[发明专利]一种沸腾床反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种沸腾床反应器，具体地，涉及一种气液固三相内环流式沸腾床反应器。

背景技术

沸腾床加氢反应器是气液固三相流化床反应器，这类反应器具有以下优点：可加工高金属含量、高残炭值的重、劣质原料；反应器温度易控且均匀，压降低且恒定；可在线加入和取出催化剂，因此催化剂性能可以在整个操作周期保持恒定；可达到较高的转化率和较长的操作周期。

现有的工业化沸腾床加氢技术包括H-oil工艺和LC-Fining工艺等。典型的沸腾床工艺过程如下：油气混合后从沸腾床反应器下部进入反应器，经气液分布器后向上流动，带动反应器内的固体催化剂呈流化“沸腾”状态；沸腾床反应器上部设置有三相分离器，分离气体和固体后的物流部分排出反应器，部分从三相分离器进入循环下降管，再经循环泵打回沸腾床反应器下部。现有的沸腾床加氢工艺存在着以下不足：（1）催化剂沸腾料面比静止料面高30-50%，且沸腾后的料面和三相分离器间还需要有一定的空间，所以反应器内催化剂藏量较低，反应器空间利用率低；（2）三相分离器分离固体的效率低，需要使用复杂的料面监控仪监视催化剂料面；（3）能耗大，固体催化剂的流化靠循环油泵打入大量的循环油来实现；（4）循环下降管中氢气很少，为非临氢环境，液体在高温下会发生二次裂解反应结焦而降低产品质量。

沸腾床反应器改进的方向包括：提高反应器的空间利用率，降低工艺的复杂性，降低能耗和提高反应器的操作弹性等。CN1448212A提出了一种新型的沸腾床反应器，该沸腾床反应器取消了复杂的料面监控仪和循环油泵，因此具有结构简单、操作容易等特点。但由于该反应器使用粒径为0.1-0.2mm的固体催化剂，而其三相分离器使用典型的扩大缩小结构，靠重力沉降分离固体，因此操作弹性较小，催化剂容易带出反应器，影响系统的操作稳定性。

典型的沸腾床反应器通过循环下降管和循环油泵实现油品在反应器内的循环，而气升式环流反应器通过结构设计将反应器分为上升管和下降管，上升管和下降管在顶部和底部连接形成循环通道。根据上升管和下降管结构位置的不同，气升式环流反应器可以分为外环流式和内环流式两种。在稳定操作时，气升式环流反应器的上升管和下降管之中存在气含率差，该气含率差为液体或液固的循环流动提供动力。因此，气升式环流反应器与经典的沸腾床反应器相比，具有能耗低和操作简单等优点。因此，将气升式环流反应器与沸腾床反应器结合，可以将气升式环流反应器的优点发挥出来，设计出更优秀的沸腾床反应器。

CN201529519U公开了一种外环流式的沸腾床反应器，催化剂可以更好地流化，但该反应器的循环下降管中几乎没有氢气存在，液体在高温下会发生二次裂解反应结焦而降低产品质量，同时外环流反应器的结构在实际生产中对材料的要求会较高。

值得注意的是环流反应器较多的应用在气液体系和气液浆体系，如费托合成、悬浮床加氢和废水处理等过程。由于固体粒径过小以及环流反应器内物流速度较快，这些过程的液固分离通常不是用传统的三相分离器完成的，而是采用过滤或者蒸馏等方式完成的。虽然沸腾床反应器采用的催化剂通常是毫米级的，但将环流引入沸腾床反应器后，由于环流速度较快，三相分离器的效率和操作弹性变得更加重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的沸腾床反应器存在的上述缺陷，提供一种新的沸腾床反应器。

本发明提供了一种沸腾床反应器，该沸腾床反应器包括壳体、三相分离部件、内管和气液分布器，所述壳体从上至下依次包括扩大段、过渡段和直筒段，且所述扩大段的直径大于所述直筒段的直径，所述三相分离部件设置于所述扩大段和所述过渡段内，所述内管设置于所述直筒段内，所述气液分布器设置于所述内管的底部，其中，所述三相分离部件包括沿周向形成的锥形挡板和设置于该锥形挡板上方的中空回转体，所述锥形挡板上设置有通孔，所述通孔到所述壳体的纵向中心轴线的最小距离大于所述中空回转体的内侧到所述壳体的纵向中心轴线的最小距离，所述中空回转体的上部为倒锥台形，下部为锥台形，所述三相分离部件的四周与所述壳体的内壁分离，并且对应于所述中空回转体的壳体的侧壁上设置有液体排出口。