CN102698662A - 浆态床反应器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种浆态床反应器，包括反应器筒体，反应器筒体的内腔的下部设置有气体导入装置，反应器筒体的内腔中设置有费托蜡与催化剂分离装置；反应器筒体的外部设置有与费托蜡与催化剂分离装置连通以抽出费托蜡和对费托蜡与催化剂分离装置反冲洗的费托蜡抽出与反吹系统；反应器筒体的内腔中还设置有位于费托蜡与催化剂分离装置的上方的气液分离装置。本发明的浆态床反应器，通过设置气液分离装置，减少进入费托蜡与催化剂分离装置的气体量，从而有效防止气体侵占过滤介质表面，提高过滤介质的有效面积。同时也有效防止了气体吹干过滤介质的孔道而引起的催化剂颗粒干涸在过滤介质上降低过滤介质通透性的问题。

Description

浆态床反应器

技术领域

本发明涉及费托合成领域，更具体地，涉及一种浆态床反应器。

背景技术

近年来，全球原油价格逐步攀升，特别是在一些富煤缺油的国家，发展非石油路线的能源工艺受到广泛关注。费托合成是指合成气（H₂+CO）在催化剂的作用下，在适宜的反应温度和反应压力下，合成烃类液体燃料和高附加值化学品的反应过程。煤或天然气经费托合成反应转化为优质液体燃料和高附加值化学品，不仅合理、高效、洁净的利用了煤炭资源，而且还弥补了石油资源的相对不足，使得费托合成技术成为石油替代能源技术的有效途径。

伴随化学工业的发展，费托合成工艺路线经历了固定床工艺、循环流化床工艺、固定流化床工艺和浆态床工艺。相较固定床反应器、循环流化床反应器和固定流化床反应器，三相浆态床费托合成反应器易于实现低温费托合成反应，具有反应热易于移出、反应温度均匀，返混程度高、可在线装卸催化剂及生产能力大等优势，三相浆态床费托合成工艺技术得到了长足发展。

对于合成气浆态床费托合成反应，随着反应的进行，不断产生不同链长的烃类产品，轻质烃类产品随其它费托合成产物及未反应的合成气通过反应器顶部进入下游冷热高分及冷热低分气液分离装置，进行气液分离，得到轻质烃产品。而费托反应生成的重质烃（费托蜡）在保持反应器内浆液催化剂浓度（反应器液位）一定范围的情况下，必须连续不断的从气液固三相浆态床中抽出，进而经精过滤获得合格费托蜡产品。

但是，三相浆态床反应器的使用也带来了新的问题，在浆态床反应器中，20~200μm细小的费托催化剂颗粒与液体烃类（费托蜡）产品混合在一起，它们的有效分离一直是浆态床费托合成工艺技术发展的技术难点。

专利GB2403728A公开了一种从费托合成产品分离催化剂浆液的反应器外过滤方法，但该工艺路线较长，且从浆态床反应器抽出悬浮液的输送及返回浆态床反应器、以及被过滤下来的催化剂浆液输送的动力都是由泵来提供的，此过程中极易造成催化剂颗粒的破损，增加了液固分离的难度以及气固分离负荷，并需要定时补充反应器内的催化剂，从而对反应器长时间的运行造成不便。

专利CN1589957A公开了一种用于三相浆态床反应器液固分离的自动过滤/反冲系统，其过滤器分多层直接放置在反应器内，在过滤压差的作用下，气液穿过过滤介质，进入液体收集槽进行气液分离，获得费托蜡产品，被截留在过滤介质外表面的催化剂颗粒经定时反冲洗剥离至反应器浆液区。众所周知，浆态床费托反应器为气液固三相反应器，气含率较高，气体较清液透过过滤介质容易的多，影响了清液抽出，减小了过滤器过滤面积的有效利用。同时，气体也会吹干过滤元件孔道，导致一些催化剂颗粒干涸于过滤元件孔道内，降低了过滤元件通透性。另外，合成气被引出反应器，合成气有效利用率降低。被截留在过滤介质表面的催化剂，随着过滤时间的增长，催化剂滤饼增厚，此系统没有有效途径减缓催化剂滤饼增厚的程度，只能通过强制的反冲洗才能将其从过滤介质表面剥离，会延长反冲洗时间或者增加反冲洗频次，导致清液抽出时间变短，降低了系统效率。

发明内容

本发明目的在于提供一种过滤器反吹频次少，费托蜡能长周期稳定有效的从反应器抽出，实现费托合成浆态床反应器平稳连续运行的浆态床反应器。

本发明提供了一种浆态床反应器，包括反应器筒体，反应器筒体的内腔的下部设置有气体导入装置，反应器筒体的内腔中设置有费托蜡与催化剂分离装置；反应器筒体的外部设置有与费托蜡与催化剂分离装置连通以抽出费托蜡和对费托蜡与催化剂分离装置反冲洗的费托蜡抽出与反吹系统；反应器筒体的内腔中还设置有位于费托蜡与催化剂分离装置的上方的气液分离装置。

进一步地，气液分离装置包括气液旋分分离器，气液旋分分离器包括气液入口、气相出口和出液口；气液入口与反应器筒体的内腔连通，气相出口与位于反应器筒体顶部的出气口连通，出液口延伸到费托蜡与催化剂分离装置内部。

进一步地，反应器筒体的上部设置有隔板，气液旋分分离器设置在隔板的下方，且气相出口延伸到隔板的上方，气液入口位于隔板的下方。

进一步地，费托蜡与催化剂分离装置包括浆液收集器和设置在其下端的费托蜡与催化剂分离器；费托蜡与催化剂分离器包括管状的分离器壳体和设置在分离器壳体内部的多个错流过滤芯。

进一步地，浆液收集器下部还设置有浆液分布器，浆液分布器包括多个锥形浆液分布孔，每个浆液分布孔与一个错流过滤芯对应设置。

进一步地，错流过滤芯为内错流过滤芯，内错流过滤芯内部为浆液下行通道，内错流过滤芯外部与分离器壳体之间形成滤液腔；每个浆液分布孔与一个内错流过滤芯同轴设置。

进一步地，错流过滤芯为外错流过滤芯，外错流过滤芯内部为滤液腔，外错流过滤芯外部与分离器壳体之间形成浆液下行通道。

进一步地，多个错流过滤芯中相邻的三个错流过滤芯呈三角形布置在分离器壳体内部。

进一步地，浆液收集器呈锥形。

进一步地，错流过滤芯为金属粉末烧结滤芯或金属丝网烧结滤芯或楔形滤芯或复膜式滤芯，其滤芯精度为0.5~100微米。

进一步地，气液旋分分离器的出液口位于浆液收集器内。

进一步地，反应器筒体的内腔中还设置有位于费托蜡与催化剂分离装置下部的导流器；导流器包括位于其上部对费托蜡与催化剂分离装置下行的浆液导流的上导流部，以及位于其下部对导流器下部的浆液导流的下导流部。

进一步地，导流器的外径大于费托蜡与催化剂分离装置的外径。

进一步地，上导流部沿其轴向的截面呈“人”字形；下导流部沿其轴向的截面呈倒立的“人”字形。

进一步地，费托蜡与催化剂分离装置和气液分离装置均为多个，且费托蜡与催化剂分离装置的个数大于或者等于气液分离装置的个数。

进一步地，每个气液分离装置与其对应的费托蜡与催化剂分离装置同轴设置；多个费托蜡与催化剂分离装置均布于反应器横截面上，或者沿反应器筒体内的一个圆周线均布，或者沿反应器筒体内的两个或多个不同半径的同心圆周线均布，或者在反应器筒体的内腔内沿上下方向多层布置。

进一步地，费托蜡与催化剂分离装置的顶端位于反应器筒体的内腔的额定液位以下1-15米。

进一步地，气体导入装置包括气体分布器，气体分布器位于导流器下部；气体分布器为锅底圆盘式分布器或者车辐式分布器或者泡罩分布器。

进一步地，浆态床反应器还包括均匀设置在反应器筒体内部的单段或者多段取热盘管，取热盘管内通入除氧水。

进一步地，费托蜡抽出与反吹系统包括蜡产物缓冲罐和反吹介质缓冲罐；蜡产物缓冲罐的压力低于反应器筒体内压力0.1~0.5MPa；反吹介质缓冲罐的压力高于反应器筒体内压力0.3~0.8MPa；反吹介质为合成气或者氮气或费托合成自产液体蜡或者上述物质的混合物。

根据本发明的浆态床反应器，通过在费托蜡与催化剂分离装置的上方设置气液分离装置，减少进入费托蜡与催化剂分离装置的气体量，从而有效防止气体侵占过滤介质表面，提高过滤介质的有效面积。同时气体量减少，也有效防止了气体吹干过滤介质的孔道而引起的催化剂颗粒干涸在过滤介质上降低过滤介质通透性的问题。再者，气体通过气液分离装置有效分离，从而可以尽快的回到反应器中循环利用，提高合成气的有效利用率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的浆态床反应器的系统示意图；

图2是根据本发明的浆态床反应器的气液旋分分离器的结构示意图；

图3是根据本发明的浆态床反应器的费托蜡与催化剂分离装置的第一实施例的结构示意图；

图4为图2的俯视示意图；

图5是根据本发明的浆态床反应器的费托蜡与催化剂分离装置的第二实施例的结构示意图；以及

图6是根据本发明的浆态床反应器的导流器的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，根据本发明的浆态床反应器，包括：反应器筒体10，反应器筒体10的内腔的下部设置有气体导入装置，反应器筒体10的内腔中设置有费托蜡与催化剂分离装置30；反应器筒体10的外部设置有与费托蜡与催化剂分离装置30连通以抽出费托蜡和对费托蜡与催化剂分离装置30反冲洗的费托蜡抽出与反吹系统60；反应器筒体10的内腔中还设置有位于费托蜡与催化剂分离装置30的上方的气液分离装置。通过在费托蜡与催化剂分离装置30的上部设置气液分离装置，减少进入费托蜡与催化剂分离装置30的气体量，从而有效防止气体侵占过滤介质表面，提高过滤介质的有效面积。同时气体量减少，也有效防止了气体吹干过滤介质的孔道而引起的催化剂颗粒干涸在过滤介质上降低过滤介质通透性的问题。再者，气体通过气液分离装置有效分离，从而可以尽快的回到反应器中循环利用，提高合成气的有效利用率。

如图2所示，气液分离装置包括气液旋分分离器20，气液旋分分离器20包括气液入口21、气相出口22和出液口23；气液入口21与反应器筒体10的内腔连通，气相出口22与位于反应器筒体10顶部的出气口b连通，出液口23位于费托蜡与催化剂分离装置30内部。

优选地，结合图1和图2，在反应器筒体10的上部设置有隔板11，气液旋分分离器20的气液入口21设置在隔板11下部，气相出口22设置在隔板11上部，从而使气相出口22排出的费托合成反应后的气相产物有效分离，并从反应器筒体10的出气口b排出反应器，进入下一步分离程序。

如图3所示，费托蜡与催化剂分离装置30包括浆液收集器31和设置在其下端的费托蜡与催化剂分离器32，优选地，气液旋分分离器20的料腿与费托蜡与催化剂分离装置30同轴布置，料腿伸入浆液收集器31内部，从而使从料腿最下端的出液口23排出的浆液直接进入浆液收集器31内部。减少浆液收集器31再次收集过程，增加了费托蜡与催化剂分离器32中下行通道的浆液量，一定程度上可增大循环液速，增大对截留在过滤介质表面的催化剂冲刷力度，从而可以降低过滤介质表面的滤饼的厚度，延迟反冲洗的时间间隔，从而提高过滤的连续性和稳定性。

气液旋分分离器20是排出浆态床反应器气相重组分及细小催化剂颗粒有效途径，为了尽量保证经气液旋分分离器20收集来的浆液直接进入费托蜡与催化剂分离装置30的浆液收集器31内，气液旋分分离器20的个数小于或等于费托蜡与催化剂分离装置30个数，优选地为等于，即每个费托蜡与催化剂分离装置30对应一个气液旋分分离器20装置。

气液旋分分离器20可以为锥形，也可以为其他类似锥形的形状，如呈喇叭口形等等，只要对浆液起到收集作用均能够满足要求。

费托蜡与催化剂分离装置30设置在反应器的液位以下，均匀设置在反应器筒体10的横截面上或均布一个或两个或多个反应器筒体10内不同半径的圆周线上。费托蜡与催化剂分离装置30在反应器内均匀布置，尽量避免随着费托反应器长时间运行，反应器内产物越来越重的现象发生。费托蜡与催化剂分离装置30的顶端位于反应器筒体10的内腔的额定液位以下1-15米。

如图3至5所示，费托蜡与催化剂分离装置30的费托蜡与催化剂分离器32包括管状的分离器壳体32a和设置在分离器壳体32a内部的多个错流过滤芯32b，错流过滤芯32b可以为内错流过滤芯，即内错流过滤芯内部为浆液下行通道32c，内错流过滤芯外部与分离器壳体32a之间形成滤液腔32d，费托蜡由下行通道32c通过滤芯进入滤液腔32d。滤液腔32d与位于反应器筒体外部的费托蜡抽出与反吹系统60连通，从而抽出滤液腔32d中的费托蜡。

如图3和4所示，当错流过滤芯32b为内错流过滤芯时，浆液收集器31与费托蜡与催化剂分离器32之间还设置有浆液分布器33，浆液分布器33包括多个锥形浆液分布孔33a，每个内错流过滤芯32b均与一个浆液分布孔33a同轴设置，使从浆液分布孔33a中下行的浆液直接进入下行通道32c中，可以减小下行过程中的压力和浆液流速损失，增大循环液速，增大对截留在过滤介质表面催化剂冲刷力度。

优选地，相邻的三个浆液分布孔33a尽可能地呈三角形布置，从而使进入每个内错流过滤芯中的浆液相等，而且可以尽量较少死区，防止催化剂沉积于锥形浆液分布板上。

如图5所示，错流过滤芯32b可以为外错流过滤芯，外错流过滤芯内部为滤液腔32d，外错流过滤芯外部与分离器壳体32a之间形成浆液下行通道32c。相邻的三个外错流过滤芯尽可能地呈三角形分布在分离器壳体32a内部，从而使每个外错流过滤芯外侧的浆液分布均匀，提高过滤效率。

错流过滤芯32b为金属粉末烧结滤芯、金属丝网烧结滤芯、楔形滤芯、复膜式滤芯等可进行蜡催化剂分离常规组件，其滤芯精度为0.5~100微米，优选地为10~30微米。亦可选用大孔径滤芯，浆态床反应器内置过滤器为一级过滤，将反应器内失去活性的催化剂细粉除去，在反应器外再对粗蜡进行精过滤，达到后续加工要求。

结合图1和图6，反应器筒体10的内腔中还设置有位于费托蜡与催化剂分离装置30下部的导流器70；导流器70包括位于其上部对费托蜡与催化剂分离装置30下行的浆液导流的上导流部71，以及位于其下部对导流器70下部的浆液导流的下导流部72。导流器70的圆盘直径略大于费托蜡与催化剂分离装置30的外径。

上导流部71沿其轴向的截面呈“人”字形，对费托蜡与催化剂分离装置30下行通道32c流出的浆液给予合适的导流作用，下导流部72沿其轴向的截面呈倒立的“人”字形，一方面可以给予反应器内、导流器下部的气液固三相浆液导流作用，最重要的另一方面是防止气体进入费托蜡与催化剂分离装置30下行通道32c，减少气体对费托蜡与催化剂分离装置30下行通道32c中浆液速度的负面影响。

如图1所示，位于反应器筒体10下部的气体导入装置包括气体分布器50，气体分布器50位于导流器70下部，气体分布器50为锅底圆盘式分布器或者车辐式分布器或者泡罩分布器。

由于费托合成反应为高放热反应，需要及时将内部产生的热量移出，一般通过设置在反应器筒体10内部的单段或者多段取热盘管40，高温除氧水由e口引入，同温吸收费托反应热后，汽水混合物经f口引出。

费托蜡抽出与反吹系统60包括蜡产物缓冲罐61和反吹介质缓冲罐62，蜡产物缓冲罐61的压力设定低于反应器压力0.1~0.5MPa，优选0.3~0.4MPa，在压力差的作用下，使费托蜡自动抽出到蜡产物缓冲罐61中；反吹介质缓冲罐62设定压力高于反应器压力0.8~0.3MPa，优选0.5MPa，反吹介质为合成气、氮气或费托合成自产液体蜡。通过PLC/DCS过滤程序完成各控制阀动作，实现蜡/催化剂有效分离。

蜡产物缓冲罐61压力低于反应器压力0.1~0.5MPa，即错流过滤芯32b的反吹动作压差设定0.1~0.5MPa，优选0.3~0.5MPa。如果反吹动作压差设定过高，形成滤饼较厚时，才能依据PLC/DCS逻辑控制程序关闭清液抽出程控阀61a，打开反冲洗程控阀62c，对错流过滤芯32b进行反吹，由于滤饼较厚反吹效果较差；错流过滤芯32b内外压差设定过低，使得反吹动作过于频繁，没有必要的反吹再生过滤芯，不仅反吹气进入过滤管，影响环流液速，还相对缩短了清液抽出时间，降低了过滤器的有效利用率。

反吹介质缓冲罐62的压力不得低于反应器压力0.3MPa，但也不得高于反应器压力0.8MPa。反吹介质缓冲罐62的压力设定太低，不能对错流过滤芯32b进行有效的反冲洗，使得过滤效果恶化，经过一段时间蜡抽出后，滤芯表面滤饼越来越厚，超过滤芯内外压差设定值时，依据PLC/DCS逻辑过滤控制程序，关闭清液抽出程控阀61a，打开反冲洗程控阀62c，对错流过滤芯32b进行频繁反吹，频繁反吹压力低，力道小未必能达到反冲洗效果，另外大量的反吹气进入过滤管，过滤管内部浆液密度降低，与反应器不能形成有效环流，过滤效果会进一步恶化。在设定适当的反吹时间下，如果反吹介质缓冲罐62压力设定较高，瞬间给予错流过滤芯32b一个较大的反吹压差，可能影响过滤芯使用寿命，极限情况下也可瞬间压瘪损坏错流过滤芯32b，即使提高滤芯强度也会增加制造精度难度及制造成本。

内置过滤浆态床反应器内催化剂浆液运行过程如下：合成气从进气口a经气体分布器50进入浆态床反应器向上运动，依赖其曳力带动浆态床反应器内催化剂浆液绕过导流器70在费托蜡与催化剂分离装置30外向上运动，运行至浆液收集器31上杯口时，未反应合成气及费托反应生成的轻质组分因其密度小继续向上运行，直至进入气液旋分分离器20进行气液分离；而较重的催化剂浆液因其密度较大被引入锥形的浆液收集器31，经气液分离的浆液直接从出液口23从浆液收集器31进入费托蜡与催化剂分离装置30的下行通道32c，由此在费托蜡与催化剂分离装置30内外催化剂浆液形成密度差，形成浆态床反应器与费托蜡与催化剂分离装置30内环流。费托蜡与催化剂分离装置30内外催化剂浆液密度差越大，循环液速越大，对过滤芯表面冲刷力就越强，过滤芯表面催化剂滤饼就越薄，过滤芯反冲洗次数就越少，费托蜡抽出时间越长，单位滤芯面积产量就越大。费托蜡与催化剂分离装置30的下行通道32c内气含率较低，有利于滤芯过滤功能的正常发挥。浆态床反应器与费托蜡与催化剂分离装置30内环流不仅可减少过滤器台数，增大浆态床反应器有效利用空间，还可增强浆态床反应器内浆液返混程度，加强一直被认为浆态床反应器弱项的气液传质过程，并使得反应器浆液浓度更加均匀，温度更加均一。另外浆态床反应器内催化剂浆液浓度均一、温度均一，取热盘管可以不必设两段，可单段均匀分布于若干蜡/催化剂分离器间隙中。

根据本发明较优选地实施例如下所述，合成气由a口引入经气体分布器50进入已注有一定浓度、一定液位催化剂浆液的浆态床反应器中，在一定费托反应温度和压力下反应，生成的轻质油气、未反应的合成气及少部分重质烃类由气液旋分分离器气液入口21进入气液旋分分离器20，经气液分离后，气相部分由气相出口22引出，从浆态床反器顶部出气口b排出，进入后续分离系统，进行分离，获得轻质油、重质油和费托合成水。

浆态床反应器内生成的费托蜡，在过滤压差的作用下，由费托蜡与催化剂分离装置30的下行通道32c穿过错流过滤芯32b进入滤液腔32d，再由滤液腔32d经清液抽出程控阀61a和反应器液位控制阀61b进入蜡产物缓冲罐61，蜡产物缓冲罐压力由双程控制阀61c进行调节，由此稳定清液过滤压差。

来自压缩机反吹合成气经补充气程控阀62a引入反吹介质缓冲罐62，利用反吹介质缓冲罐62的双程控制阀62b稳定反吹介质缓冲罐的压力，由此为费托蜡与催化剂分离装置30提供一个稳定有力的反冲洗动力；费托蜡与催化剂分离装置30需反冲洗时，反吹气程控阀62c开启，一定温度、一定压力的合成气瞬时进入费托蜡与催化剂分离装置30，对错流过滤芯32b进行反冲洗再生。

浆态床反应器三相浆液区、费托蜡与催化剂分离装置30的下行通道32c和导流器70通过错流过滤的方式形成环流，利用进入浆态床反应器的合成气向上对催化剂浆液向上的曳力及费托蜡与催化剂分离装置30的下行通道32c内外环物流密度差形成的推动力来实现环流过程，连续对截留在错流过滤芯32b表面的催化剂进行冲刷，过滤滤饼保持较薄的状态，减少反冲洗频率，延长清液抽出时间，这也是粗蜡能够源源不断从费托蜡与催化剂分离装置30抽出的先决条件。

费托蜡抽出自动反冲洗程序经PLC/DCS周而复始反复运行，对各台过滤器进行合理安排清液抽出及反吹时间。反应热由取热盘管内具有一定饱和蒸汽压的除氧水移出，利用本发明浆态床反应器完成器内费托蜡抽出，控制反应器液位，稳定反应器温度，是费托反应装置长周期稳定运转有效方法。

本发明内置过滤浆态床反应器的反应器筒体10的内径5.8米，反应器筒体10的切线高度42米，正常浆态床反应器液位（额定液位）控制在30±2米范围内，在浆态床反应器液位下5米设置内置的费托蜡与催化剂分离装置12台，距反应器筒体1.2米圆周线上均布，每台费托蜡与催化剂分离装置30内安装Φ50毫米12根18米长错流过滤芯32b，在浆态床反应器隔板上与蜡/催化剂过滤器同轴布置12台气液旋分分离器20，气液旋分分离器20的料腿伸入锥形的浆液收集器31内，距费托蜡与催化剂分离装置30的下行通道32c出口0.5~1米处设置导流器70，在导流器70下部气体分布器50。浆态床反应器取热盘管40均布于费托蜡与催化剂分离装置30的环隙反应器浆液区内。

氢气和一氧化碳按一定氢碳比进行混合，作为费托反应原料——合成气，一定量的合成气经加热至235~250℃，调整压力至2.8~3.5MPa由浆态床反应器入口a经气体分布器50喷入浆态床反应器浆液区，在气液固三相浆液区费托合成催化剂的作用下，发生费托合成反应，生成的轻质组分及未反应的合成气经气液旋分分离器20净化后从浆态床反应器气相出口b排出，进入后续的冷热高低压分离系统进行分离，获得轻质油、重质油、费托合成水和不冷凝的出塔气，出塔气的一小部分作为尾气排出装置，大部分经循环压缩机返回至反应器入口重新参与费托合成反应进行循环利用。费托蜡在费托蜡与催化剂分离装置30的下行通道32c中利用错流过滤的方式，保持较小的催化剂滤饼厚度，在过滤压差（反应器浆液区压力与蜡产物缓冲罐压力差）0.3~0.4MPa推动下，穿过错流过滤芯32b进入滤液腔32d，再由滤液腔32d经清液抽出程控阀61a和反应器液位控制阀61b进入蜡产物缓冲罐61，蜡产物缓冲罐压力由双程控制阀61c进行调节，由此稳定清液过滤压差。

当过滤压差达到上限或程序需进行过滤芯反冲洗时，反吹气程控阀62c开启，一定温度、一定压力的合成气瞬时进入费托蜡与催化剂分离装置30，对错流过滤芯32b进行反冲洗再生。反冲洗结束后，利用来自压缩机反吹合成气经补充气程控阀62a引入反吹介质缓冲罐62，对其进行补充压力，保持高于反应器压力0.8~0.3MPa，优选0.5MPa，利用反吹介质缓冲罐双程控制阀62b稳定反吹介质缓冲罐压力，由此为费托蜡与催化剂分离装置30提供一个稳定有力的反冲洗动力。通过蜡抽出自动反冲洗程序经PLC/DCS周而复始反复运行，对各台过滤器合理安排清液抽出及反吹时间，费托蜡源源不断的从反应器内抽出，反应器液位得到有效控制，内置过滤浆态床反应器得到长周期稳定运转。

浆态床反应器内费托反应热的移出，也是设计浆态床反应器至关重要重要关键的一环，取热盘管入口e通过引入与浆态床反应器反应温度相同温度的除氧水，充分利用水的气化潜热，水汽混合物由取热盘管出口f排至汽包，由汽包排出蒸汽，移出反应热，所产蒸汽可作为其他设施的热源加以利用。强放热的费托反应所产生的大量热被同温饱和蒸汽压水有效移出。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明的浆态床反应器，通过在费托蜡与催化剂分离装置的上部设置气液分离装置，减少进入费托蜡与催化剂分离装置的气体量，从而有效防止气体侵占过滤介质表面，提高过滤介质的有效面积。同时气体量减少，也有效防止了气体吹干过滤介质的孔道而引起的催化剂颗粒干涸在过滤介质上降低过滤介质通透性的问题。再者，气体通过气液分离装置有效分离，从而可以尽快的回到反应器中循环利用，提高合成气的有效利用率。在费托蜡与催化剂分离装置的下部设置导流器，有效地防止了合成气从下部进入下行通道，对过滤形成干扰。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种浆态床反应器，包括：

反应器筒体（10），所述反应器筒体（10）的内腔的下部设置有气体导入装置，所述反应器筒体（10）的内腔中设置有费托蜡与催化剂分离装置（30）；

所述反应器筒体（10）的外部设置有与所述费托蜡与催化剂分离装置（30）连通以抽出费托蜡和对所述费托蜡与催化剂分离装置（30）反冲洗的费托蜡抽出与反吹系统（60）；

其特征在于，所述反应器筒体（10）的内腔中还设置有位于所述费托蜡与催化剂分离装置（30）的上方的气液分离装置。

2.根据权利要求1所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述气液分离装置包括气液旋分分离器（20），所述气液旋分分离器（20）包括气液入口（21）、气相出口（22）和出液口（23）；

所述气液入口（21）与反应器筒体（10）的内腔连通，所述气相出口（22）与位于所述反应器筒体（10）顶部的出气口（b）连通，所述出液口（23）延伸到所述费托蜡与催化剂分离装置（30）内部。

3.根据权利要求2所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述反应器筒体（10）的上部设置有隔板（11），所述气液旋分分离器（20）设置在所述隔板的下方，且所述气相出口（22）延伸到所述隔板（11）的上方，所述气液入口（21）位于所述隔板（11）的下方。

4.根据权利要求2所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述费托蜡与催化剂分离装置（30）包括浆液收集器（31）和设置在其下端的费托蜡与催化剂分离器（32）；

所述费托蜡与催化剂分离器（32）包括管状的分离器壳体（32a）和设置在所述分离器壳体（32a）内部的多个错流过滤芯（32b）。

5.根据权利要求4所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述浆液收集器（31）下部还设置有浆液分布器（33），所述浆液分布器（33）包括多个锥形浆液分布孔（33a），每个所述浆液分布孔（33a）与一个所述错流过滤芯（32b）对应设置。

6.根据权利要求5所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述错流过滤芯（32b）为内错流过滤芯，所述内错流过滤芯内部为浆液下行通道（32c），所述内错流过滤芯外部与所述分离器壳体（32a）之间形成滤液腔（32d）；

每个所述浆液分布孔（33a）与一个所述内错流过滤芯同轴设置。

7.根据权利要求4所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述错流过滤芯（32b）为外错流过滤芯，所述外错流过滤芯内部为滤液腔（32d），所述外错流过滤芯外部与所述分离器壳体（32a）之间形成浆液下行通道（32c）。

8.根据权利要求4所述的浆态床反应器，其特征在于，

多个所述错流过滤芯（32b）中相邻的三个所述错流过滤芯（32b）呈三角形布置在所述分离器壳体（32a）内部。

9.根据权利要求4所述的浆态床反应器，其特征在于，所述浆液收集器（31）呈锥形。

10.根据权利要求4所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述错流过滤芯（32b）为金属粉末烧结滤芯或金属丝网烧结滤芯或楔形滤芯或复膜式滤芯，其滤芯精度为0.5~100微米。

11.根据权利要求4所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述气液旋分分离器（20）的出液口（23）位于所述浆液收集器（31）内。

12.根据权利要求1所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述反应器筒体（10）的内腔中还设置有位于所述费托蜡与催化剂分离装置（30）下部的导流器（70）；

所述导流器（70）包括位于其上部对所述费托蜡与催化剂分离装置（30）下行的浆液导流的上导流部（71），以及位于其下部对所述导流器（70）下部的浆液导流的下导流部（72）。

13.根据权利要求12所述的浆态床反应器，其特征在于，所述导流器（70）的外径大于所述费托蜡与催化剂分离装置（30）的外径。

14.根据权利要求12所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述上导流部（71）沿其轴向的截面呈“人”字形；

所述下导流部（72）沿其轴向的截面呈倒立的“人”字形。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述费托蜡与催化剂分离装置（30）和所述气液分离装置均为多个，且所述费托蜡与催化剂分离装置（30）的个数大于或者等于所述气液分离装置的个数。

16.根据权利要求15所述的浆态床反应器，其特征在于，

每个所述气液分离装置与其对应的所述费托蜡与催化剂分离装置（30）同轴设置；

多个所述费托蜡与催化剂分离装置（30）均布于反应器横截面上，或者沿反应器筒体（10）内的一个圆周线均布，或者沿反应器筒体（10）内的两个或多个不同半径的同心圆周线均布，或者在反应器筒体（10）的内腔内沿上下方向多层布置。

17.根据权利要求16所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述费托蜡与催化剂分离装置（30）的顶端位于反应器筒体（10）的内腔的额定液位以下1-15米。

18.根据权利要求12所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述气体导入装置包括气体分布器（50），所述气体分布器（50）位于所述导流器（70）下部；

所述气体分布器（50）为锅底圆盘式分布器或者车辐式分布器或者泡罩分布器。

19.根据权利要求1所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述浆态床反应器还包括均匀设置在所述反应器筒体（10）内部的单段或者多段取热盘管（40），所述取热盘管（40）内通入除氧水。

20.根据权利要求1所述的浆态床反应器，其特征在于，

所述费托蜡抽出与反吹系统（60）包括蜡产物缓冲罐（61）和反吹介质缓冲罐（62）；

所述蜡产物缓冲罐（61）的压力低于反应器筒体（10）内压力0.1~0.5MPa；

所述反吹介质缓冲罐（62）的压力高于反应器筒体（10）内压力0.3~0.8MPa；

反吹介质为合成气或者氮气或费托合成自产液体蜡或者上述物质的混合物。

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