[發明專利]一種煤合成氣漿態床制含氧燃料方法

有效

• 申請號: 201510606490.4
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN105289423B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 楊巨生;郭紅生;范梅梅;續建榮;李忠;謝克昌
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01J8/20
• 分類號: B01J8/20;C10L1/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 劉寶賢

技術領域

本發明涉及一種煤合成氣漿態床制含氧燃料方法，特別是一種煤合成氣外置旋流式漿態床制含氧燃料方法。

背景技術

氣液固三相漿態床反應器具有結構簡單、分散效果均勻、傳遞性能優良等特點，在煤制合成氣合成油以及煤制合成氣合成甲醇工藝中產業化的成功顯示了漿態床反應器在煤化工等領域的巨大發展潛力。

公開號為CN1593740A的名稱為一種“高效漿態床反應器”的發明專利，在反應器內設置分布板、加熱盤、內套筒構件；ZL200910209536.3公開了一種漿態床反應器，采用內置過濾組件；ZL201010125941.X公開了一種漿態床反應器，采用內置旋分器、吸熱盤管；以上專利采用內置換熱和分離的方法，流體的擾動能力有待加強，漿態床反應器放大主要存在的問題：分布器堵塞、逆流、催化劑及溫度分布不均勻等，直徑增加會改變反應器內部的流體流動特性，從而影響質量和熱量傳遞；而且直徑增加以后，反應器內部的熱量很難及時移走，反應器內溫度分布不均勻，不利于維持反應速度和提高催化劑壽命，現有漿態床反應器仍然存在偏流、溝流和床內部件堵塞，未能考慮系統氣固、氣液分離因素，針對上述問題，本發明提出一種煤合成氣漿態床制含氧燃料方法。

發明內容

本發明要解決的具體技術問題是在現有煤合成氣漿態床制含氧燃料方法的基礎上，進一步提高漿態床反應器的反應空間及其反應效率，并提供一種煤合成氣漿態床制含氧燃料方法。

為了解決上述問題，本發明所采取的措施如下。

一種煤合成氣漿態床制含氧燃料方法，其所述方法是按以下步驟進行：

首先、在漿態床反應器中，由下到反應器液位之間預先按質量比為1：400-500裝入固體催化劑與惰性液態溶融石蠟，合成氣從反應器底部的上層反應氣入口、中層反應氣入口和下層反應氣入口切向旋流進入漿態床反應器，以氣泡形式反應的非穩態過程后,在反應器中形成氣、液、固的流態化形態；合成氣在液相石蠟中擴散,在催化劑顆粒表面進行反應，生成重質烴液相產物經管道輸入設置于漿態床反應器外的液相產物液固過濾器和液相產物液液表面式換熱器后，由液相產物出口排出；氣態輕烴與部分尚未轉化的合成氣及液相經多層篦式氣液分離器進行氣液分離后，經管道輸入設置于漿態床反應器外的氣相產物氣固過濾器和氣相產物液氣表面式換熱器后，由氣相產物出口排出；

其次、在漿態床反應器中，冷水由反應器下部的低溫冷卻水入口進入，在膜式水冷壁內表面形成自然對流回流區，被膜式水冷壁吸熱，后通過反應器高溫熱水出口經氣相產物液氣表面式換熱器和液相產物液液表面式換熱器排出；

最后、在漿態床反應器中，當漿態床反應壓力超過設計壓力時，漿態床反應氣通過泄壓安全出口排出；在漿態床反應器下部通過工質排出管反沖氣入口，每間隔30分鐘噴入合成氣運行3-5分，噴氣量為總進氣量的1-2％，將沉積的催化劑反沖入漿態床反應器，并工質排出管閥控制排出。

基于上述技術方案，進一步的附加技術特征如下。

所述漿態床反應器的膜式水冷壁的管壁溫度低于漿態床反應器的主流區溫度6-10℃。

所述漿態床反應器中的漿液溫差是4-8℃，氣泡螺旋上升與漿液接觸的時間是20-30秒。

所述上層反應氣入口、中層反應氣入口和下層反應氣入口切向旋流進入漿態床反應器的氣量是1:3:6。

所述漿態床反應器底端的工質排出管每間隔30分鐘運行3-5分，噴氣量是總進氣量的1-2％，將沉積的催化劑反沖入漿態床反應器中。

所述氣相產物氣固過濾器和液相產物液固過濾器的出口增設有反向沖洗工序，反向沖洗工序為每間隔3小時進行5分鐘的反向沖洗，沖洗介質為合成氣，沖洗后的介質返回反應器。

所述漿態床反應器殼體的保溫層耐高溫性能是800-1000℃，保溫效率是93-96％。

實現本發明上述所提供的一種用于煤合成氣漿態床制含氧燃料方法的技術方案，是在將反應器內的反應置裝移除至反應器外設置的基礎上，實現煤合成氣漿態床制含氧燃料方法。與現有技術相比，其優點與積極效果如下。

本方法采用多噴嘴使漿液旋流運動，氣泡沿螺旋上升，增強了攪拌功能，與漿液接觸時間增加了1.2-1.8倍，漿液溫差在4-8℃之間，使反應器內部的反應空間在原有的基礎上增加了15％-30％。

本方法采用多層旋流進氣氣流的攪拌作用，減小了氣泡上升過程中形成大氣泡的幾率，增大了反應接觸面積。