[发明专利]内构件和多级流化床反应器

说明书

本发明提供了一种内构件和多级流化床反应器，该内构件应用于流化床反应器的腔室内，包括：外侧壁为第一圆锥形结构的壳体以及固定连接结构，其中，壳体的锥端封闭；与锥端相对应的所述第一圆锥形结构的底端设置有开口，在腔室内，开口向下；固定连接结构，设置于壳体的外侧壁，并与流化床反应器固定连接，以使第一圆锥形结构的壳体将腔室划分成上下结构的至少两个反应区。本发明实施例提供的内构件既能够有效地抑制高长径比流化床节涌的形成，又可在反应器内建立多级结构抑制返混。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种内构件和多级流化床反应器。

背景技术

流化床反应器是一种常见的多相反应器形式，由于其优异的催化剂颗粒流动性能以及高效的传热传质能力，尤其适用于反应强放热或催化剂需要连续反应-再生的情况，如催化裂化，粉煤燃烧，硝基芳香化合物加氢，芳烃氨氧化，甲醇制烯烃、芳烃以及合成气一步法制烯烃与芳烃等。

但是多相反应器中，气泡会不断长大从而减弱多相传递能力，同时容易产生短路造成反应转化率的大幅下降。当反应空速较低的反应过程，流化床反应器内需填充大量催化剂造成流化床反应器的高径比很大，此时产生“节涌”问题，即在主反应区形成气泡，气泡迅速长大最后与反应器直径相近，导致气固接触效率大幅下降，流化床内震动加剧，破坏流化床反应器长周期稳定运行。除此之外，多相反应器由于颗粒相的存在，其与流动相的滑移会造成返混，反应器的停留时间分布变宽，使得短路和过反应会同时存在，难以精准控制中间产物的生成，这尤其不利于深度较大、选择性要求高的反应过程。

发明内容

本发明实施例提供了一种内构件和多级流化床反应器，既能够有效地抑制高长径比流化床反应器内节涌的形成，进而获得更宽的稳定操作区域；又可建立多级反应器形式，级内增强混合级间抑制返混，进而增大反应推动力和中间产物选择性。

第一方面，本发明实施例提供一种内构件，应用于流化床反应器的腔室内，包括：外侧壁为第一圆锥形结构的壳体以及固定连接结构，其中，

所述壳体的锥端封闭；

与所述锥端相对应的所述第一圆锥形结构的底端设置有开口，在所述腔室内，所述开口向下；

所述固定连接结构，设置于所述壳体的外侧壁，并与所述流化床反应器固定连接，以使所述第一圆锥形结构的壳体将所述腔室划分成上下结构的至少两个反应区。

优选地，

第一圆锥形结构的侧壁与所述第一圆锥形结构的轴线之间的夹角不小于2.5度且不大于89度。

优选地，

所述壳体的内侧壁为第二圆锥形结构，所述第二圆锥形结构的侧壁与所述第二圆锥形结构的轴线之间的夹角不小于0度且不大于90度，且小于所述第一圆锥形结构的侧壁与所述轴线的夹角。

优选地，

所述第一圆锥形结构的底端的投影面积为所述腔室横截面积的5％～95％。

优选地，

所述第一圆锥形结构的圆锥母线为所述腔室的内径的0.05-0.75倍。

优选地，

内构件，进一步包括：固定于所述壳体的锥端上的导流组件，其中，

所述导流组件为圆锥体结构、圆柱体结构、圆台结构、球形结构以及立方体结构中的任意一种，且所述导流组件的底端与所述壳体的锥端相匹配。

优选地，

所述导流组件的高度为所述第一圆锥形结构的圆锥母线的0.05-0.75倍。

优选地，