專利名稱：漿態床反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及費托合成領域，更具體地，涉及一種漿態床反應器。
背景技術：
近年來，全球原油價格逐步攀升，特別是在一些富煤缺油的國家，發展非石油路線的能源工藝受到廣泛關注。費托合成是指合成氣(h2+co)在催化劑的作用下，在適宜的反應溫度和反應壓力下，合成烴類液體燃料和高附加值化學品的反應過程。煤或天然氣經費托合成反應轉化為優質液體燃料和高附加值化學品，不僅合理、高效、潔凈的利用了煤炭資源，而且還彌補了石油資源的相對不足，使得費托合成技術成為石油替代能源技術的有效途徑。伴隨化學工業的發展，費托合成工藝路線經歷了固定床工藝、循環流化床工藝、固 定流化床工藝和衆態床工藝。相較固定床反應器、循環流化床反應器和固定流化床反應器，三相漿態床費托合成反應器易于實現低溫費托合成反應，具有反應熱易于移出、反應溫度均勻，返混程度高、可在線裝卸催化劑及生產能力大等優勢，三相漿態床費托合成工藝技術得到了長足發展。對于合成氣漿態床費托合成反應，隨著反應的進行，不斷產生不同鏈長的烴類產品，輕質烴類產品隨其它費托合成產物及未反應的合成氣通過反應器頂部進入下游冷熱高分及冷熱低分氣液分離裝置，進行氣液分離，得到輕質烴產品。而費托反應生成的重質烴(費托蠟)在保持反應器內漿液催化劑濃度(反應器液位)一定范圍的情況下，必須連續不斷的從氣液固三相漿態床中抽出，進而經精過濾獲得合格費托蠟產品。但是，三相漿態床反應器的使用也帶來了新的問題，在漿態床反應器中，2(Γ200 μ m細小的費托催化劑顆粒與液體烴類(費托蠟)產品混合在一起，它們的有效分離一直是漿態床費托合成工藝技術發展的技術難點。專利GB2403728A公開了一種從費托合成產品分離催化劑漿液的反應器外過濾方法，但該工藝路線較長，且從漿態床反應器抽出懸浮液的輸送及返回漿態床反應器、以及被過濾下來的催化劑漿液輸送的動力都是由泵來提供的，此過程中極易造成催化劑顆粒的破損，增加了液固分離的難度以及氣固分離負荷，并需要定時補充反應器內的催化劑，從而對反應器長時間的運行造成不便。專利CN1589957A公開了一種用于三相漿態床反應器液固分離的自動過濾/反沖系統，其過濾器分多層直接放置在反應器內，在過濾壓差的作用下，氣液穿過過濾介質，進入液體收集槽進行氣液分離，獲得費托蠟產品，被截留在過濾介質外表面的催化劑顆粒經定時反沖洗剝離至反應器漿液區。眾所周知，漿態床費托反應器為氣液固三相反應器，氣含率較高，氣體較清液透過過濾介質容易的多，影響了清液抽出，減小了過濾器過濾面積的有效利用。同時，氣體也會吹干過濾元件孔道，導致一些催化劑顆粒干涸于過濾元件孔道內，降低了過濾元件通透性。另外，合成氣被引出反應器，合成氣有效利用率降低。被截留在過濾介質表面的催化劑，隨著過濾時間的增長，催化劑濾餅增厚，此系統沒有有效途徑減緩催化劑濾餅增厚的程度，只能通過強制的反沖洗才能將其從過濾介質表面剝離，會延長反沖洗時間或者增加反沖洗頻次，導致清液抽出時間變短，降低了系統效率。
發明內容
本發明目的在于提供一種過濾器反吹頻次少，費托蠟能長周期穩定有效的從反應器抽出，實現費托合成漿態床反應器平穩連續運行的漿態床反應器。本發明提供了一種漿態床反應器，包括反應器筒體，反應器筒體的內腔的下部設置有氣體導入裝置，反應器筒體的內腔中設置有費托蠟與催化劑分離裝置；反應器筒體的外部設置有與費托蠟與催化劑分離裝置連通以抽出費托蠟和對費托蠟與催化劑分離裝置反沖洗的費托蠟抽出與反吹系統；反應器筒體的內腔中還設置有位于費托蠟與催化劑分離裝置的上方的氣液分離裝置。進一步地，氣液分離裝置包括氣液旋分分離器，氣液旋分分離器包括氣液入口、氣相出口和出液口；氣液入口與反應器筒體的內腔連通，氣相出口與位于反應器筒體頂部的 出氣口連通，出液口延伸到費托蠟與催化劑分離裝置內部。進一步地，反應器筒體的上部設置有隔板，氣液旋分分離器設置在隔板的下方，且氣相出口延伸到隔板的上方，氣液入口位于隔板的下方。進一步地，費托蠟與催化劑分離裝置包括漿液收集器和設置在其下端的費托蠟與催化劑分離器；費托蠟與催化劑分離器包括管狀的分離器殼體和設置在分離器殼體內部的多個錯流過濾芯。進一步地，漿液收集器下部還設置有漿液分布器，漿液分布器包括多個錐形漿液分布孔，每個漿液分布孔與一個錯流過濾芯對應設置。進一步地，錯流過濾芯為內錯流過濾芯，內錯流過濾芯內部為漿液下行通道，內錯流過濾芯外部與分離器殼體之間形成濾液腔；每個漿液分布孔與一個內錯流過濾芯同軸設置。進一步地，錯流過濾芯為外錯流過濾芯，外錯流過濾芯內部為濾液腔，外錯流過濾芯外部與分離器殼體之間形成漿液下行通道。進一步地，多個錯流過濾芯中相鄰的三個錯流過濾芯呈三角形布置在分離器殼體內部。進一步地，漿液收集器呈錐形。進一步地，錯流過濾芯為金屬粉末燒結濾芯或金屬絲網燒結濾芯或楔形濾芯或復膜式濾芯，其濾芯精度為O. 5^100微米。進一步地，氣液旋分分離器的出液口位于漿液收集器內。進一步地，反應器筒體的內腔中還設置有位于費托蠟與催化劑分離裝置下部的導流器；導流器包括位于其上部對費托蠟與催化劑分離裝置下行的漿液導流的上導流部，以及位于其下部對導流器下部的漿液導流的下導流部。進一步地，導流器的外徑大于費托蠟與催化劑分離裝置的外徑。進一步地，上導流部沿其軸向的截面呈“人”字形；下導流部沿其軸向的截面呈倒立的“人”字形。進一步地，費托蠟與催化劑分離裝置和氣液分離裝置均為多個，且費托蠟與催化劑分離裝置的個數大于或者等于氣液分離裝置的個數。進一步地，每個氣液分離裝置與其對應的費托蠟與催化劑分離裝置同軸設置；多個費托蠟與催化劑分離裝置均布于反應器橫截面上，或者沿反應器筒體內的一個圓周線均布，或者沿反應器筒體內的兩個或多個不同半徑的同心圓周線均布，或者在反應器筒體的內腔內沿上下方向多層布置。進一步地，費托蠟與催化劑分離裝置的頂端位于反應器筒體的內腔的額定液位以下1-15米。進一步地，氣體導入裝置包括氣體分布器，氣體分布器位于導流器下部；氣體分布器為鍋底圓盤式分布器或者車福式分布器或者泡罩分布器。進一步地，漿態床反應器還包括均勻設置在反應器筒體內部的單段或者多段取熱盤管，取熱盤管內通入除氧水。
進一步地，費托蠟抽出與反吹系統包括蠟產物緩沖罐和反吹介質緩沖罐；蠟產物緩沖罐的壓力低于反應器筒體內壓力O. Γ0. 5MPa ;反吹介質緩沖罐的壓力高于反應器筒體內壓力O. 3^0. 8MPa ;反吹介質為合成氣或者氮氣或費托合成自產液體臘或者上述物質的混合物。根據本發明的漿態床反應器，通過在費托蠟與催化劑分離裝置的上方設置氣液分離裝置，減少進入費托蠟與催化劑分離裝置的氣體量，從而有效防止氣體侵占過濾介質表面，提高過濾介質的有效面積。同時氣體量減少，也有效防止了氣體吹干過濾介質的孔道而引起的催化劑顆粒干涸在過濾介質上降低過濾介質通透性的問題。再者，氣體通過氣液分離裝置有效分離，從而可以盡快的回到反應器中循環利用，提高合成氣的有效利用率。
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I是根據本發明的漿態床反應器的系統示意圖；圖2是根據本發明的漿態床反應器的氣液旋分分離器的結構示意圖；圖3是根據本發明的漿態床反應器的費托蠟與催化劑分離裝置的第一實施例的結構示意圖；圖4為圖2的俯視示意圖；圖5是根據本發明的漿態床反應器的費托蠟與催化劑分離裝置的第二實施例的結構示意圖；以及圖6是根據本發明的漿態床反應器的導流器的結構示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。如圖I所示，根據本發明的漿態床反應器，包括反應器筒體10，反應器筒體10的內腔的下部設置有氣體導入裝置，反應器筒體10的內腔中設置有費托蠟與催化劑分離裝置30 ;反應器筒體10的外部設置有與費托蠟與催化劑分離裝置30連通以抽出費托蠟和對費托蠟與催化劑分離裝置30反沖洗的費托蠟抽出與反吹系統60 ;反應器筒體10的內腔中還設置有位于費托蠟與催化劑分離裝置30的上方的氣液分離裝置。通過在費托蠟與催化劑分離裝置30的上部設置氣液分離裝置，減少進入費托蠟與催化劑分離裝置30的氣體量，從而有效防止氣體侵占過濾介質表面，提高過濾介質的有效面積。同時氣體量減少，也有效防止了氣體吹干過濾介質的孔道而引起的催化劑顆粒干涸在過濾介質上降低過濾介質通透性的問題。再者，氣體通過氣液分離裝置有效分離，從而可以盡快的回到反應器中循環利用，提高合成氣的有效利用率。如圖2所示，氣液分離裝置包括氣液旋分分離器20，氣液旋分分離器20包括氣液入口 21、氣相出口 22和出液口 23 ;氣液入口 21與反應器筒體10的內腔連通，氣相出口 22與位于反應器筒體10頂部的出氣口 b連通，出液口 23位于費托蠟與催化劑分離裝置30內部。優選地，結合圖I和圖2，在反應器筒體10的上部設置有隔板11，氣液旋分分離器20的氣液入口 21設置在隔板11下部，氣相出口 22設置在隔板11上部，從而使氣相出口 22排出的費托合成反應后的氣相產物有效分離，并從反應器筒體10的出氣口 b排出反應器，進入下一步分離程序。如圖3所示，費托蠟與催化劑分離裝置30包括漿液收集器31和設置在其下端的費托蠟與催化劑分離器32，優選地，氣液旋分分離器20的料腿與費托蠟與催化劑分離裝置30同軸布置，料腿伸入漿液收集器31內部，從而使從料腿最下端的出液口 23排出的漿液直接進入漿液收集器31內部。減少漿液收集器31再次收集過程，增加了費托蠟與催化劑分離器32中下行通道的漿液量，一定程度上可增大循環液速，增大對截留在過濾介質表面的催化劑沖刷力度，從而可以降低過濾介質表面的濾餅的厚度，延遲反沖洗的時間間隔，從而提高過濾的連續性和穩定性。氣液旋分分離器20是排出漿態床反應器氣相重組分及細小催化劑顆粒有效途徑，為了盡量保證經氣液旋分分離器20收集來的漿液直接進入費托蠟與催化劑分離裝置30的漿液收集器31內，氣液旋分分離器20的個數小于或等于費托蠟與催化劑分離裝置30個數，優選地為等于，即每個費托蠟與催化劑分離裝置30對應一個氣液旋分分離器20裝置。氣液旋分分離器20可以為錐形，也可以為其他類似錐形的形狀，如呈喇叭口形等等，只要對漿液起到收集作用均能夠滿足要求。費托蠟與催化劑分離裝置30設置在反應器的液位以下，均勻設置在反應器筒體10的橫截面上或均布一個或兩個或多個反應器筒體10內不同半徑的圓周線上。費托蠟與催化劑分離裝置30在反應器內均勻布置，盡量避免隨著費托反應器長時間運行，反應器內產物越來越重的現象發生。費托蠟與催化劑分離裝置30的頂端位于反應器筒體10的內腔的額定液位以下1-15米。如圖3至5所示，費托蠟與催化劑分離裝置30的費托蠟與催化劑分離器32包括管狀的分離器殼體32a和設置在分離器殼體32a內部的多個錯流過濾芯32b，錯流過濾芯 32b可以為內錯流過濾芯，即內錯流過濾芯內部為漿液下行通道32c，內錯流過濾芯外部與分離器殼體32a之間形成濾液腔32d，費托蠟由下行通道32c通過濾芯進入濾液腔32d。濾液腔32d與位于反應器筒體外部的費托蠟抽出與反吹系統60連通，從而抽出濾液腔32d中的費托蠟。
如圖3和4所示，當錯流過濾芯32b為內錯流過濾芯時，漿液收集器31與費托蠟與催化劑分離器32之間還設置有漿液分布器33，漿液分布器33包括多個錐形漿液分布孔33a,每個內錯流過濾芯32b均與一個衆液分布孔33a同軸設置,使從衆液分布孔33a中下行的漿液直接進入下行通道32c 中，可以減小下行過程中的壓力和漿液流速損失，增大循環液速，增大對截留在過濾介質表面催化劑沖刷力度。優選地，相鄰的三個漿液分布孔33a盡可能地呈三角形布置，從而使進入每個內錯流過濾芯中的漿液相等，而且可以盡量較少死區，防止催化劑沉積于錐形漿液分布板上。如圖5所示，錯流過濾芯32b可以為外錯流過濾芯，外錯流過濾芯內部為濾液腔32d，外錯流過濾芯外部與分離器殼體32a之間形成漿液下行通道32c。相鄰的三個外錯流過濾芯盡可能地呈三角形分布在分離器殼體32a內部，從而使每個外錯流過濾芯外側的漿液分布均勻，提高過濾效率。錯流過濾芯32b為金屬粉末燒結濾芯、金屬絲網燒結濾芯、楔形濾芯、復膜式濾芯等可進行蠟催化劑分離常規組件，其濾芯精度為O. 5^100微米，優選地為1(Γ30微米。亦可選用大孔徑濾芯，漿態床反應器內置過濾器為一級過濾，將反應器內失去活性的催化劑細粉除去，在反應器外再對粗蠟進行精過濾，達到后續加工要求。結合圖I和圖6，反應器筒體10的內腔中還設置有位于費托蠟與催化劑分離裝置30下部的導流器70 ;導流器70包括位于其上部對費托蠟與催化劑分離裝置30下行的漿液導流的上導流部71，以及位于其下部對導流器70下部的漿液導流的下導流部72。導流器70的圓盤直徑略大于費托蠟與催化劑分離裝置30的外徑。上導流部71沿其軸向的截面呈“人”字形，對費托蠟與催化劑分離裝置30下行通道32c流出的漿液給予合適的導流作用，下導流部72沿其軸向的截面呈倒立的“人”字形，一方面可以給予反應器內、導流器下部的氣液固三相漿液導流作用，最重要的另一方面是防止氣體進入費托蠟與催化劑分離裝置30下行通道32c，減少氣體對費托蠟與催化劑分離裝置30下行通道32c中漿液速度的負面影響。如圖I所示，位于反應器筒體10下部的氣體導入裝置包括氣體分布器50，氣體分布器50位于導流器70下部,氣體分布器50為鍋底圓盤式分布器或者車福式分布器或者泡罩分布器。由于費托合成反應為高放熱反應，需要及時將內部產生的熱量移出，一般通過設置在反應器筒體10內部的單段或者多段取熱盤管40，高溫除氧水由e 口引入，同溫吸收費托反應熱后，汽水混合物經f 口引出。費托蠟抽出與反吹系統60包括蠟產物緩沖罐61和反吹介質緩沖罐62，蠟產物緩沖罐61的壓力設定低于反應器壓力O. Γ0. 5MPa，優選O. 3^0. 4MPa，在壓力差的作用下，使費托蠟自動抽出到蠟產物緩沖罐61中；反吹介質緩沖罐62設定壓力高于反應器壓力
O.8^0. 3MPa，優選O. 5MPa，反吹介質為合成氣、氮氣或費托合成自產液體蠟。通過PLC/DCS過濾程序完成各控制閥動作，實現蠟/催化劑有效分離。蠟產物緩沖罐61壓力低于反應器壓力O. Γ0. 5MPa，即錯流過濾芯32b的反吹動作壓差設定O. Γ0. 5MPa，優選O. 3^0. 5MPa。如果反吹動作壓差設定過高，形成濾餅較厚時，才能依據PLC/DCS邏輯控制程序關閉清液抽出程控閥61a，打開反沖洗程控閥62c，對錯流過濾芯32b進行反吹，由于濾餅較厚反吹效果較差；錯流過濾芯32b內外壓差設定過低，使得反吹動作過于頻繁，沒有必要的反吹再生過濾芯，不僅反吹氣進入過濾管，影響環流液速，還相對縮短了清液抽出時間，降低了過濾器的有效利用率。反吹介質緩沖罐62的壓力不得低于反應器壓力O. 3MPa，但也不得高于反應器壓力O. 8MPa。反吹介質緩沖罐62的壓力設定太低，不能對錯流過濾芯32b進行有效的反沖洗，使得過濾效果惡化，經過一段時間蠟抽出后，濾芯表面濾餅越來越厚，超過濾芯內外壓差設定值時，依據PLC/DCS邏輯過濾控制程序，關閉清液抽出程控閥61a，打開反沖洗程控閥62c，對錯流過濾芯32b進行頻繁反吹，頻繁反吹壓力低，力道小未必能達到反沖洗效果，另外大量的反吹氣進入過濾管，過濾管內部漿液密度降低，與反應器不能形成有效環流，過濾效果會進一步惡化。在設定適當的反吹時間下，如果反吹介質緩沖罐62壓力設定較高，瞬間給予錯流過濾芯32b —個較大的反吹壓差，可能影響過濾芯使用壽命，極限情況下也可瞬間壓癟損壞錯流過濾芯32b，即使提高濾芯強度也會增加制造精度難度及制造成本。內置過濾漿態床反應器內催化劑漿液運行過程如下合成氣從進氣口 a經氣體分布器50進入漿態床反應器向上運動，依賴其曳力帶動漿態床反應器內催化劑漿液繞過導 流器70在費托蠟與催化劑分離裝置30外向上運動，運行至漿液收集器31上杯口時，未反應合成氣及費托反應生成的輕質組分因其密度小繼續向上運行，直至進入氣液旋分分離器20進行氣液分離；而較重的催化劑漿液因其密度較大被引入錐形的漿液收集器31，經氣液分離的漿液直接從出液口 23從漿液收集器31進入費托蠟與催化劑分離裝置30的下行通道32c，由此在費托蠟與催化劑分離裝置30內外催化劑漿液形成密度差，形成漿態床反應器與費托蠟與催化劑分離裝置30內環流。費托蠟與催化劑分離裝置30內外催化劑漿液密度差越大，循環液速越大，對過濾芯表面沖刷力就越強，過濾芯表面催化劑濾餅就越薄，過濾芯反沖洗次數就越少，費托蠟抽出時間越長，單位濾芯面積產量就越大。費托蠟與催化劑分離裝置30的下行通道32c內氣含率較低，有利于濾芯過濾功能的正常發揮。漿態床反應器與費托蠟與催化劑分離裝置30內環流不僅可減少過濾器臺數，增大漿態床反應器有效利用空間，還可增強漿態床反應器內漿液返混程度，加強一直被認為漿態床反應器弱項的氣液傳質過程，并使得反應器漿液濃度更加均勻，溫度更加均一。另外漿態床反應器內催化劑漿液濃度均一、溫度均一，取熱盤管可以不必設兩段，可單段均勻分布于若干蠟/催化劑分離器間隙中。根據本發明較優選地實施例如下所述，合成氣由a 口引入經氣體分布器50進入已注有一定濃度、一定液位催化劑漿液的漿態床反應器中，在一定費托反應溫度和壓力下反應，生成的輕質油氣、未反應的合成氣及少部分重質烴類由氣液旋分分離器氣液入口 21進入氣液旋分分離器20，經氣液分離后，氣相部分由氣相出口 22引出，從漿態床反器頂部出氣口 b排出，進入后續分離系統，進行分離，獲得輕質油、重質油和費托合成水。漿態床反應器內生成的費托蠟，在過濾壓差的作用下，由費托蠟與催化劑分離裝置30的下行通道32c穿過錯流過濾芯32b進入濾液腔32d，再由濾液腔32d經清液抽出程控閥61a和反應器液位控制閥61b進入蠟產物緩沖罐61，蠟產物緩沖罐壓力由雙程控制閥61c進行調節，由此穩定清液過濾壓差。來自壓縮機反吹合成氣經補充氣程控閥62a引入反吹介質緩沖罐62，利用反吹介質緩沖罐62的雙程控制閥62b穩定反吹介質緩沖罐的壓力，由此為費托蠟與催化劑分離裝置30提供一個穩定有力的反沖洗動力；費托蠟與催化劑分離裝置30需反沖洗時，反吹氣程控閥62c開啟，一定溫度、一定壓力的合成氣瞬時進入費托蠟與催化劑分離裝置30，對錯流過濾芯32b進行反沖洗再生。漿態床反應器三相漿液區、費托蠟與催化劑分離裝置30的下行通道32c和導流器70通過錯流過濾的方式形成環流，利用進入漿態床反應器的合成氣向上對催化劑漿液向上的曳力及費托蠟與催化劑分離裝置30的下行通道32c內外環物流密度差形成的推動力來實現環流過程，連續對截留在錯流過濾芯32b表面的催化劑進行沖刷，過濾濾餅保持較薄的狀態，減少反沖洗頻率，延長清液抽出時間，這也是粗蠟能夠源源不斷從費托蠟與催化劑分離裝置30抽出的先決條件。費托蠟抽出自動反沖洗程序經PLC/DCS周而復始反復運行，對各臺過濾器進行合理安排清液抽出及反吹時間。反應熱由取熱盤管內具有一定飽和蒸汽壓的除氧水移出，利用本發明漿態床反應器完成器內費托蠟抽出，控制反應器液位，穩定反應器溫度，是費托反應裝置長周期穩定運轉有效方法。
本發明內置過濾漿態床反應器的反應器筒體10的內徑5. 8米，反應器筒體10的切線高度42米，正常漿態床反應器液位(額定液位)控制在30 ±2米范圍內，在漿態床反應器液位下5米設置內置的費托蠟與催化劑分離裝置12臺，距反應器筒體I. 2米圓周線上均布，每臺費托蠟與催化劑分離裝置30內安裝Φ50毫米12根18米長錯流過濾芯32b，在漿態床反應器隔板上與蠟/催化劑過濾器同軸布置12臺氣液旋分分離器20，氣液旋分分離器20的料腿伸入錐形的漿液收集器31內，距費托蠟與催化劑分離裝置30的下行通道32c出口 O. 5^1米處設置導流器70，在導流器70下部氣體分布器50。漿態床反應器取熱盤管40均布于費托蠟與催化劑分離裝置30的環隙反應器漿液區內。氫氣和一氧化碳按一定氫碳比進行混合，作為費托反應原料-合成氣，一定量
的合成氣經加熱至235 250°C，調整壓力至2. 8^3. 5MPa由漿態床反應器入口 a經氣體分布器50噴入漿態床反應器漿液區，在氣液固三相漿液區費托合成催化劑的作用下，發生費托合成反應，生成的輕質組分及未反應的合成氣經氣液旋分分離器20凈化后從漿態床反應器氣相出口 b排出，進入后續的冷熱高低壓分離系統進行分離，獲得輕質油、重質油、費托合成水和不冷凝的出塔氣，出塔氣的一小部分作為尾氣排出裝置，大部分經循環壓縮機返回至反應器入口重新參與費托合成反應進行循環利用。費托蠟在費托蠟與催化劑分離裝置30的下行通道32c中利用錯流過濾的方式，保持較小的催化劑濾餅厚度，在過濾壓差(反應器漿液區壓力與蠟產物緩沖罐壓力差)O. 3^0. 4MPa推動下，穿過錯流過濾芯32b進入濾液腔32d，再由濾液腔32d經清液抽出程控閥61a和反應器液位控制閥61b進入蠟產物緩沖罐61，蠟產物緩沖罐壓力由雙程控制閥61c進行調節，由此穩定清液過濾壓差。當過濾壓差達到上限或程序需進行過濾芯反沖洗時，反吹氣程控閥62c開啟，一定溫度、一定壓力的合成氣瞬時進入費托蠟與催化劑分離裝置30，對錯流過濾芯32b進行反沖洗再生。反沖洗結束后，利用來自壓縮機反吹合成氣經補充氣程控閥62a引入反吹介質緩沖罐62，對其進行補充壓力，保持高于反應器壓力O. 8^0. 3MPa，優選O. 5MPa，利用反吹介質緩沖罐雙程控制閥62b穩定反吹介質緩沖罐壓力，由此為費托蠟與催化劑分離裝置30提供一個穩定有力的反沖洗動力。通過蠟抽出自動反沖洗程序經PLC/DCS周而復始反復運行，對各臺過濾器合理安排清液抽出及反吹時間，費托蠟源源不斷的從反應器內抽出，反應器液位得到有效控制，內置過濾漿態床反應器得到長周期穩定運轉。
漿態床反應器內費托反應熱的移出，也是設計漿態床反應器至關重要重要關鍵的一環，取熱盤管入口 e通過引入與漿態床反應器反應溫度相同溫度的除氧水，充分利用水的氣化潛熱，水汽混合物由取熱盤管出口 f排至汽包，由汽包排出蒸汽，移出反應熱，所產蒸汽可作為其他設施的熱源加以利用。強放熱的費托反應所產生的大量熱被同溫飽和蒸汽壓水有效移出。從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果根據本發明的漿態床反應器，通過在費托蠟與催化劑分離裝置的上部設置氣液分離裝置，減少進入費托蠟與催化劑分離裝置的氣體量，從而有效防止氣體侵占過濾介質表面，提高過濾介質的有效面積。同時氣體量減少，也有效防止了氣體吹干過濾介質的孔道而引起的催化劑顆粒干涸在過濾介質上降低過濾介質通透性的問題。再者，氣體通過氣液分離裝置有效分離，從而可以盡快的回到反應器中循環利用，提高合成氣的有效利用率。在費托蠟與催化劑分離裝置的下部設置導流器，有效地防止了合成氣從下部進入下行通道，對過濾形成干擾。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技 術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種衆態床反應器,包括 反應器筒體(10)，所述反應器筒體(10)的內腔的下部設置有氣體導入裝置，所述反應器筒體(10)的內腔中設置有費托蠟與催化劑分離裝置(30)； 所述反應器筒體(10)的外部設置有與所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)連通以抽出費托蠟和對所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)反沖洗的費托蠟抽出與反吹系統(60)； 其特征在于，所述反應器筒體(10)的內腔中還設置有位于所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)的上方的氣液分離裝置。
2.根據權利要求I所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述氣液分離裝置包括氣液旋分分離器(20)，所述氣液旋分分離器(20)包括氣液入口(21)、氣相出口 (22)和出液口(23)； 所述氣液入口(21)與反應器筒體(10)的內腔連通，所述氣相出口(22)與位于所述反應器筒體(10)頂部的出氣口(b)連通，所述出液口(23)延伸到所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)內部。
3.根據權利要求2所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述反應器筒體(10)的上部設置有隔板(11 )，所述氣液旋分分離器(20)設置在所述隔板的下方，且所述氣相出口(22)延伸到所述隔板(11)的上方，所述氣液入口(21)位于所述隔板(11)的下方。
4.根據權利要求2所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)包括漿液收集器(31)和設置在其下端的費托蠟與催化劑分離器(32); 所述費托蠟與催化劑分離器(32)包括管狀的分離器殼體(32a)和設置在所述分離器殼體(32a)內部的多個錯流過濾芯(32b)。
5.根據權利要求4所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述漿液收集器(31)下部還設置有漿液分布器(33)，所述漿液分布器(33)包括多個錐形漿液分布孔(33a)，每個所述漿液分布孔(33a)與一個所述錯流過濾芯(32b)對應設置。
6.根據權利要求5所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述錯流過濾芯(32b)為內錯流過濾芯，所述內錯流過濾芯內部為漿液下行通道(32c)，所述內錯流過濾芯外部與所述分離器殼體(32a)之間形成濾液腔(32d); 每個所述漿液分布孔(33a)與一個所述內錯流過濾芯同軸設置。
7.根據權利要求4所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述錯流過濾芯(32b)為外錯流過濾芯，所述外錯流過濾芯內部為濾液腔(32d)，所述外錯流過濾芯外部與所述分離器殼體(32a)之間形成漿液下行通道(32c)。
8.根據權利要求4所述的漿態床反應器，其特征在于， 多個所述錯流過濾芯(32b)中相鄰的三個所述錯流過濾芯(32b)呈三角形布置在所述分離器殼體(32a)內部。
9.根據權利要求4所述的漿態床反應器，其特征在于，所述漿液收集器(31)呈錐形。
10.根據權利要求4所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述錯流過濾芯(32b)為金屬粉末燒結濾芯或金屬絲網燒結濾芯或楔形濾芯或復膜式濾芯，其濾芯精度為O. 5^100微米。
11.根據權利要求4所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述氣液旋分分離器(20)的出液口(23)位于所述漿液收集器(31)內。
12.根據權利要求I所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述反應器筒體(10)的內腔中還設置有位于所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)下部的導流器(70); 所述導流器(70)包括位于其上部對所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)下行的漿液導流的上導流部(71)，以及位于其下部對所述導流器(70)下部的漿液導流的下導流部(72)。
13.根據權利要求12所述的漿態床反應器，其特征在于，所述導流器(70)的外徑大于所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)的外徑。
14.根據權利要求12所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述上導流部(71)沿其軸向的截面呈“人”字形； 所述下導流部(72 )沿其軸向的截面呈倒立的“人”字形。
15.根據權利要求I至14中任一項所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)和所述氣液分離裝置均為多個，且所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)的個數大于或者等于所述氣液分離裝置的個數。
16.根據權利要求15所述的漿態床反應器，其特征在于， 每個所述氣液分離裝置與其對應的所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)同軸設置； 多個所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)均布于反應器橫截面上，或者沿反應器筒體(10)內的一個圓周線均布，或者沿反應器筒體(10)內的兩個或多個不同半徑的同心圓周線均布，或者在反應器筒體(10)的內腔內沿上下方向多層布置。
17.根據權利要求16所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述費托蠟與催化劑分離裝置(30)的頂端位于反應器筒體(10)的內腔的額定液位以下1-15米。
18.根據權利要求12所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述氣體導入裝置包括氣體分布器(50)，所述氣體分布器(50)位于所述導流器(70)下部； 所述氣體分布器(50)為鍋底圓盤式分布器或者車福式分布器或者泡罩分布器。
19.根據權利要求I所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述漿態床反應器還包括均勻設置在所述反應器筒體(10)內部的單段或者多段取熱盤管(40)，所述取熱盤管(40)內通入除氧水。
20.根據權利要求I所述的漿態床反應器，其特征在于， 所述費托蠟抽出與反吹系統(60)包括蠟產物緩沖罐(61)和反吹介質緩沖罐(62)； 所述蠟產物緩沖罐(61)的壓力低于反應器筒體(10)內壓力O. Γ0. 5MPa ； 所述反吹介質緩沖罐(62)的壓力高于反應器筒體(10)內壓力O. 3^0. SMPa ； 反吹介質為合成氣或者氮氣或費托合成自產液體蠟或者上述物質的混合物。
全文摘要
本發明提供了一種漿態床反應器，包括反應器筒體，反應器筒體的內腔的下部設置有氣體導入裝置，反應器筒體的內腔中設置有費托蠟與催化劑分離裝置；反應器筒體的外部設置有與費托蠟與催化劑分離裝置連通以抽出費托蠟和對費托蠟與催化劑分離裝置反沖洗的費托蠟抽出與反吹系統；反應器筒體的內腔中還設置有位于費托蠟與催化劑分離裝置的上方的氣液分離裝置。本發明的漿態床反應器，通過設置氣液分離裝置，減少進入費托蠟與催化劑分離裝置的氣體量，從而有效防止氣體侵占過濾介質表面，提高過濾介質的有效面積。同時也有效防止了氣體吹干過濾介質的孔道而引起的催化劑顆粒干涸在過濾介質上降低過濾介質通透性的問題。
文檔編號C07C1/04GK102698662SQ20121018004
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月1日 優先權日2012年6月1日
發明者卜億峰, 呂毅軍, 李導, 王洪學, 石玉林, 門卓武 申請人:中國神華煤制油化工有限公司, 中國神華煤制油化工有限公司上海研究院, 神華集團有限責任公司