設(shè)置于所述錐形擋板21下方 的錐臺形擋板20。通過設(shè)置所述錐臺形擋板20,可以進(jìn)一步緩沖來自下方的環(huán)流區(qū)和沸騰 區(qū)的物流。更優(yōu)選地,所述通孔25到所述殼體1的縱向中心軸線的最小距離(d 7/2)大于所 述錐臺形擋板20的頂部到所述殼體1的縱向中心軸線的最小距離(d5/2)。所述錐臺形擋 板20可以為圓錐臺形或方錐臺形,優(yōu)選為圓錐臺形。當(dāng)所述錐臺形擋板20為圓錐臺形時, 所述錐臺形擋板20的小開口直徑(d 5)與所述殼體1的內(nèi)徑(屯)之比可以為0. 4-0. 7 :1,所 述錐臺形擋板20的大開口直徑(d3)與所述殼體1的內(nèi)徑(屯)之比可以為0. 8-0. 97 :1,所 述錐臺形擋板20的母線與所述殼體1的軸線的夾角(a )可以為30_85°C。
[0045] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中,所述三相分離部件2還包括氣體分離管24,所述氣體分 離管24的下端開口位于所述錐形擋板21上,上端開口位于所述中空回轉(zhuǎn)體22的上方。
[0046] 在另一種優(yōu)選實(shí)施方式中,所述三相分離部件2還包括氣體分離管24,所述氣體 分離管24的下端開口位于所述錐臺形擋板20上,上端開口位于所述中空回轉(zhuǎn)體22的上 方。
[0047] 所述氣體分離管24可以為一根或多根,優(yōu)選為多根如至少4根,具體地例如可以 為4-20根。當(dāng)所述氣體分離管24為多根時,所述氣體分離管24可以呈旋轉(zhuǎn)對稱分布,也 可以呈若干圈分布,而且所述氣體分離管24的下端開口的總面積可以為所述殼體1的徑向 截面積的2-50%。優(yōu)選地,所述氣體分離管24到所述殼體1的縱向中心軸線的最小距離大 于所述通孔25到所述殼體1的縱向中心軸線的最小距離。更優(yōu)選地,所述氣體分離管24 到所述殼體1的縱向中心軸線的最小距離(d 4/2)為所述殼體1的半徑(d/2)的60-90%。
[0048] 在所述沸騰床反應(yīng)器中,所述中空回轉(zhuǎn)體22的外側(cè)與所述殼體1的內(nèi)壁之間構(gòu)成 液體收集區(qū)。
[0049] 在所述沸騰床反應(yīng)器中,所述錐形擋板21、所述中空回轉(zhuǎn)體22、所述內(nèi)管3和所述 錐臺形擋板20與所述殼體1優(yōu)選為同軸設(shè)置。
[0050] 在所述沸騰床反應(yīng)器中,液體排出口 9設(shè)置在對應(yīng)于所述中空回轉(zhuǎn)體22的殼體1 的側(cè)壁上,也即所述液體排出口 9設(shè)置于所述液體收集區(qū)對應(yīng)的殼體1的側(cè)壁上。優(yōu)選地, 所述液體排出口 9到所述中空回轉(zhuǎn)體22的上端的距離與所述液體排出口 9到所述中空回 轉(zhuǎn)體22的下端的距離之比為1 :0. 8-10,優(yōu)選為1 :1-5。
[0051] 在所述沸騰床反應(yīng)器中,優(yōu)選地,在所述沸騰區(qū)對應(yīng)的殼體1的側(cè)壁上設(shè)置有催 化劑入口 5。所述催化劑入口 5到所述三相分離部件2的下端的距離與所述催化劑入口 5 到所述內(nèi)管3的上端的距離之比可以為1 :1-100,優(yōu)選為1 :2-20。
[0052] 在所述沸騰床反應(yīng)器中,所述殼體1的底部設(shè)置有催化劑排出管6,以實(shí)現(xiàn)在線更 換催化劑。
[0053] 在本發(fā)明的所述沸騰床反應(yīng)器中,沸騰區(qū)物流的統(tǒng)計平均速度具有中間高邊壁低 的特點(diǎn),所以沸騰區(qū)中心的物流速度較快,夾帶的固體濃度也較高。如圖1和2所示,當(dāng)所述 三相分離部件2不包括錐形擋板21下方的錐臺形擋板20時,在所述沸騰床反應(yīng)器的運(yùn)行 過程中,經(jīng)過所述環(huán)流區(qū)和所述沸騰區(qū)反應(yīng)后的氣液固混合物直接沖向所述錐形擋板21, 中心處速度較快和固體濃度較高的物流碰到所述錐形擋板21頂部的內(nèi)壁時,物流方向隨 內(nèi)壁的方向發(fā)生改變,即由向上轉(zhuǎn)為向邊壁和向下,方向改變后的物流向上夾帶固體的能 力明顯變?nèi)?,因此,所述錐形擋板21中心部分的作用在于依靠改變物流方向來分離大部分 固體;來自通孔25正下方的物流速度相對較小,其夾帶的固體濃度也較低,這部分物流和 部分改變方向后的中心區(qū)物流從通孔25進(jìn)入由所述錐形擋板21與位于所述中空回轉(zhuǎn)體22 下部的錐臺形擋板構(gòu)成的區(qū)域(稱為"氣液固分離區(qū)")內(nèi),由于空間迅速擴(kuò)大,液體速度迅 速下降,無法再向上夾帶固體,同時由于位于所述中空回轉(zhuǎn)體22下部的錐臺形擋板內(nèi)壁的 限制,物流方向也發(fā)生改變,大部分液體則夾帶著固體和小部分氣體開始折流向下,而小部 分液體和大部分氣體通過所述中空回轉(zhuǎn)體22的小開口進(jìn)入上部空間;其中折流向下的物 流大部分從所述錐形擋板21和所述殼體1之間的空隙返回所述沸騰區(qū),部分液體從位于所 述中空回轉(zhuǎn)體22下部的錐臺形擋板與所述殼體1之間的空隙進(jìn)入由所述中空回轉(zhuǎn)體22的 外壁與所述殼體1的內(nèi)壁構(gòu)成的液體收集區(qū),由于所述氣液固分離區(qū)的向上的液速遠(yuǎn)小于 使固體流化的臨界液速,所以不會有固體催化劑進(jìn)入所述液體收集區(qū);通過中空回轉(zhuǎn)體22 的小開口進(jìn)入上部空間的物流會因?yàn)榻孛娣e迅速擴(kuò)大而導(dǎo)致液速迅速降低,氣體從液體表 面逸出,可見這部分空間(稱為"氣液分離區(qū)")主要完成氣液分離過程。值得注意的是,即 使由于操作波動的原因進(jìn)入所述氣液分離區(qū)的物流夾帶有部分固體,也會因?yàn)橐后w速度的 迅速降低而返回所述氣液固分離區(qū),而不會從所述氣液分離區(qū)的上部帶出而影響所述液體 收集區(qū)。如圖3和4所示,當(dāng)所述三相分離部件2包括錐形擋板21下方的錐臺形擋板20 時,三相物流在三相分離區(qū)的分離過程與上述實(shí)施方式的過程類似,其區(qū)別在于:上述實(shí)施 方式的過程中所有的物流都直接沖向所述錐形擋板21,而本實(shí)施方式的過程中非中心區(qū)域 的物流沖向位于所述錐形擋板21下方的錐臺形擋板20,并發(fā)生折流。
[0054]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所述的沸騰床反應(yīng)器的特征在于包括至少一個強(qiáng)環(huán)流區(qū) 和一個沸騰區(qū)。所述環(huán)流區(qū)包括中間上升管(即內(nèi)管3)和環(huán)隙下降管,由于大部分新鮮氣 體通過氣液分布器進(jìn)入中間上升管中,小部分新鮮氣體通過氣體噴嘴打入環(huán)隙下降管中后 也會循環(huán)回中間上升管中,中間上升管和環(huán)隙下降管中存在密度差,因此三相物流在環(huán)流 區(qū)形成強(qiáng)環(huán)流。由于中間上升管至少設(shè)置一段,反應(yīng)器內(nèi)也至少存在一段強(qiáng)環(huán)流區(qū)。強(qiáng)環(huán) 流區(qū)物料的線速度較快,部分三相物料從中間上升管頂部進(jìn)入沸騰區(qū),由于沸騰區(qū)沒有中 間上升管的限制,因此物流在沸騰區(qū)的分布趨向于均勻,但中心與邊壁處還是會存在一定 的差別,因此整體上物料在沸騰區(qū)會存在一個弱環(huán)流。強(qiáng)環(huán)流區(qū)和弱環(huán)流區(qū)的存在客觀上 使反應(yīng)器形成了多段的反應(yīng)區(qū)域,增加了液體在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間,提高了反應(yīng)效率。值 得注意的是,強(qiáng)環(huán)流區(qū)的存在也會導(dǎo)致部分氣體的停留時間過長,氣體的氫含量特別是環(huán) 隙下降管中氣體的氫含量降低,從而降低了反應(yīng)效率。在環(huán)隙下降管中設(shè)置的氣體噴嘴可 以起到提高環(huán)隙下降管中氣體的氫含量的作用,另外通過調(diào)節(jié)氣體噴嘴的氣體流量也可以 調(diào)節(jié)反應(yīng)器中的氣體分布,提高反應(yīng)效率。
[0055] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所述的沸騰床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是:
[0056] (1)沸騰床反應(yīng)器至少設(shè)置有一個環(huán)流區(qū),物料在反應(yīng)器環(huán)流區(qū)的循環(huán)由入口物 料的動能以及上升管和下降管的密度差來共同推動,能耗降低。取消了操作復(fù)雜的循環(huán)泵 和料面監(jiān)控儀,操作簡單。與同樣取消循環(huán)泵的其他技術(shù)相比,在相同的能耗下該反應(yīng)器能 夠支持更高的催化劑濃度,提高了反應(yīng)器的利用效率。
[0057] (2)三相分離器使用擋流和擴(kuò)大縮小相結(jié)合的分離結(jié)構(gòu),大大減少了催化劑帶出 量,提高了三相分離器的操作彈性。
[0058] (3)沸騰床反應(yīng)器設(shè)置有至少一個環(huán)流區(qū)和一個沸騰區(qū),沸騰區(qū)可以降低環(huán)流區(qū) 物流對三相分離區(qū)的沖擊,同時形成了多段反應(yīng)區(qū)域,增加了液體在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間, 提_ 了反應(yīng)效率。