[实用新型]一种浆态床反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于化学工程领域，具体涉及一种费托合成浆态床反应器。

背景技术

浆态床反应器内同时存在气液固三相，通常固体为催化剂，是费托合成过程的核心。气液分离和反应撤热是浆态床反应器的技术难点。

现有的费托合成浆态床反应器把液体合成油与固体催化剂的分离技术作为研究重点之一。US4605678公布了一种采用具有高梯度磁场的磁化过滤原件分离催化剂与合成油的方法；US5811469公布了一种采用下导管过滤器分离催化剂与合成油的方法；US6217830公布了一种使用烃类溶剂超临界促萃取分离催化剂与合成油的方法。中国专利ZL03118581.9公布了一种采用固液逆流分离原理和多个并联分离单元组成的分离装置。

上述现有现有技术的合成浆态床反应器普遍规模较小，对反应器内的空间利用效率偏低。随着工业化规模的扩大，反应器直径已经迅速增大，目前已有反应器直径达到5～10米，因此反应器投资占装置总投资的比重逐渐增大。所以，提高反应器空间利用率、有效降低投资是本领域亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能提高反应器空间利用率、间接提高反应器内的空速、降低反应器的投资的新型浆态床反应器。

本实用新型的浆态床反应器是通过以下技术方案实现的：

在所述反应器壳体1中包括上部的隔板16、底部的合成气分布板8以及浆态床层13，其特征在于：

所述的浆态床反应器内设置n个循环杯20和m个气液旋分器10，其中m小于或等于n；

所述的循环杯20由下料管17和顶部的扩张口18组成；

所述的每个气液旋分器10都与一个循环杯20同轴对应布置，每个气液旋分器10下部的旋分器料腿12伸入循环杯20顶部的扩张口18内。

所述的反应器还包括设置在反应器中部的上下两层盘管4；

所述的上段盘管入口5和下段盘管入口9分别通入除氧水，除氧水在盘管内受到浆态床层13的加热发生汽化产生蒸汽分别从上段盘管出口2和下段盘管出口7流出。

所述的合成气分布管8采用树枝状结构；

所述的循环杯20淹没在浆态床料位3下方；

所述的循环杯20下料管17穿过合成气分布管8中的空隙伸至接近反应器底部的位置。

在具体实施中，

所述的气液旋分器10的出口19伸出隔板16上方；

所述的旋分器料腿12伸入浆态床料位3以下；

所述的气液旋分器10的切向入口的气体流速在12至25m/s范围；

所述的循环杯20个数值n为7，其中1个布置在所述的反应器的中心，其余6个围绕中心均匀分布；所述的气液旋分器10个数m＝n；

在所述的反应器中部的两层取热盘管4之间的位置设置有合成蜡抽出口6。

本实用新型的反应器是这样操作的：

本实用新型的反应器的循环杯顶部为扩张口。由于每个循环杯都淹没在浆态床料位下方，当合成气体经合成气分布板向上流动时，带动床层中的浆液向上流动，形成气液固三相并流向上的浆态床层。当气液固三相流体到达扩张口高度时，气体因密度小浮力大保持向上流动直至流出浆态床料位，液体和催化剂因密度大翻流入扩张口内。由此造成循环杯内外的密度差异，循环杯外的气液固三相浆态床密度小向上流动，循环杯内的气体含量小，主要是液体和催化剂固体，密度大向下流动直至从循环杯下料管底部出口流出。循环杯内外的流体形成了循环流动，循环的液体和催化剂间接成为反应器补充的流体，从而间接提高反应器内的空速。循环杯占用的反应器空间远小于形成的流体循环体积，因此提高了反应器的空间利用率。在产物量一定的前提下，可以用较小的反应器实现，从而减少反应器的投资。

气液旋分器位于浆态床料位上方的反应器顶部，每个旋分器出口伸至隔板上方，旋分器料腿伸入浆态床料位以下，每个旋分器料腿伸入一个扩张口内。这种技术方案能够将气液旋分器分离出的液体直接倒入密度较大的循环杯内，促进循环杯内外的流体循环。

特别是，由于本实用新型的合成气分布管8采用树枝状结构(见图4)，循环杯下料管17穿过合成气分布管8中的空隙伸至接近反应器底部的位置。这种技术方案的优点有两个，第一是从循环杯下料管17底部出口流出的循环液体和催化剂能够搅动反应器底部的流体，避免催化剂沉积在反应器底部；第二个优点是避免合成气直接流入循环杯下料管17，降低下料管内的密度，减小流体循环量。