[發明專利]沸騰床加氫反應器及其使用方法

有效

• 申請號: 202110525454.0
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113083170B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 李劍平;李詩豪;楊雪晶;江霞;李立權;陳崇剛;趙穎;袁遠平;汪華林
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01J8/26
• 分類號: B01J8/26;B01J8/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

1.一種沸騰床加氫反應器，包括：

承壓外殼（3），

設置于所述承壓外殼上部空間內的氣液固三相旋流分離器，和設置于所述氣液固三相旋流分離器底部的止逆錐（12），

設置于所述承壓外殼中部的降液式液相產品引出管（11），以及

設置在所述承壓外殼上的氣相出口（7）、液相出口（13）和氣液混相進口（1），

其中，所述氣液固三相旋流分離器自上而下依次由出口轉子（8）、旋轉軸（9）、旋轉筒體（10）、柱段（6）、錐段（5）和底流管（4）同軸設置而成，

其中，旋轉筒體套于降液式液相產品引出管外圍，柱段套于旋轉筒體外圍；柱段、錐段由上至下連通；出口轉子及旋轉筒體上均布置有旋流導葉片；

其中，所述降液式液相產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，其貫穿于整個沸騰床加氫反應器內部，在下部封頭設有出口。

2.如權利要求1所述的沸騰床加氫反應器，其特征在于，所述止逆錐為紡錘形結構，上部錐角為15～150°，下部錐角大于上部錐角，以防止液相倒流。

3.如權利要求1所述的沸騰床加氫反應器，其特征在于，所述出口轉子及其表面附著的旋流導葉片是焊接或是鉚接在其上的，葉片均布于筒體上；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%；所述錐段的母線同水平面的夾角為20～80°；所述旋轉筒體的直徑為承壓外殼直徑的20～80%；所述旋轉軸的直徑為旋轉筒體直徑的5～20%，高度h1在150~500 mm之間；所述出口轉子的直徑為旋轉筒體直徑的15～30%；所述出口轉子、旋轉軸和旋轉筒體組成的旋轉裝置在氣相出口力的推動下作旋轉運動，旋轉角速度為10～20 rad/s；所述旋轉筒體的錐形部分上開有小孔，小孔直徑為催化劑顆粒粒徑的3~20倍；所述柱段與旋轉筒體高度差h2在100～500 mm之間；降液式液相產品引出管進口和旋轉筒體下部高度差h3在200~800mm之間。

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

（i）旋流脫氣：在三相混合物進入氣液固三相旋流分離器之前，大氣泡破裂逃逸進入沸騰床加氫反應器上部空間，在氣相出口力的推動下帶動出口轉子旋轉，出口轉子帶動下部旋轉軸及旋轉筒體的旋轉，液固兩相及小氣泡組成的混合物進行旋流分離，該過程進行的主要空間是柱段與旋轉筒體之間的環隙中，首先經旋轉筒體上的旋流導葉片分離，小氣泡聚并后上升從氣相出口逸出，固液兩相繼續分離，一部分潔凈液相從旋轉筒體內在內旋流作用下帶入降液式液相產品引出管排出；以及

（ii）旋流脫固：步驟（i）中的液固兩相混合物繼續在錐段沉積運動，固體顆粒被甩向外壁后沉降，潔凈液相上升后最終由降液式液相產品引出管排出，在氣液固三相旋流分離器下部出口處，止逆錐的設置有效防止液相倒流，保證了分離精度。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述沸騰床加氫反應器以兩級或更多級串聯使用，其中，空氣與水兩相混合物進入第一級沸騰床加氫反應器內部，使得原料在沸騰床加氫反應器內部發生反應，三相混合物通過氣液固三相旋流分離器分離，潔凈液相產品通過管道進入下一級沸騰床加氫反應器繼續反應，得到更潔凈的液相產品；每一級之間的沸騰床加氫反應器的液面高度差h4大于沿程阻力損失增加1 m。

6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，反應原料為各種生物質經過快速熱裂解、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.如權利要求4所述的方法，其特征在于，反應原料為來自于石油的常壓渣油、減壓渣油或餾分油；或者來自于煤熱解的低溫煤焦油、中溫煤焦油或高溫煤焦油。

8.如權利要求4所述的方法，其特征在于，催化劑顆粒的粒徑在0.05 mm~0.1 mm之間。