[實用新型]固定床費托合成反應器

有效

• 申請號: 201820309022.X
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN208104303U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 王密;范飛;孔凡勝;李皓
• 申請（專利權）人: 蘭州蘭石集團有限公司;蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公司
• 主分類號: C10G2/00
• 分類號: C10G2/00;B01J8/04
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 馬小瑞

本實用新型公開了一種固定床費托合成反應器，它包括上封頭、下封頭和反應器筒體，反應器筒體內部排布有相互平行的換熱板，催化劑間隔填充于相鄰兩塊換熱板之間；上分程隔板、中分程隔板、下分程隔板和間隔錯位設置的環板將反應器筒體內腔中的流道分割成合成氣通道和冷卻介質通道，合成氣和冷卻介質通過換熱板進行熱量傳遞。合成氣和冷卻介質在換熱板之間交錯流動，沿徑向穿過反應器，傳熱溫差較大，且傳熱路徑較短，不僅可以進一步消除床層熱點，而且流體流動阻力低，動能損害小，能夠滿足大空速要求，有助于提高反應器產能，降低生產成本。本實用新型操作簡單安全，結構合理且易實現大型化，適用于費托合成等強放熱反應。

技術領域

本實用新型涉及固定床反應設備技術領域，具體的說是一種移熱效果顯著的固定床費托合成反應器。

背景技術

費托合成是將合成氣（CO和H₂）在催化劑上轉化成烴類的反應，是煤間接液化工藝的核心技術。費托合成的產物包括不含硫、氮和芳烴的優質石腦油、柴油和潤滑油基礎油等，同時還副產大量高價值的化學品，具有清潔、環保、燃燒性能優異等優點，以及很強的市場適應性和經濟效益。由于費托合成反應是強放熱反應，常發生催化劑局部過熱，導致理想產物選擇性降低，并引起催化劑結炭甚至堵塞床層，因此有效移熱是費托合成反應器設計中重點考慮的問題。

固定床費托合成由于操作簡單、形式多樣被各大石油公司作為費托合成技術開發的主要技術之一。目前，國內外多采用普通的列管式反應器，管程由一束管組成，管內裝填催化劑，管間通水，通過水的沸騰汽化移除反應熱。合成氣由反應器頂部進入，在催化劑床層上進行費托合成反應，未反應氣體與產品從反應器底部離開。該反應器不存在液態產品與催化劑的分離問題、催化劑利用率高，但傳質速度較低、傳熱性能不好、易導致床層超溫，制約了其大規模推廣應用。

目前，解決此問題的主要方法有：減小反應管直徑、增大循環氣流量、開發新型催化劑。減小反應管直徑可以增大傳熱面積，但會給設備加工帶來困難；增大循環氣流量可以降低反應熱，但會導致床層壓降增大，催化劑損耗增加；而開發新型催化劑非工藝解決方案，所需研發周期較長。有效降低反應器截面溫度的不均勻性，快速移出反應放出的熱量，控制反應溫度，防止高熱點發生成為固定床費托合成反應器需要解決的關鍵技術。

專利CN 103421530 A公開了一種固定床費托合成方法，在該方法中，反應器流出物經冷凝、分離后得到的重質烴類物質與原料氣混合后送入費托反應器，進一步參與費托合成反應，通過重質烴類物質循環實現對催化劑床層的溫度控制。

專利CN 1736574A公開了一種無熱點列管式固定床反應器，在該技術中，反應器列管中的每支管采用套管結構，在套管間隙中裝填催化劑，冷卻介質同時流過內管與殼程，使套管間隙中產生的反應熱可以向兩側傳遞，有效降低或消除催化劑床層熱點。

CN 2782685Y公開了一種合成氣在催化劑作用下經費托合成反應制備合成油的費托合成油徑向反應器，由于氣體徑向流道短，合成氣在催化劑床層停留時間短，所以催化劑床層阻力降小，溫度分布均勻，無熱點存在，避免了費托合成反應強放熱引起的催化劑床層局部飛溫。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種壓降阻力小，傳熱性能好，溫度分布均勻，床層無熱點，操作簡單安全，結構合理且易實現大型化的固定床費托合成反應器。

為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為：