专利名称：一种浆态床反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化学工程领域，具体涉及一种费托合成浆态床反应器。
背景技术：
浆态床反应器内同时存在气液固三相，通常固体为催化剂，是费托合成过程的核 心。气液分离和反应撤热是浆态床反应器的技术难点。现有的费托合成浆态床反应器把液体合成油与固体催化剂的分离技术作为研 究重点之一。US4605678公布了一种采用具有高梯度磁场的磁化过滤原件分离催化剂与 合成油的方法；US5811469公布了一种采用下导管过滤器分离催化剂与合成油的方法； US6217830公布了一种使用烃类溶剂超临界促萃取分离催化剂与合成油的方法。中国专利 ZL03118581. 9公布了一种采用固液逆流分离原理和多个并联分离单元组成的分离装置。上述现有现有技术的合成浆态床反应器普遍规模较小，对反应器内的空间利用效 率偏低。随着工业化规模的扩大，反应器直径已经迅速增大，目前已有反应器直径达到5 10米，因此反应器投资占装置总投资的比重逐渐增大。所以，提高反应器空间利用率、有效 降低投资是本领域亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能提高反应器空间利用率、间接提高反应器内的 空速、降低反应器的投资的新型浆态床反应器。本实用新型的浆态床反应器是通过以下技术方案实现的在所述反应器壳体1中包括上部的隔板16、底部的合成气分布板8以及浆态床层 13，其特征在于所述的浆态床反应器内设置n个循环杯20和m个气液旋分器10，其中m小于或等 于n;所述的循环杯20由下料管17和顶部的扩张口 18组成；所述的每个气液旋分器10都与一个循环杯20同轴对应布置，每个气液旋分器10 下部的旋分器料腿12伸入循环杯20顶部的扩张口 18内。所述的反应器还包括设置在反应器中部的上下两层盘管4 ；所述的上段盘管入口 5和下段盘管入口 9分别通入除氧水，除氧水在盘管内受到 浆态床层13的加热发生汽化产生蒸汽分别从上段盘管出口 2和下段盘管出口 7流出。所述的合成气分布管8采用树枝状结构；所述的循环杯20淹没在浆态床料位3下方；所述的循环杯20下料管17穿过合成气分布管8中的空隙伸至接近反应器底部的位置。在具体实施中，所述的气液旋分器10的出口 19伸出隔板16上方；[0018]所述的旋分器料腿12伸入浆态床料位3以下；所述的气液旋分器10的切向入口的气体流速在12至25m/s范围；所述的循环杯20个数值η为7，其中1个布置在所述的反应器的中心，其余6个围 绕中心均勻分布；所述的气液旋分器10个数m = η ；在所述的反应器中部的两层取热盘管4之间的位置设置有合成蜡抽出口 6。本实用新型的反应器是这样操作的本实用新型的反应器的循环杯顶部为扩张口。由于每个循环杯都淹没在浆态床料 位下方，当合成气体经合成气分布板向上流动时，带动床层中的浆液向上流动，形成气液固 三相并流向上的浆态床层。当气液固三相流体到达扩张口高度时，气体因密度小浮力大保 持向上流动直至流出浆态床料位，液体和催化剂因密度大翻流入扩张口内。由此造成循环 杯内外的密度差异，循环杯外的气液固三相浆态床密度小向上流动，循环杯内的气体含量 小，主要是液体和催化剂固体，密度大向下流动直至从循环杯下料管底部出口流出。循环杯 内外的流体形成了循环流动，循环的液体和催化剂间接成为反应器补充的流体，从而间接 提高反应器内的空速。循环杯占用的反应器空间远小于形成的流体循环体积，因此提高了 反应器的空间利用率。在产物量一定的前提下，可以用较小的反应器实现，从而减少反应器 的投资。气液旋分器位于浆态床料位上方的反应器顶部，每个旋分器出口伸至隔板上方， 旋分器料腿伸入浆态床料位以下，每个旋分器料腿伸入一个扩张口内。这种技术方案能够 将气液旋分器分离出的液体直接倒入密度较大的循环杯内，促进循环杯内外的流体循环。特别是，由于本实用新型的合成气分布管8采用树枝状结构(见图4)，循环杯下料 管17穿过合成气分布管8中的空隙伸至接近反应器底部的位置。这种技术方案的优点有 两个，第一是从循环杯下料管17底部出口流出的循环液体和催化剂能够搅动反应器底部 的流体，避免催化剂沉积在反应器底部；第二个优点是避免合成气直接流入循环杯下料管 17，降低下料管内的密度，减小流体循环量。在具体实施中，循环杯的数目根据反应器直径和反应产物量进行控制，循环杯至 少1个，优选为7个，如果反应器直径大，可以布置多层，保证气液旋分器数目不多于循环 杯。气液旋分器的数量根据经旋分器的气体流量计算确定。气液旋分器的切向入口的气体 流速在12至25m/s范围。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是1.循环杯内外的流体形成了循环流动，提高反应器内的空速，提高了反应器的空 间利用率，降低反应器投资；2.旋分器料腿伸入扩张口内，促进循环杯内外的流体循环。3.从循环杯下料管17底部出口流出的循环液体和催化剂能够搅动反应器底部的 流体，避免催化剂沉积在反应器底部。
图1是本实用新型的浆态床反应器结构图图2是本实用新型中的循环杯结构图图3是本实用新型中的气液旋分器结构图[0034]图4是本实用新型中的合成气分布管的树枝状结构图5是本实用新型典型的循环杯在反应器中的分部图
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。如图1所示，本实用新型的浆态床反应器包括壳体1、一组气液旋分器10、隔板16、 盘管4、合成气分布管8，在所述壳体1中装有浆态床层13，其特征在于所述浆态床反应器内 设置一组循环杯20，每个循环杯20淹没在浆态床料位3下方，循环杯下料管17底部出口位 于合成气分布管8下方。循环杯20由下料管17和顶部的扩张口 18组成。每个旋分器料 腿12伸入一个扩张18内。反应器内优选布置7个循环杯20如图5，每个循环杯20都淹没在浆态床料位3下 方，循环杯20内外的流体形成了循环流动。优选7个气液旋分器10位于浆态床料位3上方的反应器顶部，每个旋分器出口 20 伸至隔板16上方，旋分器料腿12伸入扩张口 18内。每个气液旋分器10都与其对应的循 环杯20同轴布置。合成气自反应器底部的合成气入口 14进入反应器，通过合成气分布管8均勻分布 到整个反应器横截面上。合成气在浆态床层13中发生合成反应，生成烃类包括蜡和油并伴 随大量放热。反应放热通过反应器内的上下两层盘管4撤出。操作中从上段盘管入口5和 下段盘管入口 9分别通入除氧水，除氧水在盘管内受到浆态床层13的加热发生汽化产生蒸 汽分别从上段盘管出口 2和下段盘管出口 7流出。设置上下两层取热盘管4的优点是可以 通过控制不同的水流量改变上下层盘管4的取热量，以控制床层温度。反应后的合成尾气流出浆态床层13时携带少量合成油液体和催化剂固体，这些 合成尾气到达反应器顶部后进入气液旋分器10，在旋分器内经过旋流实现气体与合成油液 体和催化剂固体的分离，净化后的气体从旋分器出口 19流出。在反应器中部的两层取热盘管4之间的位置设置合成蜡抽出口，将床层中生成的 蜡抽出，抽出量以维持正常的浆态床料位3高度进行控制。反应器底部的卸料口 15用于停工时卸出反应器内混合物料。
权利要求一种浆态床反应器，在所述反应器壳体(1)中包括上部的隔板(16)、底部的合成气分布板(8)以及浆态床层(13)，其特征在于所述的浆态床反应器内设置n个循环杯(20)和m个气液旋分器(10)，其中m小于或等于n；所述的循环杯(20)由下料管(17)和顶部的扩张口(18)组成；所述的每个气液旋分器(10)都与一个循环杯(20)同轴对应布置，每个气液旋分器(10)下部的旋分器料腿(12)伸入循环杯(20)顶部的扩张口(18)内。
2.根据权利要求1所述的浆态床反应器，其特征在于所述的反应器还包括设置在反应器中部的上段盘管(4-1)和下段盘管(4-2)。
3.根据权利要求2所述的浆态床反应器，其特征在于 所述的合成气分布管(8)采用树枝状结构；所述的循环杯(20)淹没在浆态床料位(3)下方；所述的循环杯(20)下料管(17)穿过合成气分布管(8)中的空隙伸至接近反应器底部 的位置。
4.根据权利要求1所述的浆态床反应器，其特征在于 所述的气液旋分器(10)的出口(19)伸出隔板(16)上方； 所述的旋分器料腿(12)伸入浆态床料位(3)以下。
5.根据权利要求1所述的浆态床反应器，其特征在于所述的循环杯(20)个数值η为7，其中1个布置在所述的反应器横截面的中心，其余6 个围绕中心均勻分布；所述的气液旋分器(10)个数m = η。
6.根据权利要求1所述的浆态床反应器，其特征在于在所述的反应器中部的上段盘管(4-1)和下段盘管(4-2)之间的位置设置有合成蜡抽 出口(6)。
7.根据权利要求3所述的浆态床反应器，其特征在于 所述的气液旋分器(10)的出口(19)伸出隔板(16)上方； 所述的旋分器料腿(12)伸入浆态床料位(3)以下；所述的循环杯(20)个数值η为7，其中1个布置在所述的反应器横截面的中心，其余6 个围绕中心均勻分布；所述的气液旋分器(10)个数m = η ；在所述的反应器中部的上段盘管(4-1)和下段盘管(4-2)之间的位置设置有合成蜡抽 出口(6)。
专利摘要本实用新型提供一种浆态床反应器。反应器内设置n个循环杯(20)和m个气液旋分器(10)，其中m小于或等于n；循环杯(20)由下料管(17)和顶部的扩张口(18)组成；每个气液旋分器(10)都与一个循环杯(20)同轴对应布置，每个气液旋分器(10)下部的旋分器料腿(12)伸入循环杯(20)顶部的扩张口(18)内；合成气分布管(8)采用树枝状结构；循环杯(20)淹没在浆态床料位(3)下方；循环杯(20)下料管(17)穿过合成气分布管(8)中的空隙伸至接近反应器底部的位置。本实用新型提高了反应器空速和空间利用率，促进了循环杯内外的流体循环，避免了催化剂沉积在反应器底部。
文档编号B01J8/22GK201632250SQ20102013320
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者刘家明, 吴德飞, 戴文松, 范传宏, 郭志雄, 高莉萍 申请人:中国石油化工集团公司;中国石化工程建设公司