[發明專利]平板型流化床反應器

有效

• 申請號: 200680011931.5
• 申請日: 2006-03-17
• 公開（公告）號: CN101155631A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 安德烈·彼得·斯坦恩伯格;貝爾特霍德·貝倫德·布萊曼;德克·威勒姆·佛萊德瑞克·布里曼
• 申請（專利權）人: 南非煤油氣科技（私人）有限公司
• 主分類號: B01J8/22
• 分類號: B01J8/22;C10G2/00;B01J19/24
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐江華;王珍仙

技術領域

本發明涉及一種流化床反應器的操作方法和一種流化床反應器。

背景技術

為了獲得規模經濟的效益，將技術從試驗設備規模擴大到商業設備規模時會遇到相當大的風險。流化床反應器，例如三相料漿反應器和兩相流化床反應器，通常展現出規模依賴的宏觀混合效應，所以當流化床反應器擴大規模時，就會產生前述風險。所以，如果能夠找到一種能夠顯著降低與流化床反應器規模化相關的風險的方法將會是一種進步。并且，對于在反應器中能夠更容易地通過實驗模擬或預測反應器內的混合模式的設計，其所具有的益處是能夠限制通常不希望的回混的程度，從而潛在地使一種理想的栓塞流特性(通常的高生產率和選擇率)和良好的混合特性(經常為理想的固體分布和平滑的溫度曲線所需要)的最佳組合成為可能。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供一種兩相流化床反應器的操作方法，所述方法包括：

在較低高度將至少一種氣態反應物進料到垂直延伸的固體顆粒的流化體中，該流化體容納于至少兩個安置在共用的反應器殼體中的垂直延伸的豎井中，每個豎井被分成多個垂直延伸的通道，其中至少部分通道是流體連通的，并且流化體存在于至少其中部分所述通道中；

當所述氣態反應物向上流過存在于所述豎井的至少部分通道中的流化體時，使所述氣態反應物進行反應，從而形成氣態產物；

使氣態產物和/或未反應的氣態反應物從所述流化體中釋放而進入所述流化體上方的頂部空間；和

從所述頂部空間排出氣態產物和未反應的氣態反應物(如果存在的話)。

通常，所述排出的氣態產物和未反應的氣態反應物中含有來自所述流化體的固體顆粒。所以該方法可包括從氣體中分離固體顆粒的步驟，例如通過旋風分離器來分離。該方法還可包括將所分離出來的固體顆粒返還到流化體中的步驟。

所述方法可包括通過加入或移除固體顆粒來保持所述流化體處于所希望的高度，例如使用氣動方法。如果所述固體顆粒要被加入到流化體中，在這樣的氣動方法中優選使用廢氣來流態化所述固體顆粒。

如下文所述，本發明進一步提供一種三相料漿反應器的操作方法。所以，在對本發明的進一步描述中將用料漿體來替代流化體。然而，應認識到的是，除非流化床反應器領域技術人員可以清楚的了解其并不適用外，本發明關于料漿體或料漿的陳述也適用于本發明關于固體顆粒的流化體的陳述。

因此，根據本發明的另一方面，提供了一種三相料漿反應器的操作方法，所述方法包括：

在較低高度處將至少一種氣態反應物進料到垂直延伸的懸浮在懸浮液中的固體顆粒的料漿體中，所述料漿體容納于至少兩個安置在共用的反應器殼體中的垂直延伸的豎井中，每個豎井被分成多個垂直延伸的通道，其中至少部分通道是料漿流體連通的，并且料漿體存在于至少部分所述通道中；

當所述氣態反應物向上流過存在于所述豎井的至少部分通道中的料漿體時，使所述氣態反應物進行反應，從而形成非氣態和/或氣態產物；

使氣態產物(如果存在的話)，和/或未反應的氣態反應物從所述料漿體中釋放而進入所述料漿體上方的頂部空間；

從所述頂部空間排出氣態產物(如果存在的話)和/或未反應的氣態反應物；和

當需要時，通過排出包括非氣態產物(如果存在的話)的懸浮液或加入懸浮液來保持所述料漿體處于所需高度。

所述方法可包括使傳熱介質經過所述豎井的部分通道，含有所述傳熱介質的豎井中的通道是流體連通的。

豎井的所述通道可以處于平行的平面上，并且交替含有所述料漿體和所述傳熱介質。

作為替代方案，所述方法還可以包括用傳熱介質環繞豎井的所述通道。所以所述通道可以是垂直延伸的管，所述豎井由分隔所述反應器的垂直延伸的側壁來限定。當殼體為圓柱形時，從水平斷面看所述側壁形成所述殼體的弦。

與那些平滑的圓柱形管或平滑的側壁的傳熱表面相比，所述反應器的傳熱表面，例如那些管和/或側壁，可以可選擇地形成或構造成可提高其傳熱表面積或改善其傳熱系數的形狀。所述形成或構造成的形狀可以包括使用波紋、肋片或翅片管或平板，以及本領域普通技術人員公知的其它方法。

豎井的通道之間的料漿流體連通優選僅僅發生于這些通道的頂端和/或底端。

正如將要了解的，每個帶有其通道的豎井起到料漿鼓泡反應器或三相料漿反應器的作用(或者在流化床反應器的情況下，作為兩相流化床反應器)。試驗規模的單個豎井的設計和測試是切實可行的，那么商業規模的反應器可包括多個所述豎井，從而實質上降低了規模化的風險。