[实用新型]一种浆态床费托合成反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于化学工程领域，具体涉及一种浆态床费托合成反应器。

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。

现有的浆态床费托合成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。

现有的研究普遍忽略了合成气与液体合成油、固体催化剂分离的研究，在实际操作中发生了流出反应器的合成气携带液体合成油与固体催化剂的现象，导致后续的冷却分离系统被堵塞、乃至被迫停工的情况。

另外现有的反应器撤热手段普遍换热强度低。中国专利ZL03151109.0采用在反应器内设置一层或多层换热管部件的方法进行反应撤热，换热管可以是螺旋盘管式的换热管，亦可以是迂回式多程换热管。这种常规的取热盘管换热强度低，对于强防热的费托合成过程只能采用大量布置换热管的方式保证撤热量。盘管的数量巨大，不仅增加了投资，而且占用了反应器内宝贵的反应空间，降低了反应器空间利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够提高反应器空间利用率、强化气液分离和传热效果、间接提高反应器的空速、降低反应器投资的新型浆态床费托合成反应器。

本实用新型的一种浆态床费托合成反应器是通过以下技术方案实现的：

一种浆态床费托合成反应器，在所述反应器壳体1中包括上部的隔板16、底部的合成气分布器8以及浆态床层13，其特征在于：

所述浆态床费托合成反应器顶部设置一组双切向入口旋分器10；

所述的双切向入口旋分器10的出口19伸出隔板16上方；

所述的双切向入口旋分器料腿12伸入浆态床料位3以下。

所述的双切向入口旋分器10的第一切向入口17和第二切向入口18在周向均匀布置。

所述的双切向入口旋分器10的切向入口的气体流速在12至25m/s范围。

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；

所述的盘管4采用轴向拉槽20结构，盘管4横截面形成齿轮形结构。

在具体实施中，

所述盘管4采用轴向拉槽20结构，拉槽20的底部和顶部进行倒角，盘管4不具有锋利棱角；

所述的盘管4轴向拉槽20结构的拉槽数目为12至40个；

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：

所述的双切向入口旋分器10的第一切向入口17和第二切向入口18在周向均匀布置，每180度设置一个，如图3。双切向入口旋分器10的工作过程是携带合成油液体和催化剂固体的气体流出浆态床层13到达反应器顶部，从第一切向入口17和第二切向入口18同时进入双切向入口旋分器10，在旋分器内经过旋流实现气体与合成油液体和催化剂固体的分离，净化后的气体从旋分器出口19流出。

研究标明，双切向入口旋分器10在保证分离效果的前提下有效增加旋分器的气体处理量，一个双切向入口旋分器10的气体处理量可以达到普通单入口旋分器的1.92倍。因此，在浆态床费托合成反应器内采用双切向入口旋分器10能够大幅降低投资，且减小了对反应器内空间的占用。

反应器顶部设置一组双切向入口旋分器10，控制切向入口的气体流速在12至25m/s范围，由此根据气体流量计算确定双切向入口旋分器10的数量。

所述的双切向入口旋分器10的旋分器出口20伸至隔板16上方，净化后的气体被收集在隔板16上方从气体出口11流出。

所述的盘管4采用轴向拉槽20结构，拉槽数目为12至40个，盘管4横截面形成齿轮形结构，如图4。拉槽20结构在不增加盘管4数目的前提下扩大了取热面积，提高了取热强度。

拉槽20的底部和顶部进行倒角。拉槽20的底部倒角可避免催化剂沉积在拉槽20中；拉槽20的顶部进行倒角消除锋利棱角，避免磨损催化剂增大剂耗。

在反应器分为上下两层取热盘管4，以便于控制床层温度。