[发明专利]一种井下隔热还空悬浮床反应器

说明书

本发明提供了一种井下隔热还空悬浮床反应器。该反应器适应于石油加工过程中的重质油加氢轻质化工艺，煤与生物质的加氢直接液化工艺，煤、生物质和重油的混合共炼加氢轻质化加工工艺，以及其它流体物料的高温高压化学反应工程。

技术领域

本发明提供了一种井下隔热还空悬浮床反应器。该反应器适应于石油加工过程中的重质油加氢轻质化工艺，煤与生物质的加氢直接液化工艺，煤、生物质和重油的混合共炼加氢轻质化加工工艺，以及其它流体物料的高温高压化学反应工程。

背景技术

长期以来，在化工工业体系中，随着反应条件的增加，如温度、压力、高压易燃气体等环境中进行，使的工程装置的安全保障条件大幅提高，对装置制造、安全、环境保护均提出了十分苛刻的条件，从而大大提高了工程造价与安全、环保成本。

在化石能源中重质原料的轻质化、洁净化工程中，无论是煤直接液化，还是重油加氢改质、煤油共炼，反应过程均需在高温高压、氢气环境中进行，使得上述无论哪种工艺条件都十分苛刻。即使是常规的油品加氢精制工艺，也需在临氢状态，工作温度350℃-470℃，工作压力8MPa-20MPa下完成。

苛刻的反应条件，使反应装置的工业制造成为了一个巨大的工程。例如，一个百万吨级煤、重油的加氢反应装置，应用新型抗氢耐热2.25CrMoV钢，单台反应器的质量重达数千吨，不但给钢材冶炼、锻造、热处理和组装焊接、制造提出了高强度的技术、工艺要求，并对交通运输与制造成本带来了巨大挑战，限制了煤的加氢轻质化、洁净化工程的发展。

CN1935943A公开了一种煤加氢反应装置及其工业应用，所述煤加氢反应装置由气流床和鼓泡床以及煤浆循环泵和换热器组成，气流床及鼓泡床共含于同一圆筒形内衬耐火材料的壳体中，气流床在上，鼓泡床在下。煤浆可多次进入反应器，能够防止沉淀发生，通过喷嘴自身的交叉射流和对置敷设喷嘴而形成的撞击流能很好的实现浆体雾化和雾滴与H2的混合。然而，对于年产500万吨油品上述反应装置，反应器内直径为6500mm，气流床高48m，鼓泡床高40m，共计总高98m。

CN102234520A，CN102417826A公开了大长径比的煤、重油加氢管式反应器，并设置多次注入氢气装置，减少了反应过程中的氢气过剩量，提高了氢气和反应器的利用率。此类反应器，在中、小型试验装置体现了装置的简洁特点；但对于大型工业装置，100万吨/年轻质油的装置，内径500mm的反应管，长度将超过2000m，控制阀门将超过数百台，仅安全问题就无法解决。

CN1488727A提供一种适用于重、渣油的加氢裂化反应，特别是劣质重、渣油的加氢裂化方法，采用管中管式反应器与内管顶部设置气液分离器的联合装置，试图通过减少重、渣油的加氢裂化工程中高温高压装置的数量，来提高工程的安全性。

由此可见，上述设置于地面的重油加氢，煤直接液化技术与煤油共炼加氢改质使用的大型高温高压反应器，为提高装置的安全防护性与环境保护，造成反应器壁厚大、吨位重、制造难度大，使装置的防护成本远大于装置的功能成本。

发明内容

针对地面设置的高温高压容器在安全防护性与环境保护的限制，本发明提出将高温高压容器设置于井下安全防护与环境保护空间，从而提高高温高压容器的安全防护水平与环境保护水平，降低高温高压容器安全防护与环境保护的工程成本。

本发明的第一方面提供一种井下隔热还空悬浮床反应器，该反应器安置于井下筒型复合安全壳体(2)中，该反应器包括隔热管柱(3)、内管管柱(4)、安全泄压阀(5)和地面控制阀组，隔热外管(3)与催化内管(4)之间形成倒流还空通道，安全泄压阀(5)位于隔热管柱(3)的底部，内管管柱(4)底部与安全泄压阀(5)之间相隔一定距离，隔热管柱(3)和内管管柱(4)之间的空间位置以及反应器与井下筒型复合安全壳体(2)之间的空间位置均用扶正器控制，该反应器的物料入口(6)位于内管管柱(4)的顶部，物料出口(7)位于倒流还空通道的顶部。