CN103285784B - 费托合成三相浆态床及其反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种费托合成三相浆态床及其反应器。该费托合成三相浆态床反应器包括反应器壳体（10）和设置在该反应器壳体（10）底部的进气分布器（30），反应器壳体（10）的侧壁上设置有补充气体分布器（20），补充气体分布器（20）包括穿出反应器壳体（10）的侧壁外的进气管（21）。根据本发明的费托合成三相浆态床及其反应器，可以给反应器补充气体，防止催化剂形成稀相区，提高反应器的反应速率。

Description

费托合成三相浆态床及其反应器

技术领域

本发明涉及费托合成领域，具体而言，涉及一种费托合成三相浆态床及其反应器。

背景技术

费托合成反应器是合成油技术的核心反应器，目前国内外广泛采用能够多产烃产品的三相浆态床反应器。费托合成浆态床具有温度均匀易控、气速操作范围宽、产物阿尔法值高、催化剂可在线置换等优点。三相浆态床中气相的均匀分散较难以控制，而且气相的分散间接影响液相和催化剂颗粒相的均匀分散，以往浆态床研究多希望通过采用优化进气分布器达到气体在径向分布更趋均匀的目的。

中国专利ZL201010174635.5公开了一种浆态床反应器进料分布器，该分布器由多层分布器构成，通过主进气管和辐射状支管为各层多个圆形分布管供气，圆形分布管和支管的部分位置开有多个向下的喷口，喷口区域外围设有围边，围边使喷口气速降低到10m/s以下。

中国专利ZL03152229.1公开了一种用于三相浆态床的气体分布器，该分布器由假板构造的底部气室通过多根气体上升管为气体分布管供气，分布管装有多个开口向下的喷嘴，防止催化剂沉淀。

中国专利ZL200720066902.0公开了一种由撞击底板构造的底部气室供气，气体通过导气管进入有向下开口的多孔气体分配构件向床层均匀布气的气体分布器。

上述气体分布器均置于床层底部，且为了避免催化剂沉降而将进气口开口向下，在轴向无法避免因反应造成的气相体积收缩继而反应速率降低的问题。此外，费托合成反应是体积收缩的反应，通过床层后气相体积收缩率达到20～40%，在柱形浆态床反应器内随高度上升，气相体积收缩，床层气含率随床层高度的上升而下降，进而影响催化剂颗粒的悬浮，形成催化剂稀相区，反应速率降低。

发明内容

本发明旨在提供一种费托合成三相浆态床及其反应器，可以给反应器补充气体，防止催化剂形成稀相区，提高反应器的反应速率。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种费托合成三相浆态床反应器，包括反应器壳体和设置在该反应器壳体底部的进气分布器，反应器壳体的侧壁上设置有补充气体分布器，补充气体分布器包括穿出反应器壳体的侧壁外的进气管。

进一步地，补充气体分布器为多个，多个补充气体分布器位于反应器壳体的同一高度上，并沿反应器壳体的侧壁的周向均匀布置。

进一步地，进气管包括主路管道和支路管道，主路管道具有位于反应器壳体外部的进气段和位于反应器壳体内部的分配段，支路管道设置在分配段上并与分配段相通。

进一步地，支路管道为多根，多根支路管道沿主路管道的分配段的轴向依次均匀间隔布置，并且多根支路管道均处于同一平面。

进一步地，多根支路管道形成多对支路管道对，每对支路管道对关于主路管道的中心轴线对称。

进一步地，多对支路管道对的管道长度沿从反应器壳体的侧壁到中心的方向依次变短。

进一步地，反应器壳体的横截面为圆环形，多对支路管道对为沿反应器壳体的圆周方向延伸的弧形结构，弧形结构的弧心位于反应器壳体的中心轴线上。

进一步地，补充气体分布器设置有开口朝向反应器壳体的顶端的一个或均匀分布的多个出气孔。

进一步地，进气分布器的出气口朝向反应器壳体的底部。

进一步地，补充气体分布器到反应器壳体底部的距离是反应器壳体的高度的1/5～4/5。

根据本发明的另一方面，提供了一种费托合成三相浆态床，包括费托合成三相浆态床反应器，费托合成三相浆态床反应器为上述的费托合成三相浆态床反应器。

应用本发明的技术方案，费托合成三相浆态床反应器包括反应器壳体和设置在该反应器壳体底部的进气分布器，反应器壳体的侧壁上设置有补充气体分布器，补充气体分布器包括穿出反应器壳体的侧壁外的进气管。根据本发明的费托合成三相浆态床反应器，补充气体分布器的进气管穿出反应器壳体的侧壁外，可以从侧壁外向费托合成三相浆态床反应器补充气体，能够有效避免催化剂沉淀，防止形成催化剂稀相区，此外，气体的补充还能提高费托合成三相浆态床反应器上层的气含量，进而提高费托合成三相浆态床反应器的反应速率以及企业生产效率。

附图说明

构成本发明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示出了根据本发明的费托合成三相浆态床反应器的主视图；

图2示出了根据本发明的补充气体分布器的主视图；以及

图3示出了根据本发明的费托合成三相浆态床反应器的剖面图。

附图中各标号表示的结构如下：

10、反应器壳体；30、进气分布器；20、补充气体分布器；21、进气管；211、主路管道；212、支路管道；2111、进气段；2112、分配段；2121、出气孔；22、支路管道对。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本发明的实施例，参见图1至图3所示，费托合成三相浆态床反应器包括反应器壳体10和设置在该反应器壳体10底部的进气分布器30，反应器壳体10的侧壁上设置有补充气体分布器20，补充气体分布器20包括穿出反应器壳体10的侧壁外的进气管21。根据本发明的费托合成三相浆态床反应器，补充气体分布器20的进气管21穿出反应器壳体10的侧壁外，可以从侧壁外向费托合成三相浆态床反应器补充气体，能够有效避免催化剂沉淀，防止形成催化剂稀相区，此外，气体的补充还能提高费托合成三相浆态床反应器上层的气含量，进而提高费托合成三相浆态床反应器的反应速率以及企业生产效率。

优选地，补充气体分布器20为多个，多个补充气体分布器20位于反应器壳体10的同一高度上，并沿反应器壳体10的侧壁的周向均匀布置。进气管21包括主路管道211和支路管道212，主路管道211具有位于反应器壳体10外部的进气段2111和位于反应器壳体10内部的分配段2112，支路管道212设置在分配段2112上并与分配段2112相通。补充气体分布器20上设置有开口朝向反应器壳体10的顶端的一个或均匀分布的多个出气孔2121。在本实施例中，多个补充气体分布器20布置在反应器壳体10的同一高度上，能够给费托合成三相浆态床反应器补充均匀的气体，避免因气体补充不均匀而导致的反应不均以及反应速率不一致的情况的出现。此外，出气孔2121均匀地设置在支路管道212上且开口朝上，且出气孔2121的孔径为1～3mm，补充气体分布器20的开孔率以通过气压降0.5～1.5bar为准，一方面能够保证从反应器壳体10外部通入的气体均匀地分布在反应器壳体10的内部，另一方面，气体进入费托合成三相浆态床反应器的方向保持向上，不同于通常的浆态床分布器开口向下的设计，本实施例的此种设计方式有利于避免再分布气体与床层内气泡的聚并以及催化剂的沉淀，确保费托合成三相浆态床反应器轴向上的反应速率。在本实施例中，进气分布器30的出气口朝向反应器壳体10的底部，保证了整个反应器的径向上的反应速率。而实际上，多个补充气体分布器20只是本实施例中的一种优选的方式，本发明的补充气体分布器20也可以是一个，只要能为费托合成三相浆态床反应器补充均匀的气体的结构均在发明的保护范围之内。

再次参见图3所示，本发明的支路管道212为多根，多根支路管道212沿主路管道211的分配段2112的轴向依次均匀间隔布置，并且多根支路管道212均处于同一平面。在本实施例中，主路管道211通入的气体能够均匀地分配到支路管道212中，从而能够保证补充的气体均匀地进入反应器壳体10，而保证多根支路管道212处于同一平面则能够保证整个费托合成三相浆态床反应器在同一床层上的气体分布均匀，这样不仅能够有效防止催化剂沉淀，而且还能够加大床层的利用率，提高费托合成三相浆态床反应器的反应速率。

优选地，多根支路管道212形成多对支路管道对22，每对支路管道对22关于主路管道211的中心轴线对称。并且，多对支路管道对22的管道长度沿从反应器壳体10的侧壁到中心的方向依次变短。更优选地，反应器壳体10的横截面为圆环形，多对支路管道对22为沿反应器壳体10的圆周方向延伸的弧形结构，弧形结构的弧心位于反应器壳体10的中心轴线上。这样，当多个补充气体分布器20位于反应器壳体10的同一高度上，并沿反应器壳体10的侧壁周向均匀布置后，多个支路管道对22形成多个具有同一圆心的圆，此种结构能够更有效地保证从反应器壳体10的外部通入的气体均匀地分布在费托合成三相浆态床反应器中，从而防止催化剂的沉淀，提高反应器壳体10轴向上的反应速率，同时还能保证费托合成三相浆态床反应器的高层的利用率。

优选地，补充气体分布器20到反应器壳体10底部的距离是反应器壳体10的高度的1/5～4/5。在此位置上设置补充气体分布器20有利于抵消因反应造成气体体积收缩、床层气含率降低，进而造成的催化剂沉降、床层反应效率降低的情况。当向补充气体分布器20通入气体时，能够及时给费托合成三相浆态床反应器补充气体，避免因费托合成三相浆态床反应器底层反应而导致费托合成三相浆态床反应器的高层气相体积收缩，继而降低反应速率的问题。

在上述实施例中，用于补充气体分布器20内的气体可以是新原料气也可以是循环气。

根据本发明的另一方面，费托合成三相浆态床包括费托合成三相浆态床反应器，这里的费托合成三相浆态床反应器为上述的费托合成三相浆态床反应器。根据本实施例的费托合成三相浆态床，能够有效避免催化剂沉淀，防止形成催化剂稀相区，此外，气体的补充还能够提高费托合成三相浆态床反应器的反应速率，提高企业生产效率。

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：费托合成三相浆态床反应器包括反应器壳体和设置在该反应器壳体底部的进气分布器，反应器壳体的侧壁上设置有补充气体分布器，补充气体分布器包括穿出反应器壳体的侧壁外的进气管。根据本发明的费托合成三相浆态床反应器，补充气体分布器的进气管穿出反应器壳体的侧壁外，可以从侧壁外向费托合成三相浆态床反应器补充气体，能够有效避免催化剂沉淀，防止形成催化剂稀相区，此外，气体的补充还能提高费托合成三相浆态床反应器上层的气含量，进而提高费托合成三相浆态床反应器的反应速率以及企业生产效率。

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 (10)

1.一种费托合成三相浆态床反应器，包括反应器壳体(10)和设置在该反应器壳体(10)底部的进气分布器(30)，其特征在于，所述反应器壳体(10)的侧壁上设置有补充气体分布器(20)，所述补充气体分布器(20)包括穿出所述反应器壳体(10)的侧壁外的进气管(21)；

所述补充气体分布器(20)到所述反应器壳体(10)底部的距离是所述反应器壳体(10)的高度的1/5～4/5。

2.根据权利要求1所述的费托合成三相浆态床反应器，其特征在于，所述补充气体分布器(20)为多个，多个所述补充气体分布器(20)位于所述反应器壳体(10)的同一高度上，并沿所述反应器壳体(10)的侧壁的周向均匀布置。

3.根据权利要求1或2所述的费托合成三相浆态床反应器，其特征在于，所述进气管(21)包括主路管道(211)和支路管道(212)，所述主路管道(211)具有位于所述反应器壳体(10)外部的进气段(2111)和位于所述反应器壳体(10)内部的分配段(2112)，所述支路管道(212)设置在所述分配段(2112)上并与所述分配段(2112)相通。

4.根据权利要求3所述的费托合成三相浆态床反应器，其特征在于，所述支路管道(212)为多根，多根所述支路管道(212)沿所述主路管道(211)的分配段(2112)的轴向依次均匀间隔布置，并且多根所述支路管道(212)均处于同一平面。

5.根据权利要求4所述的费托合成三相浆态床反应器，其特征在于，多根所述支路管道(212)形成多对支路管道对(22)，每对所述支路管道对(22)关于所述主路管道(211)的中心轴线对称。

6.根据权利要求5所述的费托合成三相浆态床反应器，其特征在于，多对所述支路管道对(22)的管道长度沿从所述反应器壳体(10)的侧壁到中心的方向依次变短。

7.根据权利要求6所述的费托合成三相浆态床反应器，其特征在于，所述反应器壳体(10)的横截面为圆环形，多对所述支路管道对(22)为沿所述反应器壳体(10)的圆周方向延伸的弧形结构，所述弧形结构的弧心位于所述反应器壳体(10)的中心轴线上。

8.根据权利要求1所述的费托合成三相浆态床反应器，其特征在于，所述补充气体分布器(20)设置有开口朝向所述反应器壳体(10)的顶端的一个或均匀分布的多个出气孔(2121)。

9.根据权利要求1费托合成三相浆态床反应器，其特征在于，所述进气分布器(30)的出气口朝向所述反应器壳体(10)的底部。

10.一种费托合成三相浆态床，包括费托合成三相浆态床反应器，其特征在于，所述费托合成三相浆态床反应器为权利要求1至9中任一项所述的费托合成三相浆态床反应器。