专利名称：一种浆态床费托合成反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化学工程领域，具体涉及一种浆态床费托合成反应器。
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。现有的浆态床费托合成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。现有的研究普遍忽略了合成气与液体合成油、固体催化剂分离的研究，在实际操 作中发生了流出反应器的合成气携带液体合成油与固体催化剂的现象，导致后续的冷却分 离系统被堵塞、乃至被迫停工的情况。另外现有的反应器撤热手段普遍换热强度低。中国专利ZL03151109. 0采用在反 应器内设置一层或多层换热管部件的方法进行反应撤热，换热管可以是螺旋盘管式的换热 管，亦可以是迂回式多程换热管。这种常规的取热盘管换热强度低，对于强防热的费托合成 过程只能采用大量布置换热管的方式保证撤热量。盘管的数量巨大，不仅增加了投资，而且 占用了反应器内宝贵的反应空间，降低了反应器空间利用率。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够提高反应器空间利用率、强化气液分离和传 热效果、间接提高反应器的空速、降低反应器投资的新型浆态床费托合成反应器。本实用新型的一种浆态床费托合成反应器是通过以下技术方案实现的一种浆态床费托合成反应器，在所述反应器壳体1中包括上部的隔板16、底部的 合成气分布器8以及浆态床层13，其特征在于所述浆态床费托合成反应器顶部设置一组双切向入口旋分器10 ；所述的双切向入口旋分器10的出口 19伸出隔板16上方；所述的双切向入口旋分器料腿12伸入浆态床料位3以下。所述的双切向入口旋分器10的第一切向入口 17和第二切向入口 18在周向均勻布置。所述的双切向入口旋分器10的切向入口的气体流速在12至25m/s范围。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；所述的盘管4采用轴向拉槽20结构，盘管4横截面形成齿轮形结构。[0017]在具体实施中，所述盘管4采用轴向拉槽20结构，拉槽20的底部和顶部进行倒角，盘管4不具有 锋利棱角；所述的盘管4轴向拉槽20结构的拉槽数目为12至40个；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所述的双切向入口旋分器10的第一切向入口 17和第二切向入口 18在周向均勻 布置，每180度设置一个，如图3。双切向入口旋分器10的工作过程是携带合成油液体和催 化剂固体的气体流出浆态床层13到达反应器顶部，从第一切向入口 17和第二切向入口 18 同时进入双切向入口旋分器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。研究标明，双切向入口旋分器10在保证分离效果的前提下有效增加旋分器的气 体处理量，一个双切向入口旋分器10的气体处理量可以达到普通单入口旋分器的1. 92倍。 因此，在浆态床费托合成反应器内采用双切向入口旋分器10能够大幅降低投资，且减小了 对反应器内空间的占用。反应器顶部设置一组双切向入口旋分器10，控制切向入口的气体流速在12至 25m/s范围，由此根据气体流量计算确定双切向入口旋分器10的数量。所述的双切向入口旋分器10的旋分器出口 20伸至隔板16上方，净化后的气体被 收集在隔板16上方从气体出口 11流出。所述的盘管4采用轴向拉槽20结构，拉槽数目为12至40个，盘管4横截面形成 齿轮形结构，如图4。拉槽20结构在不增加盘管4数目的前提下扩大了取热面积，提高了取 热强度。拉槽20的底部和顶部进行倒角。拉槽20的底部倒角可避免催化剂沉积在拉槽20 中；拉槽20的顶部进行倒角消除锋利棱角，避免磨损催化剂增大剂耗。在反应器分为上下两层取热盘管4，以便于控制床层温度。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是1.将液体和固体有效地从气体中分离出来，避免堵塞后续的冷却分离系统；2.双切向入口旋分器10在保证分离效果的前提下有效增加旋分器的气体处理 量，大幅降低分离部分的投资，且减小了对反应器内空间的占用；3.拉槽20结构在不增加盘管4数目的前提下扩大了取热面积，提高了取热强度， 降低了取热部分的投资。
图1是本实用新型的浆态床费托合成反应器结构图图2是本实用新型中的双切向入口旋分器结构图图3是本实用新型中的双切向入口旋分器俯视图图4是本实用新型中的具有轴向拉槽的盘管的横截面具体实施方式
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，一种浆态床费托合成反应器，包括壳体1、双切向入口旋分器10、隔板 16、盘管4、合成气分布器8，壳体中装有浆态床层13，反应器顶部设置一组共4个双切向入 口旋分器10，每个旋分器设有两个周向均勻布置的切向入口，旋分器料腿12伸入浆态床料 位3以下，双切向入口旋分器10的第一切向入口 17和第二切向入口 18在周向均勻布置； 盘管4采用轴向拉槽20结构，拉槽数目为16个，盘管4横截面形成齿轮形结构。合成气自反应器底部的合成气入口 14进入反应器，通过合成气分布器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从第一切向入口 17和第二切向入口 18同时进入双切向入口旋 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，旋流分离出来的合成油液体和催化剂固体经旋分器料腿返回浆态 床层13。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费托合成反应器，在所述反应器壳体(1)中包括上部的隔板(16)、底部的合成气分布器(8)以及浆态床层(13)，其特征在于所述浆态床费托合成反应器顶部设置一组双切向入口旋分器(10)；所述的双切向入口旋分器(10)的出口(19)伸出隔板(16)上方；所述的双切向入口旋分器料腿(12)伸入浆态床料位(3)以下。
2.根据权利要求1所述的一种浆态床费托合成反应器，其特征在于所述的双切向入口旋分器(10)的第一切向入口(17)和第二切向入口(18)在周向均 勻布置。
3 根据权利要求1所述的一种浆态床费托合成反应器，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)； 所述的上段盘管(4-1)和下段盘管(4-2)采用轴向拉槽(20)结构，其横截面形成齿轮 形结构。
4.根据权利要求3所述的一种浆态床费托合成反应器，其特征在于所述的上段盘管(4-1)和下段盘管(4-2)采用轴向拉槽(20)结构，其拉槽(20)的底 部和顶部进行倒角，上段盘管(4-1)和下段盘管(4-2)不具有锋利棱角。
5.根据权利要求3所述的一种浆态床费托合成反应器，其特征在于所述的上段盘管(4-1)和下段盘管(4-2)轴向拉槽(20)结构的拉槽数目为12至40个。
6.根据权利要求1所述的一种浆态床费托合成反应器，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1 3之一所述的一种浆态床费托合成反应器，其特征在于 所述上段盘管(4-1)和下段盘管(4-2)采用轴向拉槽(20)结构，拉槽(20)的底部和顶部进行倒角，上段盘管(4-1)和下段盘管(4-2)不具有锋利棱角；所述的盘管上段盘管(4-1)和下段盘管(4-2)轴向拉槽(20)结构的拉槽数目为12至 40个；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了一种浆态床费托合成反应器，属于化学工程领域。本装置包括壳体、双切向入口旋分器、隔板、盘管、合成气分布器，壳体中装有浆态床层，反应器顶部设置一组双切向入口旋分器，每个旋分器设有两个周向均匀布置的切向入口，旋分器料腿伸入浆态床料位以下。反应器的取热盘管采用轴向拉槽结构。利用本装置可以将液体和固体有效地从气体中分离出来，避免堵塞后续的冷却分离系统，双切向入口旋分器在保证分离效果的前提下有效增加旋分器的气体处理量，大幅降低分离部分的投资；拉槽结构扩大了有效取热面积，提高取热强度，降低了取热部分的投资。
文档编号B01J8/22GK201684588SQ20102013322
公开日2010年12月29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