[发明专利]一种浆态床反应器固液分离装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种浆态床反应器固液分离装置和方法，适用于大部分 固液分离过程。

背景技术

浆态床反应器因其分散效果均匀、传递性能良好、操作方便等优点 在化工、石油化工、生物化工等领域的应用非常广泛。尤其是近年来在 费托合成以及天然气合成甲醇工艺中和固定床反应器相比浆态床反应 器显示出巨大的发展潜力，为其在化工、石油化工、生物化工等领域的 推广使用积累了丰富的经验。

因为费托合成浆态床反应的催化剂在反应器内呈悬浮状态，因此需 要对液体反应产物和催化剂进行分离。能不能提供高效可靠的分离系统 是影响反应器类型选择的关键因素。

目前关于浆态床费托合成浆态床反应器，固液分离的方法主要有： 过滤(CN 03150742.5，EP1405664)、沉降(CN200410012201.x， CN200410012202.4，CN03118581.9)、膜分离(CN200510094322.8)。 过滤是固液分离最传统、最常用的设备，虽然过滤的精度可以满足分离 的要求，但是滤布容易堵塞往往会影响设备的长周期运行。沉降作为另 外一种常用的固液分离设备，存在着分离时间长、设备庞大的缺陷。膜 分离虽然流程简单，分离效率高，但是设备投资巨大，成本高。并且膜 分离器分离精度高，但是含固量太高会增加反冲的频率，在相同处理量 的情况下，含固量高还需增加膜分离的面积，增加设备投资。因此，一 直以来，分离精度、长周期运转、设备投资以及运行的经济性等指标难 以达到合理的统一。

发明内容

因此，针对上述现有技术的种种不足，本发明人进行了大量的研究， 从而得出本发明。

本发明的目的是开发一种适用于浆态床反应器的固体催化剂和液 相产品进行梯级分离的装置和方法。尤其是对于费托合成浆态床反应器 而言，其固液分离体系的特点是固含率高、分离精度要求严格同时还要 尽量减少催化剂颗粒的磨损，当采用本发明的装置和方法时，能够获得 优异的效果。

在一个方面，本发明提供了一种用于浆态床反应器的固液分离装 置，其包括

浆态床反应器，

与所述浆态床反应器连接的固液沉降分离系统，

与所述固液沉降分离系统连接的固液旋流分离系统，和

与所述固液旋流分离系统连接的膜分离系统。

在一个实施方案中，所述固液旋流分离系统包括固液分离旋流器和 具有入口和出口的淤浆泵，其中所述固液分离旋流器具有料流入口，底 流出口和溢流出口，所述料流入口连接所述固液沉降分离系统，所述溢 流出口连接所述膜分离系统，所述底流出口连接所述淤浆泵入口，并且 所述淤浆泵的出口连接所述浆态床反应器。

在一个实施方案中，所述浆态床反应器是费托合成浆态床反应器。

在一个实施方案中，所述固液分离旋流器包括1～50，优选10～40 套旋流单管，单管的数量可由处理量决定。

在一个实施方案中，所述膜分离系统包括由1～20套膜分离组件组 成的膜分离器、液体缓冲罐、反冲液体泵。

在一个实施方案中，当介质温度较高时，膜分离组件可以为陶瓷膜 组件。

在另一方面，本发明还提供了一种用于浆态床反应器的固液分离方 法，其中，从浆态床反应器出来的浆料顺序经过固液沉降分离系统，固 液旋流分离系统，和膜分离系统进行分离，其中膜分离系统用于分离粒 径10μm以下，优选8μm以下，最优选5μm以下的催化剂颗粒。

在一个实施方案中，所述固液旋流分离系统包括固液分离旋流器和 淤浆泵，其中所述固液分离旋流器具有料流入口，底流出口和溢流出口， 来自固液沉降分离系统的浆料经过所述料流入口进入所述固液旋流器， 出所述底流出口的富固体催化剂相由淤浆泵重新送回所述浆态床反应 器，在溢流出口得到的液相产物经膜分离系统。

在一个实施方案中，所述浆态床反应器是费托合成浆态床反应器。

在一个实施方案中，所述固液分离旋流器包括1～50，优选10～40 套旋流单管，单管的数量可由处理量决定。

在一个实施方案中，所述膜分离系统包括由1～20套膜分离组件组 成的膜分离器、液体缓冲罐、反冲液体泵、和反冲液体收集槽。

在一个实施方案中，当介质温度较高时，所述膜分离组件为陶瓷膜 组件。