[发明专利]一种煤合成气浆态床制含氧燃料方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤合成气浆态床制含氧燃料方法，特别是一种煤合成气外置旋流式浆态床制含氧燃料方法。

背景技术

气液固三相浆态床反应器具有结构简单、分散效果均匀、传递性能优良等特点，在煤制合成气合成油以及煤制合成气合成甲醇工艺中产业化的成功显示了浆态床反应器在煤化工等领域的巨大发展潜力。

公开号为CN1593740A的名称为一种“高效浆态床反应器”的发明专利，在反应器内设置分布板、加热盘、内套筒构件；ZL200910209536.3公开了一种浆态床反应器，采用内置过滤组件；ZL201010125941.X公开了一种浆态床反应器，采用内置旋分器、吸热盘管；以上专利采用内置换热和分离的方法，流体的扰动能力有待加强，浆态床反应器放大主要存在的问题：分布器堵塞、逆流、催化剂及温度分布不均匀等，直径增加会改变反应器内部的流体流动特性，从而影响质量和热量传递；而且直径增加以后，反应器内部的热量很难及时移走，反应器内温度分布不均匀，不利于维持反应速度和提高催化剂寿命，现有浆态床反应器仍然存在偏流、沟流和床内部件堵塞，未能考虑系统气固、气液分离因素，针对上述问题，本发明提出一种煤合成气浆态床制含氧燃料方法。

发明内容

本发明要解决的具体技术问题是在现有煤合成气浆态床制含氧燃料方法的基础上，进一步提高浆态床反应器的反应空间及其反应效率，并提供一种煤合成气浆态床制含氧燃料方法。

为了解决上述问题，本发明所采取的措施如下。

一种煤合成气浆态床制含氧燃料方法，其所述方法是按以下步骤进行：

首先、在浆态床反应器中，由下到反应器液位之间预先按质量比为1：400-500装入固体催化剂与惰性液态溶融石蜡，合成气从反应器底部的上层反应气入口、中层反应气入口和下层反应气入口切向旋流进入浆态床反应器，以气泡形式反应的非稳态过程后,在反应器中形成气、液、固的流态化形态；合成气在液相石蜡中扩散,在催化剂颗粒表面进行反应，生成重质烃液相产物经管道输入设置于浆态床反应器外的液相产物液固过滤器和液相产物液液表面式换热器后，由液相产物出口排出；气态轻烃与部分尚未转化的合成气及液相经多层篦式气液分离器进行气液分离后，经管道输入设置于浆态床反应器外的气相产物气固过滤器和气相产物液气表面式换热器后，由气相产物出口排出；

其次、在浆态床反应器中，冷水由反应器下部的低温冷却水入口进入，在膜式水冷壁内表面形成自然对流回流区，被膜式水冷壁吸热，后通过反应器高温热水出口经气相产物液气表面式换热器和液相产物液液表面式换热器排出；

最后、在浆态床反应器中，当浆态床反应压力超过设计压力时，浆态床反应气通过泄压安全出口排出；在浆态床反应器下部通过工质排出管反冲气入口，每间隔30分钟喷入合成气运行3-5分，喷气量为总进气量的1-2％，将沉积的催化剂反冲入浆态床反应器，并工质排出管阀控制排出。

基于上述技术方案，进一步的附加技术特征如下。

所述浆态床反应器的膜式水冷壁的管壁温度低于浆态床反应器的主流区温度6-10℃。

所述浆态床反应器中的浆液温差是4-8℃，气泡螺旋上升与浆液接触的时间是20-30秒。

所述上层反应气入口、中层反应气入口和下层反应气入口切向旋流进入浆态床反应器的气量是1:3:6。

所述浆态床反应器底端的工质排出管每间隔30分钟运行3-5分，喷气量是总进气量的1-2％，将沉积的催化剂反冲入浆态床反应器中。

所述气相产物气固过滤器和液相产物液固过滤器的出口增设有反向冲洗工序，反向冲洗工序为每间隔3小时进行5分钟的反向冲洗，冲洗介质为合成气，冲洗后的介质返回反应器。

所述浆态床反应器壳体的保温层耐高温性能是800-1000℃，保温效率是93-96％。

实现本发明上述所提供的一种用于煤合成气浆态床制含氧燃料方法的技术方案，是在将反应器内的反应置装移除至反应器外设置的基础上，实现煤合成气浆态床制含氧燃料方法。与现有技术相比，其优点与积极效果如下。

本方法采用多喷嘴使浆液旋流运动，气泡沿螺旋上升，增强了搅拌功能，与浆液接触时间增加了1.2-1.8倍，浆液温差在4-8℃之间，使反应器内部的反应空间在原有的基础上增加了15％-30％。

本方法采用多层旋流进气气流的搅拌作用，减小了气泡上升过程中形成大气泡的几率，增大了反应接触面积。