[發明專利]用于生產液體燃料的漿態床反應器

無效

• 申請號: 201010199882.0
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN102274707A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 應衛勇;張海濤;李濤;房鼎業;馬躍龍;熊亮;歐書能;錢煒鑫;張皓薦;毛菀鈺
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油新能源投資有限責任公司;華東理工大學
• 主分類號: B01J8/22
• 分類號: B01J8/22;C10L1/00
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 刁文魁;翟羽

【技術領域】

本發明涉及化工反應設備技術領域，具體涉及到一種以合成氣為原料生產液體燃料的強放熱型反應過程采用的漿態床反應器。

【背景技術】

以煤、天然氣、煤層氣、焦爐氣甚至生物質等為原料制得的合成氣通常可作為制備液體燃料的原料。但是，由于該反應是強放熱反應，因此，應用固定床合成反應器的單程轉化率低，大量未反應的氣體需要循環，會產生大量的能耗。對此，現在通常采用三相漿態床反應器來解決問題。使用三相漿態床反應器，強放熱反應所產生的熱量能夠被液相產品及時移走，使淤漿相溫度幾乎接近等溫，這就大大提高了合成氣的單程轉化率。

但是，目前大型化的三相漿態床反應器在一些關鍵技術上存在難題，例如：氣-液-固三相如何混合均勻？氣體在淤漿相中如何分布？上升的氣-液-固三相在反應器頂部如何分離？只有解決了這些工程上的問題，才能開發出有效的、能工業化應用的三相漿態床反應器。

【發明內容】

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于生產液體燃料的漿態床反應器，以合成氣為原料生產液體燃料的強放熱型反應過程可在漿態床反應器中進行，其換熱效果、淤漿相混合效果更好，出反應器的物料只含有極少的液固兩相，而且，該漿態床反應器要適于工業化應用。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種用于生產液體燃料的漿態床反應器，含有筒體、氣體出口、擴大段、反應段、換熱管束、淤漿相、液相入口、原料氣入口和氣體分布器，其特征是，筒體由下部不擴大段反應段和上部的擴大段兩部分組成；在反應段的下封頭上設有液相入口和原料氣入口，其內連接氣體分布器，在反應段的下端筒壁上設有鍋爐水進口，其內與換熱管束連接，在反應段的中間位置，即換熱管束的相應位置設置淤漿相；在反應段的上端筒壁上設有蒸汽出口，在蒸汽出口的上方，即反應段和擴大段的連接位置設置分離器；筒體上部的擴大段通過其下方收攏結構內的分離器與反應段連接，擴大段內設有除沫器，在擴大段的上封頭上設有氣體出口。

在所述的反應段的中間筒壁上設有支撐板。

所述的液相入口為由兩個管道口構成的入口。

本發明的設計原理是：以合成氣為原料生產液體燃料的強放熱反應過程可在三相漿態床反應器中進行，在反應器下部不擴大段增加兼具傳熱性能和破碎大氣泡功能的換熱管束，在反應器上部擴大段設置用于氣液和液固的分離器。氣相原料由原料氣入口通過氣體分布器進入漿態床反應器的底部，均布后進入反應段與催化劑、液相介質形成的淤漿相，混合后開始反應，反應放出的熱量通過與換熱管束中的換熱介質換熱后被帶走。

隨著反應段直徑的加大，原料氣在反應段與淤漿相的混合越來越差。為了提高原料氣與淤漿相的混合效果，本發明在大型冷模試驗的基礎上，提出了在淤漿反應器中設置換熱管束的結構，這樣，不僅有效地回收了熱量，同時由于換熱管束的排列大大限制了向上運動的氣泡直徑的增大，從而促進反應氣體與淤漿相的混合，使得反應器沿軸向的混合都能處于全混流狀態。

反應后的氣體與產物混合物向上通過分離器，除去大部分的催化劑與液相介質，剩余的少部分再被除沫器除去，通過氣體出口離開反應器。這樣，出反應器筒體的物料只含有非常少的液固兩相。

本發明中的液相介質可以是惰性液相熱載體，這部分液相介質可以通過液相入口進行補充；也可以是液相產物，這時液相產物可以通過液相出口定時排出。

本發明中的換熱介質可以是鍋爐水，通過鍋爐水進口進入換熱管束，換熱后形成蒸汽由蒸汽出口排出。換熱介質也可以是其他物質，這時可根據實際情況從鍋爐水進口進，由蒸汽出口出，也可以從蒸汽出口進，由鍋爐水進口出。

本發明用于生產液體燃料的漿態床反應器的積極效果是：

以合成氣為原料生產液體燃料的強放熱反應過程可在三相漿態床反應器中進行，換熱效果更好；在反應段中的淤漿相的混合效果更好；出反應器筒體的物料只含有極少的液固兩相。本漿態床反應器結構合理，適于工業化應用。

【附圖說明】

附圖為本發明用于生產液體燃料的漿態床反應器的結構示意圖；

圖中的標號分別為：

1、氣體出口，???2、擴大段，????3、除沫器，????4、分離器，

5、反應段，?????6、蒸汽出口，??7、換熱管束，??8、淤漿相，

9、鍋爐水進口，?101、液相入口，102、液相出口，11、原料氣入口，

12、氣體分布器，13、支撐板。

【具體實施方式】