[发明专利]一种催化剂流化单元及流化床催化反应器

说明书

本发明公开一种催化剂流化单元及流化床催化反应器，涉及化工设备技术领域，为提高催化剂的流化均匀性而发明。所述催化剂流化单元包括壳体，所述壳体内具有呈倒锥形结构的容纳腔，所述壳体的顶部和底部均设有与所述容纳腔相连通的通气孔，位于所述壳体顶部的通气孔孔径大于位于所述壳体底部的通气孔孔径；气体分布结构，所述气体分布结构设置于所述容纳腔内。本发明催化剂流化单元及流化床催化反应器用于提高催化剂的催化效率。

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种催化剂流化单元及流化床催化反应器。

背景技术

传统的气相催化反应器中装有催化剂，在催化剂的作用下将原料气催化反应生成产品，其中，催化剂的装填方式有两种，分别为固定床装填和流化床装填。

流化床装填催化剂目前主要不足在于流化床层中催化剂流化不均匀，流化床层边角易出现催化剂堆积，产生死区，流化空间水平截面流速不均，降低了目标产物的收率，尤其是气相流量小时反应物以气泡形式通过床层，减少了气-固相之间的接触机会，降低了反应转化率，最终将导致部分催化剂无效或低效，降低催化剂整体的效率，当传统流化床催化剂反应器规模放大时将产生更大的催化剂堆积区域及流化的不均匀程度，产生放大效应，床层内的复杂流体力学、传递现象，使过程处于非定常条件下，难以揭示其统一的规律，也难以脱离经验放大、经验操作，影响催化剂效率，且传统的流化床催化剂反应器难以实现多级设计，造成原料气体单程反应程度低。

发明内容

本发明的实施例提供了一种催化剂流化单元及流化床催化反应器，主要目的是消除了催化剂堆积造成死区现象，提高催化剂流化均匀性，消除流化床催化反应器的放大效应。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种催化剂流化单元，包括：

壳体，所述壳体内具有呈倒锥形结构的容纳腔，所述壳体的顶部和底部均设有与所述容纳腔相连通的通气孔，位于所述壳体顶部的通气孔孔径大于位于所述壳体底部的通气孔孔径；

气体分布结构，所述气体分布结构设置于所述容纳腔内。

本发明实施例提供的催化剂流化单元，通过气体分布结构使分散的气体进入容纳腔内，进入容纳腔的气体吹动催化剂朝上流动，由于容纳腔呈倒锥形结构，这样气体在上升的过程中气速下降，催化剂不能继续被气体吹动而下落，下落中的催化剂又继续被上升的气体冲动，进而使催化剂处于连续的湍动状态，提高催化剂的流化均匀性。

可选的，所述气体分布结构包括：升气管，所述升气管与所述壳体底部的通气孔连通，所述升气管上设有气帽，所述气帽的内壁与所述升气管的外壁之间具有间隙，以形成气道。

可选的，所述气帽的顶部与所述升气管的上端之间具有间隙。

可选的，所述壳体顶部高于所述气帽的下端。

可选的，所述气帽通过连接件设在所述升气管上，所述连接件安装在所述气帽的内壁与所述升气管的外壁之间。

可选的，所述气体分布结构包括气体分布板，所述气体分布板上开设有多个气孔。

可选的，所述壳体为倒圆锥形结构或倒棱锥形结构。

本发明另一方面实施例还提供了一种流化床催化反应器，包括：

反应壳，所述反应壳的底部具有原料气入口，顶部具有产品出口；

至少一级流化床内构件，所述流化床内构件设于所述反应壳内，其中，所述流化床内构件包括：多个如上述所述的催化剂流化单元，多个所述催化剂流化单元位于所述反应壳的同一高度上，且相邻两个所述催化剂流化单元之间密封连接。