專利名稱：具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型的具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器，它是屬于對(duì)現(xiàn)有下行床流化床反應(yīng)器從結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)。它主要是通過將下行流化床設(shè)計(jì)成矩形，在進(jìn)料口增加預(yù)熱段，從而使催化劑或熱載體易分布均勻，降低了霧化液滴的氣化時(shí)間，提高了液固反應(yīng)選擇性和目的產(chǎn)物收率。它主要由矩形下行流化床、氣固分離器、汽提器，再生器、旋分器等構(gòu)成。
提升管催化裂化是石油煉制中獲取汽柴油及化工原料的一個(gè)重要加工手段，其經(jīng)濟(jì)效益取決于反應(yīng)選擇性和目的產(chǎn)物收率。理想的催化裂化過程應(yīng)是高溫、短接觸、催化劑高活性無(wú)返混。由于下行式反應(yīng)器相對(duì)于提升管反應(yīng)器催化劑返混小、更易實(shí)現(xiàn)高溫短接觸反應(yīng)，高溫氣固超短接觸反應(yīng)及其下行式反應(yīng)器已成為當(dāng)前國(guó)際化工界尤其流態(tài)化研究領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)，引起了眾多研究人員的注意，也取得了相當(dāng)多的研究成果。由于液體霧化后與催化劑或熱載體反應(yīng)具有液滴預(yù)熱和氣化反應(yīng)兩個(gè)階段，其中預(yù)熱階段大約10-100毫秒，相對(duì)于提升管反應(yīng)器內(nèi)1-3秒的反應(yīng)時(shí)間，預(yù)熱對(duì)反應(yīng)選擇性和目的產(chǎn)物收率影響較小。但對(duì)于下行式反應(yīng)器毫秒級(jí)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，液滴預(yù)熱將對(duì)催化裂化反應(yīng)的選擇性和目的產(chǎn)物收率產(chǎn)生較大的影響。液體霧化一般分起始、發(fā)展和霧化形成三個(gè)階段，增加預(yù)熱段也有助于霧化形成、減小液滴粒徑，現(xiàn)有下行式反應(yīng)器研究中尚未考慮液滴預(yù)熱問題。另外現(xiàn)有下行式反應(yīng)器的催化劑或熱載體的均勻分布一直是研究者和設(shè)計(jì)者頭疼的問題，也阻礙了高溫氣固超短接觸反應(yīng)及其下行式反應(yīng)器的工業(yè)化過程。開發(fā)催化裂化和熱處理的適宜下行式反應(yīng)器是今后高溫氣固超短接觸反應(yīng)及其下行式反應(yīng)器研究和開發(fā)者一直探索和研究的熱點(diǎn)和難題。
本實(shí)用新型的目的就在于避免上述現(xiàn)有下行式反應(yīng)器的不足而提供一種新型的具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器。它主要是采用矩形下行流化床，并在下行流化床上部的液體進(jìn)料口增加霧化預(yù)熱段，使得液滴與催化劑或熱載體能夠在毫秒級(jí)內(nèi)接觸充分、快速高選擇性反應(yīng)；下行流化床底部設(shè)置氣固分離器和汽提器，最后再與再生器和旋分器相連，解決了催化劑或熱載體在反應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)。其主要的技術(shù)特征是下行式流化床設(shè)計(jì)成矩形；下行式流化床部上部的液體進(jìn)料口設(shè)置霧化預(yù)熱段，下部與氣固分離器相連；氣固分離器的固體出口與汽提器相連；氣提氣的出口接入再生器，，再生器的頂部設(shè)置旋分器；旋分器的固體出口與催化劑或熱載體的緩沖罐相連；緩沖罐再通過控制閥與矩形下行式流化床的固體入口相連。附圖
即為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖的圖面設(shè)明如下1.矩形下行式流化床的固體入口 2.矩形下行床液體入口 3.霧化預(yù)熱段 4.矩形下行式流化床5.氣固分離器 6.氣提器 7.再生器 8.旋分器 9.緩沖罐 10.控制閥下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
在實(shí)際設(shè)計(jì)和制造中，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)者是將下行式流化床設(shè)計(jì)成矩形，長(zhǎng)寬比為2-100；其固體扁平入口通過控制閥與緩沖罐相連，即控制了催化劑的流量又實(shí)現(xiàn)了催化劑的均勻分布；在矩形流化床的長(zhǎng)邊側(cè)面上部的液相進(jìn)料口增加向下扁平型霧化預(yù)熱段，與流化床側(cè)面夾角為30-90°；矩形流化床下段接矩形慣性氣固分離器，高溫反應(yīng)氣流出成為產(chǎn)品，固體催化劑流入與氣固分離器相接的氣提器經(jīng)汽提后，再流到再生器；固體催化劑經(jīng)再生器高溫?zé)购?，通過再生器頂部的旋分器分離，煙氣排出，高溫催化劑流入緩沖罐，再通過控制閥流到矩形下行式流化床循環(huán)。
本實(shí)用新型的具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)(1)固體催化劑或載熱體在下行式流化床中分布均勻，無(wú)返混(2)霧化液滴經(jīng)預(yù)熱，液滴氣化時(shí)間縮短，反應(yīng)選擇性和目的產(chǎn)物的收率提高(3)反應(yīng)產(chǎn)物氣和固體分離方便(4)固體汽提方便，能耗低(5)固體系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了自身熱平衡。
權(quán)利要求1.具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器，它主要由下行式流化床的固體入口(1)、下行式流化床的液體進(jìn)料口(2)、霧化預(yù)熱段(3)、下行式流化床(4)、氣固分離器(5)、汽提器(6)、再生器(7)、旋分器(8)、緩沖罐(9)和控制閥(10)等構(gòu)成，其特征是下行式流化床(4)設(shè)計(jì)成矩形；下行式流化床(4)上部的液體進(jìn)料口(2)設(shè)置霧化預(yù)熱段(3)；下行式流化床底部與氣固分離器(5)相連；氣固分離器(5)的固體出口與汽提器(6)相連；汽提器(6)的出口接入再生器(7)，再生器(7)的頂部設(shè)置旋分器(8)；旋分器(8)的固體出口與催化劑或熱載體的緩沖罐(9)相連；緩沖罐(9)再通過控制閥(10)與矩形下行式流化床(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器，其特征在于下行式流化床(4)的截面設(shè)計(jì)為矩形，長(zhǎng)寬比為2-200。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器，其特征在于矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器的霧化預(yù)熱段(3)為扁平型，與下行流化床的長(zhǎng)邊側(cè)面成30-90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器，其特征在于矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器的氣固分離器(5)為慣性分離器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器，其特征在于矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器的汽提器(6)為矩形氣流錯(cuò)流式一段或多段汽提器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器，其特征在于矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器的再生器(7)為流化床再生器、提升管再生器或其組合式再生器。
專利摘要一種新型的具有預(yù)熱段的矩形下行式循環(huán)反應(yīng)器，它是屬于對(duì)現(xiàn)有下行床流化床反應(yīng)器從結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)。它主要是通過將下行反應(yīng)器設(shè)計(jì)成矩形，在進(jìn)料口增加預(yù)熱段，從而使催化劑或熱載體易分布均勻，降低了霧化液滴的氣化時(shí)間，提高了液固反應(yīng)選擇性和目的產(chǎn)物收率。它主要由矩形下行式反應(yīng)器、進(jìn)料預(yù)熱段、氣固分離器、汽提器，再生器、旋分器等構(gòu)成。
文檔編號(hào)B01J8/24GK2527336SQ0127011
公開日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2001年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月5日
發(fā)明者田原宇 申請(qǐng)人:田原宇