[发明专利]一种沸腾床反应器

说明书

本发明公开了一种沸腾床反应器，所述反应器包括壳体，壳体底端设置有进料口，壳体顶端设置有气体出口，壳体侧壁设置有液相出口，壳体内部设置有三相分离器，所述三相分离器将对应设置三相分离器的反应器壳体内部空间按照径向分成中心主体流动区、第一折流区、第二折流区、边壁下降区、第三折流区、第四折流区和催化剂沉降区。所述沸腾床反应器可以实现催化剂床层的原位自持流化，同时最大限度的降低反应器设计制造难度并提高反应器的操作稳定性。

技术领域

本发明涉及石油化工设备领域，特别是涉及一种沸腾床反应器。

背景技术

沸腾床反应器是一种气液固三相流化床反应器，其中液相为连续相，气相和固相为分散相。由于沸腾床反应器具有较强的轴向混合能力，因此适用于渣油加氢等高放热、杂质含量高、催化剂频繁更换的反应体系。

沸腾床反应器中固相通常为颗粒催化剂，其工艺体系通常需要催化剂达到快速流化状态，固相颗粒随着液相在全部空间内进行流动。因此，出于催化反应的需要，反应器在处理气液流体时必须保证固相颗粒不被带出，因而必须依赖反应器内构件或外置分离器对固相颗粒进行分离与回收。

常见的外置分离方法包括过滤、旋液及蒸馏等，然而上述方法普遍不适用于高温高压操作条件，且具有设备易损坏或效率低等问题。内置分离器对于固相的分离可以有效实现原位分离，避免外置分离后固相返回的操作难题；但内置分离器的设计较为困难，一方面要不影响反应器内部的流场和传质，另一方面也要具备较高的分离效率以在反应器内部有限的空间内达到符合要求的分离效果。

中国专利201210400942.X、201210400942.X、201210400936.4均提出了一种具有内置的气液固三相分离器的沸腾床反应器，利用一次气液折流（液相与气相流动方向相反）分离大部分气相，并利用一次液固折流（液相与固相流动方向相反）实现了固相的分离。由于液固折流的位置仍存在一定的气相流入，会造成液相的搅动进而降低折流分离效率，因此这种反应器通常需要在内置分离器位置扩大反应器内径，使气相垂直上升避开折流区域，造成工程难题并提高了装置设备投资。

发明内容

申请人在研究过程中发现，通过折流方式分离液固两相是沸腾床内置分离器最有效的分离方式。然而现有沸腾床反应器由于结构设计问题难以有效实现液固两相的反复折流，尤其在反应器无变径（直筒型）条件下通常难以达到较高的固相截留率。且内置多相分离器的沸腾床反应器在设计建造过程中普遍面临变径部分制造加工困难、成本过高、无法满足装置大型化的需求等问题，同时高气速操作条件下面临固相夹带明显提升，限制了装置操作的稳定性和鲁棒性。

针对现有技术中存在的问题，本发明目的是提供一种多次折流虹吸式沸腾床反应器，所述沸腾床反应器可以通过直筒无变径反应器外形及特殊设计的三相分离器及内构件实现催化剂床层的原位自持流化，同时最大限度的降低反应器设计制造难度并提高反应器的操作稳定性。

本发明第一方面提供一种沸腾床反应器，所述反应器包括壳体，壳体底端设置有进料口，壳体顶端设置有气体出口，壳体侧壁设置有液相出口，壳体内部设置有三相分离器，所述三相分离器将对应设置三相分离器的反应器壳体内部空间按照径向分成中心主体流动区、第一折流区、第二折流区、边壁下降区、第三折流区、第四折流区和催化剂沉降区；其中，所述中心主体流动区的出口与第一折流区的入口连通，第一折流区的出口分别与第二折流区的入口和边壁下降区入口连通，第二折流区的出口与第三折流区的入口连通，第三折流区的出口分别与第四折流区的入口和催化剂沉降区入口连通，第四折流区的出口通过液体出料管与液相出口连通。