向罐体I中加入催化剂浆液进行过滤之前将控制阀门均关闭，使浆液控制在罐体I内沉降、过滤;在对罐体I进行反冲洗时，先关闭液体出口 11处的控制阀门15，打开催化剂出口 9处的控制阀门15，冲洗剂从反冲洗口 10进入分离装置，通过反冲洗区2分流进入各个过滤柱，经过过滤柱反渗到罐体I内部，通过催化剂出口9排出，清洗结束后，打开液体出口 11处的控制阀门15，将液体收集区4内留存的洗液排出。
[0022]上述技术方案中，过滤区3内设有4?20个中空过滤柱。
[0023]上述技术方案中，过滤柱支撑座6为圆锥型支撑座，催化剂出口9通过第二导管13与圆锥型支撑座的顶端连通。
[0024]上述技术方案中，第三导管14上连接有抽滤装置16。
[0025]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以设计出若干更改和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种浆态床费托合成催化剂固液分离装置，包括罐体(I)，其特征在于: 所述罐体(I)内自上而下设有反冲洗区(2)、过滤区(3)和液体收集区(4); 所述罐体(I)内上部设有隔板(5)，所述反冲洗区(2)与过滤区(3)通过所述隔板(5)隔开;所述罐体(I)内下部设有过滤柱支撑座(6)，所述过滤区(3)与液体收集区(4)通过所述过滤柱支撑座(6)隔开； 所述过滤区(3)内设有中空过滤柱(7)，所述隔板(5)上开设有过滤孔(5a)，所述中空过滤柱(7)的一端与所述过滤孔(5a)相通；所述过滤柱支撑座(6)上开设有过滤柱支撑孔(6a)，所述中空过滤柱(7)的另一端穿过过滤柱支撑孔(6a)与所述液体收集区(4)相通； 所述罐体(I)顶部开设有浆液进入口(8)，所述浆液进入口(8)由第一导管(12)穿过所述隔板(5)与所述过滤区(3)连通;所述罐体(I)底部开设有催化剂出口(9)，所述催化剂出口(9)由第二导管(13)穿过所述过滤柱支撑座(6)与所述过滤区(3)连通； 所述反冲洗区(2)侧壁开设有反冲洗口(10)，所述液体收集区(4)侧壁开设有液体出口(Il)02.根据权利要求1所述的浆态床费托合成催化剂固液分离装置，其特征在于:所述中空过滤柱(7)为粉末金属烧结过滤管、外层覆盖滤布的多层金属丝网过滤管、或两层金属丝网中填充石英砂的填充式过滤管。3.根据权利要求2所述的浆态床费托合成催化剂固液分离装置，其特征在于:所述中空过滤柱(7)下方设有与之相通的空心支撑管(7a)，所述中空过滤柱(7)的顶端与所述隔板(5)上的过滤孔(5a)相通，所述空心支撑管(7a)的底端与所述过滤柱支撑孔(6a)相通。4.根据权利要求3所述的浆态床费托合成催化剂固液分离装置，其特征在于:所述液体出口(11)处设有与外部连通的第三导管(14)，所述第二导管(13)和所述第三导管(14)上均设有控制阀门(15)。5.根据权利要求1?4中任一项所述的浆态床费托合成催化剂固液分离装置，其特征在于:所述过滤区(3)内设有4?20个中空过滤柱(7)。6.根据权利要求1?4中任一项所述的浆态床费托合成催化剂固液分离装置，其特征在于:所述过滤柱支撑座(6)为圆锥型支撑座，所述催化剂出口(9)通过第二导管(12)与圆锥型支撑座的顶端连通。7.根据权利要求4所述的浆态床费托合成催化剂固液分离装置，其特征在于:所述第三导管(14)上连接有抽滤装置(16)。
【文档编号】B01D36/04GK205569936SQ201620328532
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】海国良, 李昌元, 刘倩倩, 李程根, 汪大闪, 饶莎莎, 宋德臣, 詹晓东
【申请人】武汉凯迪工程技术研究总院有限公司