[發明專利]漿態床反應系統和費托合成反應的方法

有效

• 申請號: 201710499369.5
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN109126640B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 杜冰;卜億峰;姚德良;苗強;孫永偉
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: B01J8/22
• 分類號: B01J8/22;C10G2/00
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 熊保

1.一種費托合成漿態床反應系統，包括：

漿態床反應器（1）、內部換熱單元和外部換熱單元，所述內部換熱單元設置在所述漿態床反應器（1）的內部，所述外部換熱單元設置在所述漿態床反應器（1）的外部，所述外部換熱單元包括依次串聯的具有壓力控制閥（9）的汽包（5）、具有冷卻水入口的緩沖罐（6）和加熱器（7），且所述加熱器（7）與所述內部換熱單元的下部進水口連通，所述汽包（5）與所述內部換熱單元的上部出水口連通；所述緩沖罐（6）的冷卻水入口與外部補充水源相連通，使得來自所述外部補充水源的冷卻水能夠通過該冷卻水入口進入到緩沖罐（6）中，并最終進入所述內部換熱單元中；

在所述汽包（5）與所述內部換熱單元的上部出水口連通的管線上設置有并聯連接的閥門（I）和閥門（17），且在閥門（I）或閥門（17）的支路上設置有泵（10）；

所述內部換熱單元包括設置在所述漿態床反應器（1）內部的下部換熱單元（2）、中部換熱單元（3）和上部換熱單元（4）；

所述中部換熱單元（3）與所述上部換熱單元（4）串聯，且所述下部換熱單元（2）與所述中部換熱單元（3）和所述上部換熱單元（4）并聯，以及所述加熱器（7）分別與所述下部換熱單元（2）的進水口和所述中部換熱單元（3）的進水口連通，所述下部換熱單元（2）的出水口和所述上部換熱單元（4）的出水口分別與所述汽包（5）連通；

所述下部換熱單元（2）、中部換熱單元（3）和上部換熱單元（4）各自獨立地包括兩根以上并聯的換熱管，且所述下部換熱單元（2）和所述中部換熱單元（3）的20-50%的換熱管內設置擋板；

所述下部換熱單元（2）中的換熱管的根數大于中部換熱單元（3）和上部換熱單元（4）中的換熱管的根數；

所述下部換熱單元（2）中的換熱管的直徑比所述中部換熱單元（3）和上部換熱單元（4）中的換熱管的直徑各自小2-50mm；

所述下部換熱單元（2）中的換熱管的直徑為10-200mm；所述中部換熱單元（3）和上部換熱單元（4）中的換熱管的直徑各自獨立地為20-200mm；所述換熱管具有至少兩個交錯排布的擋板，各個所述擋板的橫截面積不超過相應換熱管內橫截面積的80%。

2.根據權利要求1所述的漿態床反應系統，其中，所述中部換熱單元（3）和上部換熱單元（4）中的換熱管直徑與下部換熱單元（2）的換熱管直徑比各自獨立地為（2-10）：1。

3.根據權利要求1所述的漿態床反應系統，其中，各個所述擋板的橫截面積不超過相應換熱管內橫截面積的70%。

4.根據權利要求1所述的漿態床反應系統，其中，所述汽包（5）通過管線與補充水源連通，使得來自補充水源的補充水由管線進入到所述汽包（5）中。

5.采用根據權利要求1-4中任意一項所述的費托合成漿態床反應系統進行費托合成反應的方法，包括：

來自汽包（5）的水依次流經緩沖罐（6）、加熱器（7）進入內部換熱單元中與漿態床反應器（1）內的物料進行換熱，換熱后的水循環回汽包（5）內進行氣液分離，分出的水返回所述緩沖罐（6）中，任選分出的蒸汽經由壓力控制閥（9）排出；

其中，在所述費托合成反應的初始階段，所述加熱器（7）對來自緩沖罐（6）內的水進行加熱，并利用加熱后的熱水對所述漿態床反應器（1）內的物料進行加熱，直至所述漿態床反應器（1）內的物料達到反應溫度；

在所述漿態床反應器（1）內的物料達到反應溫度之后，所述加熱器（7）停止加熱，使來自緩沖罐（6）內的水直接流過所述加熱器（7）進入所述內部換熱單元中，用于移出所述漿態床反應器（1）內的物料反應熱，

其中，至少一部分冷卻水通過管線進入所述汽包（5）中，并依次經由所述緩沖罐（6）和所述加熱器（7）進入所述漿態床反應器（1）的內部換熱單元中，以及

任選至少另一部分冷卻水通過所述緩沖罐（6）的冷卻水入口進入到所述緩沖罐（6）中，并且經由所述加熱器（7）進入所述漿態床反應器（1）的內部換熱單元中。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述壓力控制閥（9）設置的壓力閾值在1.55-5.5MPa范圍內。