一种沸腾床反应器的制造方法_2

文档序号:8235410阅读:来源:国知局
成三相分离区,从所述内管3的顶部到所述壳体1的底部之间构成环流区,从所 述三相分离部件2的底部到所述内管3的顶部之间构成沸腾区。
[0032] 在所述壳体1中,所述扩大段11是指直径相对于所述直筒段13较大的段,所述扩 大段11通常大体上是直筒状的。所述直筒段13的直径小于所述扩大段11。作为所述过渡 段12,其下端开口与所述直筒段13的上端开口重合,其上端开口与所述扩大段11的下端开 口重合,也即所述过渡段12的下端开口的直径与所述直筒段13的直径基本相等,所述过渡 段12的上端开口的直径与所述扩大段11的直径基本相等。在本发明中,除非有特别说明, 通常"直径"是指内径。
[0033] 所述壳体1的尺寸没有特别的限定,可以根据实际生产需要而确定。在优选情况 下,沿着所述壳体1的轴向,所述扩大段11与所述过渡段12的高度之和(h 4+h5)为所述壳 体1总高度)的5-25%,更优选为7-15% ;所述扩大段11的直径(d13)与所述直筒段13的 直筒直径(屯)之比为1.2-2 :1,更优选为1.4-1. 8 :1 ;所述直筒段13的高度与直径((^之 比为4-16 :1,更优选为6-12 :1。
[0034] 所述扩大段11的高度(h5)与直径(d13)之比可以为0.5-3 :1,优选为0.8-1. 5 :1。
[0035] 所述过渡段12优选为倒锥台形,即其大开口朝上,其母线与轴线的夹角(0 )可以 为 30-75°,优选为 45-60°。
[0036] 在优选情况下,沿着所述壳体1的轴向,所述直筒段13的顶部到所述内管3的顶 部之间的距离(h 3)为所述直筒段13总高度的5-65%,优选为10-40%。在该优选情况下,所 述内管3可以形成具有足够高度的沸腾区,从而更有利于降低环流区高速度的物流对三相 分离区的冲击。
[0037] 在本发明中,所述内管3的上端开口和下端开口均与壳体1连通。设置所述内管 3主要是为了在所述壳体1内形成环流区,因此,所述内管3的尺寸没有特别的限定,只要 能够实现在所述壳体1内形成环流区即可。优选情况下,在所述环流区内,所述内管3的直 径(d 2)与所述壳体1的直径(屯)之比为0. 55-0. 84 :1。所述内管3的高度(h2)与所述直 筒段13的高度之比可以为0. 3-0. 95 :1,优选为0. 5-0. 9 :1。在这里,当所述内管3为多段 时,所述内管3的高度(h2)是指最下方的内管的底部到最上方的内管的顶部的距离。
[0038] 在优选情况下,如图2和4所示,在所述环流区内,从上至下依次设置有多段内管 3,也即所述内管3为多段。在该优选实施方式中,通过设置多段内管可以在所述环流区内 形成多个环流,因而在反应过程中可以在环流区内形成多个反应段,从而更有利于反应的 进行。具体地,所述内管3的数量可以为2-6段,优选为2-3段。
[0039] 在一种优选实施方式中,如图2和4所不,对应于所述内管3的所述直筒段13的 侧壁上设置有至少一个喷嘴10,该喷嘴10的开口向下,也即在所述直筒段13与所述内管3 之间的环形管上设置有至少一个开口向下的喷嘴10。在该优选实施方式中,在反应过程中 通过喷嘴10喷入富氢气体不仅可以增加环流的动能,而且还可以起到补充氢气以避免由 于非临氢气氛的热裂解反应而产生的结焦的作用。进一步优选地,所述喷嘴10设置在内管 3的上端。当所述内管3为多段时,优选在每个内管3的上端均设置喷嘴。
[0040] 所述喷嘴可以为本领域常规使用的气体喷嘴,一般地,采用的气体喷嘴应该具有 防止回流的设置。所述喷嘴优选呈旋转对称分布,一般每组喷嘴至少为4个,根据反应器直 径的大小,所述喷嘴也可以以同心圆的方式呈多排分布。所述喷嘴可以为反应器提供额外 的气体和动能,也可以补充注入新的氢气。优选地,通过喷嘴注入的气体量占总气体量的 5-40体积%。
[0041] 当所述内管3为多段时,各段内管3的内径优选为相同。更优选地,相邻两段内管 3之间的距离与所述内管3的直径之比为0. 2-2 :1,进一步优选为0. 3-1. 0 :1。
[0042] 在本发明中,如图1-5所示,所述壳体1的底部通常还设置有进料口 7,待反应的 气液混合物通过所述进料口 7并经过所述气液分布器4进入所述沸腾床反应器中。所述壳 体1的顶部通常还设置有排气口 8,用于将经过所述三相分离部件2分离出的气体排出反应 器。
[0043] 在本发明中,所述气液分布器4设置于所述内管3的底部,其出口可以位于所述内 管3的下端开口的上方或下方,或者与所述内管3的下端开口持平。优选情况下,为了增加 反应器的稳定性,所述气液分布器4的出口位于所述内管3的下端开口以上,也即气液分布 器4的出口完全位于所述内管3的内部。在这种情况下,通过所述气液分布器4注入的气 液混合物可以全部进入所述内管3的内部(也称为上升管),并且在该上升管内向上流动,从 而有利于在所述上升管和所述下降管之间形成环流,所述下降管指的是由所述内管3和所 述壳体1构成的环形管。
[0044] 所述气液分布器4可以为各种常规的能够使气体和液体分布均勻的结构,例如可 以为环形泡帽结构。具体地,如图6所示,所述气液分布器4的开口可以设置在内环。
[0045] 在本发明中,所述三相分离部件2主要是用于将经过所述环流区和所述沸腾区反 应后的物料进行气固液三相分离,以将反应产生的气体和液体分离出来并分别通过排气口 8和液体排出口 9排出。在所述三相分离部件2中,设置所述锥形挡板21主要是为了避免 固体催化剂直接通过液体排出口 9排出,因为所述沸腾床反应器在反应过程中内管3正上 方的物流的流速较快,如果没有挡板阻挡,这部分夹带固体催化剂颗粒的物流就会直接冲 过三相分离器2而通过液体排出口 9排出。在所述三相分离部件2中,之所以使所述锥形 挡板21上的通孔25到所述壳体1的纵向中心轴线的最小距离大于所述中空回转体22的 内侧到所述壳体1的纵向中心轴线的最小距离,也是为了避免来自内管3的带固体催化剂 颗粒的物流直接冲过三相分离器2而通过液体排出口 9排出。
[0046] 所述锥形挡板21可以为圆锥形、方锥形或三角锥形。优选地,所述锥形挡板21为 圆锥形。当所述锥形挡板21为圆锥形时,所述锥形挡板21的大开口直径(d 6)优选大于所述 直筒段13的直径(屯)且小于所述扩大段11的直径(d13),进一步优选地,心/屯为1. 05-1. 8 : 1,优选为1. 1-1. 6 :1 ;d6/d13为0. 6-0. 97 :1,优选为0. 70-0. 95 :1。所述锥形挡板21的母 线与所述壳体1的轴线的夹角(3 )可以为30-85°C。
[0047] 所述锥形挡板21上的通孔25可以为多个,并且所述通孔25的总开口面积可以为 所述直筒段13的径向截面积的5-40%。
[0048] 优选地,所述通孔25到所述壳体1的纵向中心轴线的最小距离(d7/2)大于所述扩 大段11的半径(d 13/2)的40%,更优选为所述直筒段13的半径(d13/2)的45-75%。
[0049] 在本发明中,所述中空回转体22可以由上部的倒锥台形板和下部的锥台形板构 成(也即倒锥台形板的小开口与锥台形板的小开口直接连接),也可以是将上部的倒锥台形 板与下部的锥台形板通过过渡连接部件连接而成的结构。上部的倒锥台形板和下部的锥台 形板各自可以为圆锥台形或方锥台形。优选情况下,所述中空回转体22由上部的倒圆锥台 形板和下部的圆锥台形板构成。在该优选情况下,下部的圆锥台形板的小开口直径(d 9)与 所述扩大段11的直径(d13)之比可以为0. 4-0. 7 :1,下部的圆锥台形板的大开口直径(d8) 与所述扩大段11的直筒直径(d13)之比可以为0. 8-0. 97 :1,且下部的圆锥台形板的母线与 所述壳体1的轴线的夹角(《 )可以为30-85°C ;上部的倒圆锥台形板的小开口直径与下部 的圆锥台形板的小开口直径相等,且上部的倒圆锥台形板的大开口直径(d1(l)与所述扩大段 11的直筒直径(d 13)之比可以为0. 8-0. 97 :1,且上部的圆锥台形板的母线与所述壳体1的 轴线的夹角(小)可以为30-85°C。
[0050] 在一种优选实施方式中,所述三相分离部件2还包括设置于所述锥形挡板21下方 的锥台形挡板20。通过设置所述锥台形挡板20,可以进一步缓冲来自下方的环流区和沸腾
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