[發明專利]漿態床反應器

有效

• 申請號: 201210180047.1
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102698662A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 王洪學;石玉林;呂毅軍;門卓武;卜億峰;李導
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;中國神華煤制油化工有限公司;中國神華煤制油化工有限公司上海研究院
• 主分類號: B01J8/22
• 分類號: B01J8/22;C07C1/04;C10G2/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;余剛

技術領域

本發明涉及費托合成領域，更具體地，涉及一種漿態床反應器。

背景技術

近年來，全球原油價格逐步攀升，特別是在一些富煤缺油的國家，發展非石油路線的能源工藝受到廣泛關注。費托合成是指合成氣（H₂+CO）在催化劑的作用下，在適宜的反應溫度和反應壓力下，合成烴類液體燃料和高附加值化學品的反應過程。煤或天然氣經費托合成反應轉化為優質液體燃料和高附加值化學品，不僅合理、高效、潔凈的利用了煤炭資源，而且還彌補了石油資源的相對不足，使得費托合成技術成為石油替代能源技術的有效途徑。

伴隨化學工業的發展，費托合成工藝路線經歷了固定床工藝、循環流化床工藝、固定流化床工藝和漿態床工藝。相較固定床反應器、循環流化床反應器和固定流化床反應器，三相漿態床費托合成反應器易于實現低溫費托合成反應，具有反應熱易于移出、反應溫度均勻，返混程度高、可在線裝卸催化劑及生產能力大等優勢，三相漿態床費托合成工藝技術得到了長足發展。

對于合成氣漿態床費托合成反應，隨著反應的進行，不斷產生不同鏈長的烴類產品，輕質烴類產品隨其它費托合成產物及未反應的合成氣通過反應器頂部進入下游冷熱高分及冷熱低分氣液分離裝置，進行氣液分離，得到輕質烴產品。而費托反應生成的重質烴（費托蠟）在保持反應器內漿液催化劑濃度（反應器液位）一定范圍的情況下，必須連續不斷的從氣液固三相漿態床中抽出，進而經精過濾獲得合格費托蠟產品。

但是，三相漿態床反應器的使用也帶來了新的問題，在漿態床反應器中，20~200μm細小的費托催化劑顆粒與液體烴類（費托蠟）產品混合在一起，它們的有效分離一直是漿態床費托合成工藝技術發展的技術難點。

專利GB2403728A公開了一種從費托合成產品分離催化劑漿液的反應器外過濾方法，但該工藝路線較長，且從漿態床反應器抽出懸浮液的輸送及返回漿態床反應器、以及被過濾下來的催化劑漿液輸送的動力都是由泵來提供的，此過程中極易造成催化劑顆粒的破損，增加了液固分離的難度以及氣固分離負荷，并需要定時補充反應器內的催化劑，從而對反應器長時間的運行造成不便。

專利CN1589957A公開了一種用于三相漿態床反應器液固分離的自動過濾/反沖系統，其過濾器分多層直接放置在反應器內，在過濾壓差的作用下，氣液穿過過濾介質，進入液體收集槽進行氣液分離，獲得費托蠟產品，被截留在過濾介質外表面的催化劑顆粒經定時反沖洗剝離至反應器漿液區。眾所周知，漿態床費托反應器為氣液固三相反應器，氣含率較高，氣體較清液透過過濾介質容易的多，影響了清液抽出，減小了過濾器過濾面積的有效利用。同時，氣體也會吹干過濾元件孔道，導致一些催化劑顆粒干涸于過濾元件孔道內，降低了過濾元件通透性。另外，合成氣被引出反應器，合成氣有效利用率降低。被截留在過濾介質表面的催化劑，隨著過濾時間的增長，催化劑濾餅增厚，此系統沒有有效途徑減緩催化劑濾餅增厚的程度，只能通過強制的反沖洗才能將其從過濾介質表面剝離，會延長反沖洗時間或者增加反沖洗頻次，導致清液抽出時間變短，降低了系統效率。

發明內容

本發明目的在于提供一種過濾器反吹頻次少，費托蠟能長周期穩定有效的從反應器抽出，實現費托合成漿態床反應器平穩連續運行的漿態床反應器。

本發明提供了一種漿態床反應器，包括反應器筒體，反應器筒體的內腔的下部設置有氣體導入裝置，反應器筒體的內腔中設置有費托蠟與催化劑分離裝置；反應器筒體的外部設置有與費托蠟與催化劑分離裝置連通以抽出費托蠟和對費托蠟與催化劑分離裝置反沖洗的費托蠟抽出與反吹系統；反應器筒體的內腔中還設置有位于費托蠟與催化劑分離裝置的上方的氣液分離裝置。

進一步地，氣液分離裝置包括氣液旋分分離器，氣液旋分分離器包括氣液入口、氣相出口和出液口；氣液入口與反應器筒體的內腔連通，氣相出口與位于反應器筒體頂部的出氣口連通，出液口延伸到費托蠟與催化劑分離裝置內部。

進一步地，反應器筒體的上部設置有隔板，氣液旋分分離器設置在隔板的下方，且氣相出口延伸到隔板的上方，氣液入口位于隔板的下方。

進一步地，費托蠟與催化劑分離裝置包括漿液收集器和設置在其下端的費托蠟與催化劑分離器；費托蠟與催化劑分離器包括管狀的分離器殼體和設置在分離器殼體內部的多個錯流過濾芯。

進一步地，漿液收集器下部還設置有漿液分布器，漿液分布器包括多個錐形漿液分布孔，每個漿液分布孔與一個錯流過濾芯對應設置。