[發明專利]分級轉化組合流化床反應裝置及反應方法

有效

• 申請號: 201710704543.5
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN109401794B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 徐俊;鐘思青;霍威;屠功毅
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C10J3/66
• 分類號: C10J3/66;C10J3/54;C10J3/56;C10J3/72;C10J3/84;C10K3/00;C07C1/04;C07C9/04
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1.一種分級轉化組合流化床反應裝置，主要設備包括：細反應器（4）、粗反應器（5）、熱解爐（6）以及分級排渣裝置（2），所述分級排渣裝置（2）由上下兩段不同筒徑的排渣裝置組成，所述上段排渣裝置直徑是下段排渣裝置直徑的2~10倍；

所述分級排渣裝置（2）內設有分級擋板（3），所述分級擋板（3）的型式為環核擋板；

其中細反應器（4）上端擴徑后與粗反應器（5）底部相連通，粗反應器（5）與熱解爐（6）相連通，熱解爐（6）與細反應器（4）通過第一返料機構（9）相連通；

所述第一返料機構（9）為非機械返料機構，所述非機械返料機構型式為W閥；所述W閥由返料管（12）、阻力管（13）、斜管（14）與立管（15）組成；所述返料管（12）底部設有返料管充氣風（I）；阻力管（ 13 ） 底部設有阻力管充氣風（H）；所述返料管（12）、阻力管（13）與斜管（14）的管徑是立管管徑的0.5~1倍；所述W閥的返料角與阻力角為45°~75°，且返料角大于或等于阻力角；

所述熱解爐（6）為旋流反應器，旋流反應器的入口為1-4個，入口設置帶有角度。

2.根據權利要求1所述分級轉化組合流化床反應裝置，其特征在于所述細反應器（4）的高度為粗反應器（5）高度的2~8倍，所述粗反應器（5）的直徑為細反應器（4）直徑的1.5~6倍。

3.根據權利要求1所述分級轉化組合流化床反應裝置，其特征在于所述分級擋板（3）的型式還可以為多孔擋板、斜擋板或格柵擋板。

4.一種分級轉化組合流化床反應方法，采用權利要求1～3中任一種分級轉化組合流化床反應裝置，包括如下幾個步驟：

（a）、負載催化劑的含碳原料（E）進入熱解爐（6）中迅速熱解，熱解后的熱解氣與半焦在熱解爐（6）與旋風分離器（7）內進行分離后，煤焦油（D）進入后續設備進行凈化與分離；

（b）、分離后的半焦分別流經第一返料機構（9）與第二返料機構（8），與氣化劑（F）同時進入細反應器（4）中進行混合與燃燒、氣化反應，反應后的大顆粒渣與部分未完全反應的含碳顆粒經過閥門控制進入分級排渣裝置（2）中，經過顆粒分級后由分級排渣裝置（2）的底部排出大顆粒渣，而含碳顆粒則通過分級排渣裝置（2）的上部流入細反應器（4）的上端繼續參與反應；

（c）、細反應器（4）中反應后的含碳顆粒經過氣體提升進入粗反應器（5）中進一步氣化反應；反應后的粗煤氣（G）經分離后凈化收集，分離后的含碳顆粒與渣作為熱載體進入熱解爐（6）中，為負載催化劑的含碳原料（E）熱解提供熱量。

5.根據權利要求4所述的分級轉化組合流化床反應方法，其特征在于所述含碳原料選自煤、石油焦、生物質中的至少一種，所述氣化劑選自氧氣、空氣、液態水、水蒸氣、二氧化碳或氫氣中的至少一種。

6.根據權利要求4所述的分級轉化組合流化床反應方法，其特征在于所述催化劑選自堿金屬、堿土金屬、過渡金屬中的至少一種；所述催化劑以浸漬法、干混法或離子交換法方式負載在含碳原料上；所述催化劑的負載量占原煤質量的0.1~20%。

7.根據權利要求4所述的分級轉化組合流化床反應方法，其特征在于所述細反應器（4）的反應條件為：反應壓力0~6.5MPa、反應溫度800~1300℃、氣相線速度2.0~15.0m/s，所述細反應器（4）內的流態為快速流態化；所述粗反應器（5）的反應條件為：反應壓力0~6.5MPa、反應溫度600~1000℃、氣相線速度0.1~1.0m/s，所述粗反應器（5）內的流態為湍動流態化或鼓泡流態化；所述熱解爐（6）內的操作溫度比粗反應器內的溫度低100-300℃；所述分級排渣裝置（2）內下段筒體內氣相線速度為0.8~3m/s，上段筒體內氣相線速度為0.1~0.3m/s；所述W閥中返料管（12）底部的返料管充氣風（I）與阻力管（13）底部設有阻力管充氣風（H）的充氣壓力小于或等于立管（15）內底部的壓力。