一種費托催化劑還原反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種費托催化劑還原反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 為提高費托催化劑的反應(yīng)性能，在使用前必須進行活化，目前根據(jù)費托催化劑的 特性和工藝要求開發(fā)了各種活化裝置和方法。對于低溫費托合成工藝常用的沉淀鐵基催化 劑，一般采用漿態(tài)床活化工藝。采用H2、CO或合成氣對催化劑進行預(yù)處理（活化），預(yù)處理 過程包括兩個過程：首先將含F(xiàn)e2O3的催化劑快速轉(zhuǎn)變?yōu)镕e304，而后將Fe3O4經(jīng)歷一個緩慢 的轉(zhuǎn)化過程，變?yōu)閍-Fe和Fe3O4的混合物（使用H2還原）或X-Fe5C2 (使用CO或合成氣 還原）。研宄發(fā)現(xiàn)：費托催化劑活化后的活性組分是a-Fe、X-Fe5C2或二者的混合物，二者 的比例與活化氣氛、活化時間等活化條件有關(guān)。
[0003][0004][0005] 本實用新型的目的是提供一種費托催化劑還原反應(yīng)器，使用該還原反應(yīng)器對費托 催化劑進行還原，可實現(xiàn)催化劑的快速還原，并能夠控制活化催化劑的粒度組成，提高合成 反應(yīng)器的工作穩(wěn)定性。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種費托催化劑還原反應(yīng)器，其特征在于，所 述還原反應(yīng)器包括圓筒形的還原段1、與所述還原段1的上端一體連接且與所述還原段1同 軸的縮徑段2、以及由過渡段3和直徑比所述還原段1大的擴徑段4 一體構(gòu)成的粉塵分離 段，所述過渡段3的下端與所述縮徑段2的下端外表面密封連接使得所述縮徑段2位于所 述粉塵分離段的腔體內(nèi)；所述還原段1上部設(shè)置有用于送入待還原催化劑的催化劑入口 5， 還原段1的底端設(shè)置有還原氣體入口 6,還原段1的下部設(shè)置有還原催化劑出口 7 ;所述縮 徑段2的頂部設(shè)置有用于送出催化劑細粉和還原尾氣的縮徑段氣體出口 8以及相對間隔地 位于所述縮徑段氣體出口 8上方的氣固快速分離器9 ;所述過渡段3的底部設(shè)置有催化劑 細粉出口 10 ;所述擴徑段4的頂部密封板上設(shè)置有用于送出還原尾氣的尾氣出口 11。
[0007] 優(yōu)選地，所述還原反應(yīng)器為氣固兩相流化床反應(yīng)器或內(nèi)循環(huán)無梯度反應(yīng)器，優(yōu)選 為固定流化床反應(yīng)器。
[0008] 優(yōu)選地，所述還原段1的高徑比為3-10,所述擴徑段4的高徑比為2-6。
[0009] 優(yōu)選地，所述擴徑段4的直徑與所述還原段1的直徑之比為1. 5-5. 0,優(yōu)選為2-3 ; 所述縮徑段2的上端口直徑與所述還原段1的直徑之比為0. 7-1. 0,優(yōu)選為0. 85-0. 95。 [0010] 優(yōu)選地，所述還原段1腔體內(nèi)的底部設(shè)置有用于分布送入所述還原段1的還原氣 體的氣體分布器13。
[0011] 優(yōu)選地，所述氣體分布器13為選自直流式、側(cè)流式、管式、泡帽式和金屬網(wǎng)中的至 少一種形式。
[0012] 優(yōu)選地，所述氣固快速分離器9為傘帽式、彈射式、側(cè)槽式或T型彎頭式氣固快速 分離器，優(yōu)選傘帽式氣固快速分離器。
[0013] 優(yōu)選地，所述過渡段3的外周壁與水平面之間的夾角大于所述擴徑段內(nèi)沉積的催 化劑細粉的休止角。
[0014] 優(yōu)選地，其特征在于，所述尾氣出口 11通過粉塵過濾器12與所述擴徑段4的內(nèi)腔 流體聯(lián)通。
[0015] 本實用新型提供的費托催化劑還原反應(yīng)器，具有如下優(yōu)點：
[0016] 1、將漿態(tài)床活化反應(yīng)器中的氣液固三相反應(yīng)轉(zhuǎn)換為氣固兩相反應(yīng)，提高了催化劑 還原反應(yīng)的傳質(zhì)速率和反應(yīng)速率，降低了反應(yīng)器規(guī)模、提高了裝置的生產(chǎn)能力；
[0017] 2、通過活化反應(yīng)器的設(shè)計，將催化劑還原過程中產(chǎn)生的細粉與大顆粒催化劑進行 了分離，使得還原催化劑產(chǎn)品中細粉含量降低，減輕了費托合成反應(yīng)器的過濾壓力；
[0018] 3、還原催化劑可以直接儲存于由合成氣保護的密閉容器內(nèi)，方便運輸和使用，合 成反應(yīng)器中催化劑需要更換時可以快速更換，生產(chǎn)組織方便。
[0019] 本實用新型的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0020] 附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面 的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中：
[0021] 圖1是本實用新型提供的費托催化劑還原反應(yīng)器的一種【具體實施方式】的示意圖。
[0022] 附圖標(biāo)記說明
[0023] 1還原段 2縮徑段 3過渡段 4擴徑段 5催化劑入口
[0024] 6還原氣體入口 7還原催化劑出口 8縮徑段氣體出口
[0025] 9氣固快速分離器10催化劑細粉出口 11尾氣出口 12粉塵過濾器
[0026] 13氣體分布器 14催化劑排放管路 15細粉排放管路
【具體實施方式】
[0027] 以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處 所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0028] 本實用新型提供一種費托催化劑還原反應(yīng)器，其特征在于，所述還原反應(yīng)器包括 圓筒形的還原段1、與所述還原段1的上端一體連接且與所述還原段1同軸的縮徑段2、以 及由過渡段3和直徑比所述還原段1大的擴徑段4 一體構(gòu)成的粉塵分離段，所述過渡段3 的下端與所述縮徑段2的下端外表面密封連接使得所述縮徑段2位于所述粉塵分離段的腔 體內(nèi)；所述還原段1上部設(shè)置有用于送入待還原催化劑的催化劑入口 5,還原段1的底端設(shè) 置有還原氣體入口 6,還原段1的下部設(shè)置有還原催化劑出口 7 ;所述縮徑段2的頂部設(shè)置 有用于送出催化劑細粉和還原尾氣的縮徑段氣體出口 8以及相對間隔地位于所述縮徑段 氣體出口 8上方的氣固快速分離器9 ;所述過渡段3的底部設(shè)置有催化劑細粉出口 10 ;所述 擴徑段4的頂部密封板上設(shè)置有用于送出還原尾氣的尾氣出口 11。
[0029] 根據(jù)本實用新型，所述費托催化劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，可以呈顆粒狀、微 球狀或粉狀，優(yōu)選為金屬催化劑，更優(yōu)選為鐵基費托合成催化劑。
[0030] 根據(jù)本實用新型，所述還原反應(yīng)器是指用于還原費托催化劑的反應(yīng)器，可以為氣 固兩相流化床反應(yīng)器或內(nèi)循環(huán)無梯度反應(yīng)器，優(yōu)選為固定流化床反應(yīng)器。
[0031] 根據(jù)本實用新型，所述還原段1的高徑比可以為3-10,優(yōu)選為4-8,更優(yōu)選為5-6 ; 所述擴徑段4的高徑比可以為2-6,優(yōu)選為3-4 ;所述擴徑段4的直徑與所述還原段1的直 徑之比可以為1. 5-5. 0,優(yōu)選為2-3 ;所述縮徑段2的上端口直徑與所述還原段1的直徑之 比可以為0. 7-1. 0,優(yōu)選為0. 85-0. 95。
[0032] 根據(jù)本實用新型，在所述粉塵分離段內(nèi)可以利用氣固快速分離器9和顆粒沉降來 分離所述還原尾氣夾帶的細粉，并且細粉由所述粉塵分離段的底部排出還原反應(yīng)器，分離 出細粉的粒徑范圍可以為小于60ym，優(yōu)選為小于50ym，更優(yōu)選小于30微米。所述氣固快 速分離器是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如，可以為傘帽式、彈射式、側(cè)槽式或T型彎頭式 氣固快速分離器，優(yōu)選為傘帽式氣固快速分離器。其中，所述傘帽式的氣固快速分離器與所 述縮徑段氣體出口 8的最短距離可以為所述縮徑段2直徑的1-2倍。
[0033] 根據(jù)本實用新型，所述過渡段3的周壁與水平面之間的夾角不小于所述擴徑段內(nèi) 沉積的催化劑細粉的休止角，所述休止角是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，指在重力場中，粒子 在粉體堆積層的自由斜面上滑動時所受重力和粒子之間摩擦力達到平衡而處于靜止?fàn)顟B(tài) 下測得的最大角。
[0034] 根據(jù)本實用新型，所述還原段1腔體內(nèi)的底部可以設(shè)置有用于分布送入所述還原 段1的還原氣體的氣體分布器13 ;所述氣體分布器13的高度可