F-t合成漿態(tài)床反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種F-T合成反應(yīng)器，特別是指一種F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]固定床反應(yīng)器和漿態(tài)床反應(yīng)器都是常用的化工反應(yīng)器，廣泛應(yīng)用于F-T合成領(lǐng)域。在F-T合成中，相較于固定床反應(yīng)器，漿態(tài)床反應(yīng)器具有熱傳導(dǎo)性良好、床層壓降小、催化劑可在線更換等優(yōu)勢，但其缺點(diǎn)亦很明顯:固液分離難度大，為了分離固體催化劑，需要附設(shè)費(fèi)用昂貴的過濾設(shè)備。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器的反應(yīng)器殼體3—般為圓筒狀，其上下兩端設(shè)置有封頭或蓋板，下部設(shè)置有用于輸入原料氣體的氣體輸入管道1，中部設(shè)置有用于輸出混合漿液產(chǎn)物的漿液輸出管7，頂部設(shè)置有用于排出反應(yīng)后氣體的氣體輸出管道12;反應(yīng)區(qū)6(進(jìn)行F-T合成反應(yīng)的區(qū)域)內(nèi)還設(shè)置有換熱裝置10，用于裝置開車時(shí)加熱油蠟或正常運(yùn)行時(shí)移除反應(yīng)熱。F-T合成反應(yīng)需加入催化劑，催化劑的顆粒直徑通常為ΙΟμπι?300μπι，從催化劑加入口 11處加入反應(yīng)區(qū)6后與液體油蠟形成混合漿液。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，重質(zhì)烴產(chǎn)物(通常描述為蠟)逐漸增多，反應(yīng)器液位上升，漿液必須定期或不定期排出。通常，漿態(tài)床的固液過濾方法是在反應(yīng)器內(nèi)漿液輸出管7的入口處設(shè)置內(nèi)置過濾器8(可采用絲網(wǎng)式、燒結(jié)式等類型)，內(nèi)置過濾器8將直徑大于其過濾孔徑的催化劑顆粒阻擋于內(nèi)置過濾器8之外，使其保留在反應(yīng)器內(nèi)繼續(xù)發(fā)揮催化作用。能夠通過內(nèi)置過濾器8的細(xì)小顆粒及高沸點(diǎn)油蠟漿液經(jīng)漿液輸出管7進(jìn)入下游過濾單元進(jìn)行精過濾處理，使處理后的漿液中催化劑在1ppm以下。在反應(yīng)過程中，催化劑因積碳或活性金屬的相變等原因，活性逐漸下降；另外，催化劑顆粒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也會逐漸下降，發(fā)生破碎，進(jìn)一步增加了下游過濾單元的工作負(fù)荷。
[0004]采用內(nèi)過濾會有兩個(gè)問題出現(xiàn)，問題一:漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)的催化劑漿液在高線速度氣體的帶動(dòng)下，不斷地對內(nèi)置過濾器進(jìn)行無規(guī)律沖擊，長期的機(jī)械碰撞容易使內(nèi)置過濾器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降、過濾孔徑變大，甚至使內(nèi)置過濾器破損，如果為內(nèi)置過濾器加裝擋板進(jìn)行保護(hù)，又會加大催化劑的碰撞強(qiáng)度。問題二:催化劑漿液在過濾壓差的作用下通過過濾器，過濾器極易發(fā)生堵塞。中國專利CN102698662提供了一種F-T漿態(tài)床反應(yīng)器，通過改進(jìn)了反應(yīng)器內(nèi)的過濾設(shè)備，提高了過濾介質(zhì)的有效面積，過濾器的反吹反洗頻率少，在一定程度上緩解了上述問題二所提到的過濾器堵塞問題，但問題一仍然存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，能夠降低內(nèi)置過濾器的磨損，提高漿液的過濾效率。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器包括反應(yīng)器殼體和內(nèi)置過濾器，所述反應(yīng)器殼體包括設(shè)置在其下部的未變徑區(qū)段和設(shè)置在未變徑區(qū)段上方的變徑區(qū)段，所述變徑區(qū)段的最大內(nèi)徑大于未變徑區(qū)段的內(nèi)徑，所述內(nèi)置過濾器設(shè)置在變徑區(qū)段內(nèi)。該裝置的其他部分，如催化劑加入口、氣體進(jìn)出口等，可采用F-T合成領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)i+o
[0007]優(yōu)選地，所述內(nèi)置過濾器設(shè)置在變徑區(qū)段的中部或下部。
[0008]優(yōu)選地，所述變徑區(qū)段的最大內(nèi)徑是未變徑區(qū)段的內(nèi)徑的1.5?3.5倍，進(jìn)一步優(yōu)選為2?3倍。
[0009]優(yōu)選地，所述未變徑區(qū)段和變徑區(qū)段內(nèi)設(shè)置有換熱裝置10。
[0010]優(yōu)選地，所述反應(yīng)器殼體的底部設(shè)置有氣體分布器。
[0011]優(yōu)選地，所述反應(yīng)器殼體的頂部設(shè)置有除沫網(wǎng)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:該裝置主要針對F-T合成中漿態(tài)床反應(yīng)器產(chǎn)品油蠟與催化劑的在線過濾問題，在反應(yīng)器的中部或上部，增加變徑區(qū)段，該變徑區(qū)段與未變徑區(qū)段，都是漿態(tài)床反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)。在變徑區(qū)段設(shè)置內(nèi)置過濾器進(jìn)行催化劑過濾，由于變徑區(qū)段的內(nèi)徑變大，漿液的流速降低，運(yùn)動(dòng)相對緩和，一方面，減弱了漿液流體對內(nèi)置過濾器的撞擊，延長了內(nèi)置過濾器的使用壽命；另一方面，大顆粒催化劑在變徑區(qū)段發(fā)生了相對沉降，濃度降低，因此過濾器不易發(fā)生堵塞，提高了漿液的過濾效率，間接提高了催化劑的利用效率。
【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常見的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖2為本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器的第一種結(jié)構(gòu)的示意圖
[0015]圖3為本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器的第二種結(jié)構(gòu)的示意圖
[0016]圖4為本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器的第三種結(jié)構(gòu)的示意圖
[0017]圖5為圖2、圖3中內(nèi)置過濾器位于變徑區(qū)段中部的示意圖
[0018]圖6為圖2、圖3中內(nèi)置過濾器位于變徑區(qū)段下部的示意圖
[0019]圖7為圖4中內(nèi)置過濾器位于變徑區(qū)段中部的示意圖
[0020]圖8為圖4中內(nèi)置過濾器位于變徑區(qū)段下部的示意圖
[0021 ]其中:氣體輸入管道1、氣體分布器2、反應(yīng)器殼體3、未變徑區(qū)段4、變徑區(qū)段5、反應(yīng)區(qū)6、漿液輸出管7、內(nèi)置過濾器8、除沫網(wǎng)9、換熱裝置10、催化劑加入口 11、氣體輸出管道12
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)已在【背景技術(shù)】部分作了詳細(xì)說明，于此不再贅述。
[0024]如圖2所示，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體3和內(nèi)置過濾器8，反應(yīng)器殼體3包括設(shè)置在其下部的未變徑區(qū)段4和設(shè)置在其上部的變徑區(qū)段5。變徑區(qū)段5的上部為圓筒形，下部為圓臺形，圓臺形部分連接在圓筒形部分和未變徑區(qū)段4之間，圓筒形部分的內(nèi)徑是未變徑區(qū)段4的內(nèi)徑的兩倍。反應(yīng)器殼體3的底部設(shè)置有氣體輸入管道I和氣體分布器2，頂部設(shè)置有除沫網(wǎng)9。未變徑區(qū)段4的側(cè)壁上設(shè)置有催化劑加入口 11。變徑區(qū)段5的側(cè)壁上設(shè)置有漿液輸出管7，內(nèi)置過濾器8設(shè)置在漿液輸出管7的入口處。漿液輸出管7和內(nèi)置過濾器8設(shè)置在變徑區(qū)段5的中部，如圖5;也可以設(shè)置在變徑區(qū)段5的下部，如圖6。反應(yīng)區(qū)6(含未變徑區(qū)段4和變徑區(qū)段5)內(nèi)設(shè)置有換熱裝置10，維持其中的混合漿液在一定的溫度范圍內(nèi)。
[0025]該裝置內(nèi)F-T合成反應(yīng)的流程如下:原料氣體經(jīng)氣體輸入管道I，通過氣體分布器2，與反應(yīng)器殼體3內(nèi)的催化劑、油蠟混合形成氣液固三相漿液，該區(qū)域?yàn)榉磻?yīng)區(qū)6。在原料氣的作用下，漿液在未變徑區(qū)段4中以較高流速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)高速流體進(jìn)入變徑區(qū)段5后，因反應(yīng)器直徑變大，減弱了氣體運(yùn)動(dòng)對漿液的影響，催化劑漿液流速降低，在變徑區(qū)段5內(nèi)發(fā)生相對沉降，顆粒直徑較大的催化劑趨向于下沉，而顆粒較小的催化劑趨向于繼續(xù)上升或保持懸浮。漿液在變徑區(qū)段5內(nèi)發(fā)生動(dòng)態(tài)沉降，形成不同固含量的動(dòng)態(tài)漿液層，偏下的漿液層固含量較高，催化劑顆粒相對較大;偏上的漿液層固含量較小，催化劑顆粒相對較小，漿液經(jīng)內(nèi)置過濾器8及漿液輸出管7排出，未反應(yīng)的原料氣與氣態(tài)產(chǎn)物等通過反應(yīng)器上部的除沫網(wǎng)9之后，經(jīng)氣體輸出管道12離開反應(yīng)器進(jìn)入下游分離單元。
[0026]如圖3所示，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器的第二種結(jié)構(gòu)中，不同于第一種結(jié)構(gòu)，變徑區(qū)段5的圓筒部分之上還設(shè)置有內(nèi)徑向上縮小的倒圓臺部分。如圖5?6所示，該結(jié)構(gòu)中，漿液輸出管7和內(nèi)置過濾器8可設(shè)置在變徑區(qū)段5的中部(圖5)或下部(圖6)。
[0027]如圖4所示，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器的第三種結(jié)構(gòu)中，不同于第一種結(jié)構(gòu)，變徑區(qū)段5為上下開口的圓球形，下部開口與未變徑區(qū)段4相連。如圖7?8所示，該結(jié)構(gòu)中，漿液輸出管7和內(nèi)置過濾器8可設(shè)置在變徑區(qū)段5的中部(圖7)或下部(圖8)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體(3)和內(nèi)置過濾器(8)，其特征在于:所述反應(yīng)器殼體(3)包括設(shè)置在其下部的未變徑區(qū)段(4)和設(shè)置在未變徑區(qū)段(4)上方的變徑區(qū)段(5)，所述變徑區(qū)段(5)的最大內(nèi)徑大于未變徑區(qū)段(4)的內(nèi)徑，所述內(nèi)置過濾器(8)設(shè)置在變徑區(qū)段(5)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于:所述內(nèi)置過濾器(8)設(shè)置在變徑區(qū)段(5)的中部或下部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于:所述變徑區(qū)段(5)的最大內(nèi)徑是未變徑區(qū)段(4)的內(nèi)徑的1.5?3.5倍。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于:所述變徑區(qū)段(5)的最大內(nèi)徑是未變徑區(qū)段(4)的內(nèi)徑的2?3倍。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于:所述未變徑區(qū)段(4)和變徑區(qū)段(5)內(nèi)設(shè)置有換熱裝置(10)。6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)器殼體(3)的底部設(shè)置有氣體分布器(2)。7.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)器殼體(3)的頂部設(shè)置有除沫網(wǎng)(9)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種F-T合成漿態(tài)床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體和內(nèi)置過濾器，所述反應(yīng)器殼體包括設(shè)置在其下部的未變徑區(qū)段和設(shè)置在未變徑區(qū)段上方的變徑區(qū)段，所述變徑區(qū)段的最大內(nèi)徑大于未變徑區(qū)段的內(nèi)徑，所述內(nèi)置過濾器設(shè)置在變徑區(qū)段內(nèi)。該裝置針對F-T合成中漿態(tài)床反應(yīng)器產(chǎn)品油蠟與催化劑的在線過濾問題，在反應(yīng)器的中部或上部，增加變徑區(qū)段，并在變徑區(qū)段內(nèi)增設(shè)內(nèi)置過濾器進(jìn)行催化劑過濾，減弱了漿液流體對內(nèi)置過濾器的撞擊，延長了內(nèi)置過濾器的使用壽命，提高了漿液的過濾效率和催化劑的利用效率。
【IPC分類】B01J8/22
【公開號】CN205164682
【申請?zhí)枴緾N201520887153
【發(fā)明人】李昌元, 海國良, 饒莎莎, 宋德臣, 汪大閃, 劉倩倩, 李程根, 詹曉東
【申請人】武漢凱迪工程技術(shù)研究總院有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月6日