[发明专利]气体分布器和反应器

说明书

本发明公开了气体分布器和反应器，该气体分布器从下至上包括主进气管、假板、至少一个气体上升管以及彼此上下间隔设置的多层管路组件，所述气体上升管的一端贯穿所述假板，另一端贯穿连通每层管路组件；每层所述管路组件包括多条一端与气体上升管相连通另一端封闭的进料分布管，以及与所述进料分布管相连通的多个喷嘴，通过主进气管引入的气体经过气体上升管分布到进料分布管中，并通过喷嘴喷出；其中，沿着从远离所述假板至靠近所述假板的方向，每层所述管路组件的所述进料分布管的内径逐渐减小，所述喷嘴的内径逐渐增大。该气体分布器在反应器中可使气流分别均匀，防止催化剂沉积和磨损，避免浆液堵塞主进气管。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体地涉及气体分布器和反应器。

背景技术

随着近年来石油价格不断攀升，人们越来越重视开发生产替代油品的技术，通过煤、天然气或其它物质生产合成气，再根据费托合成催化剂对合成气的要求，通过水煤气变换和合成气净化工艺对合成气进行处理，以处理后合成气为原料通过费托合成生产烃类，同时副产含氧化合物，然后采用成熟的石油加工技术进行加工，生产出高质量的环境友好的油品。开发费托合成技术，对发展替代油品的生产技术具有非常重要的意义。

在费托合成浆态床反应器中，气体原料由进气管进入气体进料分布器，在进气压力稳定的情况下，气体将分散进入气体进料分布器的各个进料分布管中，并最终通过进料分布管上的开孔进入浆态床反应器，带动反应器中的浆液(即液体和固体催化剂的混合物)运动并产生催化反应，生成的液体产品经过滤分离或顶部溢流离开反应器，气相产物及未反应的气体通过反应器顶部离开反应器。

费托合成反应是一个气液固三相反应。气体分布器是保证原料气体在床层中均匀分布的重要部件。目前使用的气体分布器存在的主要问题是原料气体经过分布器后实现均匀分布、催化剂的磨损及催化剂在反应器底部的沉积，另外一个重要的问题就是当原料气供给中断或压力不稳时易出现堵塞、浆液逆流进入气体入口管的问题。这些问题的解决对于实现浆态床反应器的连续操作非常重要。

现有气体进料分布器的结构多以封头式、填充式、管式和分枝式为主。封头式气体分布器多在反应器底部设置封闭的气体腔室以用于气体再分配，但这造成了反应器体积的浪费，而且存在使反应器内浆液倒灌进入封头的风险；填充式分布器的结构简单，但在操作中固体颗粒一旦进入填充层就很难被吹出，容易造成填充层堵塞；现有的管式和分枝式气体分布器中，虽然气体分布效果较好，但在减少催化剂磨损和防止催化剂沉降方面表现一般。

总体说来，在现有的专利和报道中，浆态床中的气体分布器仅仅改善了其中一个或者两个问题，并不能改善所有上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种气体分布器和反应器。原料气体经过该气体分布器后可以实现均匀分布，并且该气体分布器可以有效避免催化剂的磨损以及减少催化剂的沉积，还可以避免当原料气供给中断或压力不稳时易出现堵塞、浆液逆流进入气体入口管的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种气体分布器，所述气体分布器从下至上包括主进气管、假板、至少一个气体上升管以及彼此上下间隔设置的多层管路组件，所述气体上升管的一端贯穿所述假板，另一端贯穿连通每层管路组件；每层所述管路组件包括多条一端与气体上升管相连通另一端封闭的进料分布管，以及与所述进料分布管相连通的多个喷嘴，通过主进气管引入的气体经过气体上升管分布到进料分布管中，并通过喷嘴喷出；其中，沿着从远离所述假板至靠近所述假板的方向，每层所述管路组件的所述进料分布管的内径逐渐减小，所述喷嘴的内径逐渐增大。

优选地，在靠近所述假板的所述管路组件中，沿着从靠近所述气体上升管到远离所述气体上升管的方向，所述喷嘴的内径逐渐增大。

优选地，最靠近所述假板的所述管路组件与所述假板之间的间距为均匀间距。

优选地，每个所述喷嘴包括轴线为竖直方向设置的中心喷口，还包括与所述中心喷口的轴线成角度并且相对于所述中心喷口对称地设置的多个侧喷口。