[發(fā)明專利]沸騰床加氫反應(yīng)器及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110522061.4
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113083169B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李劍平;李詩豪;常玉龍;張桐;江霞;劉洪來;汪華林
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01J8/26
• 分類號: B01J8/26;B01J8/00
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

1.一種沸騰床加氫反應(yīng)器，包括：

承壓外殼(3)，

設(shè)置于所述承壓外殼上部空間內(nèi)的氣液固三相旋流分離器，

設(shè)置于所述承壓外殼中部的降液式液相產(chǎn)品引出管(14)，以及

設(shè)置在所述承壓外殼上的氣相出口(7)、液相出口(15)和氣液混相入口(1)，

其中，所述氣液固三相旋流分離器自上而下依次由篩孔套筒(8)、一級旋流導葉片(9)、柱段(6)、氣體止逆錐板(10)、溢流管(11)、二級旋流導葉片(12)、錐段(5)、冷氫引管(13)和底流管(4)設(shè)置而成，

其中，冷氫引管同軸設(shè)置于底流管中，其為圓環(huán)狀，沿著圓環(huán)管下面開設(shè)冷氫噴射口；篩孔套筒套于溢流管外圍，柱段套于篩孔套筒外圍；氣體止逆錐板設(shè)置于篩孔套筒上；柱段、錐段和降液式液相產(chǎn)品引出管由上至下連通；一級旋流導葉片和二級旋流導葉片分別設(shè)于柱段內(nèi)壁及錐段內(nèi)壁。

2.如權(quán)利要求1所述的沸騰床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述降液式液相產(chǎn)品引出管直徑為承壓外殼直徑的5～10％，與承壓外殼同軸布置，其貫穿于整個反應(yīng)器內(nèi)部，在下部封頭設(shè)有出口。

3.如權(quán)利要求1所述的沸騰床加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述氣體止逆錐板固定于溢流管上，其三角形截面斜邊與水平線夾角呈20°～70°之間；所述一級旋流導葉片和二級旋流導葉片由設(shè)于柱段內(nèi)壁及錐段內(nèi)壁上的多個旋流葉片組成或由內(nèi)壁上加工出的呈內(nèi)螺紋狀的一個螺旋通道、兩個螺旋通道或更多個螺旋通道構(gòu)成；所述柱段直徑為承壓外殼直徑的10～90％，柱段高度為承壓外殼切線高度的2.5～10％，錐段的母線同水平面的夾角為20～80°；所述篩孔套筒的直徑為承壓外殼直徑的20～80％，篩孔套筒上開有小孔，小孔直徑為催化劑顆粒粒徑的3～10倍；所述柱段與篩孔套筒的高度差h₁在100～500mm之間；溢流管和降液式液相產(chǎn)品引出管的高度差h₂在50～200mm之間；冷氫引管和降液式液相產(chǎn)品引出管的高度差h₃在50～100mm之間。

4.一種權(quán)利要求1-3中任一項所述的沸騰床加氫反應(yīng)器的使用方法，該方法包括以下步驟：

(i)旋流脫氣：在沸騰床加氫反應(yīng)器中料面位置，三相混合物進入其中，大氣泡破裂逃逸進入反應(yīng)器上部空間；剩余的液相、催化劑顆粒及小氣泡組成的混合物進入氣液固三相旋流分離器的柱段及篩孔套筒間的環(huán)隙中，經(jīng)一級旋流導葉片引流形成離心力場，驅(qū)使小氣泡向離心力場中心運動并通過篩孔套筒上的小孔進入溢流管和篩孔套筒的環(huán)隙中，進而聚并后向上進入反應(yīng)器上部空間；催化劑顆粒在離心力作用下，向離心力場外圍遷移，形成液固兩相混合物，由氣體止逆錐板和柱段之間的環(huán)隙進入二級旋流導葉片；以及

(ii)旋流脫固：步驟(i)中的液固兩相混合物在壓力差推動下經(jīng)過二級旋流導葉片，因為離心力的作用，固體顆粒被甩向外壁，液相在靠近中心處形成向上的內(nèi)旋流進入溢流管后上升，最終由降液式液相產(chǎn)品引出管排出；固體顆粒沿著壁面下滑，經(jīng)過氣液固三相旋流分離器底部并返回沸騰床加氫反應(yīng)器進行反應(yīng)；氣液固三相旋流器靠近底端同軸布置有冷氫引管，在三相反應(yīng)的過程中不斷通入冷氫氣，以增加旋流分離推動力，同時防止液相逆流及結(jié)焦現(xiàn)象。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述沸騰床加氫反應(yīng)器以兩級或更多級串聯(lián)使用，其中，空氣與水兩相混合物進入第一級反應(yīng)器內(nèi)部，使得原料在反應(yīng)器內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)，三相混合物通過氣液固三相分離器分離，潔凈液相產(chǎn)品通過管道進入下一級加氫反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，得到更潔凈的液相產(chǎn)品；每一級之間的反應(yīng)器的液面高度差h4大于沿程阻力損失+1m。

6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，反應(yīng)原料為各種生物質(zhì)經(jīng)過快速熱裂解、慢速熱裂解、加氫液化、氣化或炭化熱裂解過程得到的液體。

7.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，反應(yīng)原料為來自于石油的常壓渣油、減壓渣油或餾分油。

8.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，反應(yīng)原料為來自于煤熱解的低溫煤焦油、中溫煤焦油或高溫煤焦油。

9.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述催化劑顆粒的粒徑在0.05mm～0.1mm之間。