CN1078920A - 提高沸腾床反应器运行时间的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于沸腾床反应器的泄流管，它在反应器中 沿整个长度穿孔，这些穿孔的尺寸比反应器中所用的 固体催化剂颗粒的尺寸略小，以挡住这些固体颗粒， 防止它们从反应器流入或移入泄流管。由于使用了 穿孔的泄流管，当流化床工作在正常高度时，从流体 媒质中分离出来和在泄流管中聚集的液体将经过这 些穿孔流回到反应器中；但当沸腾床在不利高度的条 件下工作时，在流化媒质中的液体将以反方向流动， 即经过这些穿孔流入泄流管，以保持循环(沸腾)泵的 最小的流体流动。

Description

本发明主要是涉及沸腾床反应器，特别涉及设置在沸腾床反应器中的新设计的泄流管，用以加强液-固的分离，从而缩短了操作中的停机时间。

有许多利用液相、沸腾床反应器的工业工艺过程，例如，H-Oil和LC-Finning系统。这些反应器由发泡液体或工作媒质组成，用以使其中的固态催化剂保持流化的状态。为加强该流化状态，把一种气态反应剂引入到反应器底部的液体中，它和液态通过物料或滞留物一起从顶部离开。当反应器中发泡液体达到某一高度时，通过溢出到一个再循环杯状体中而与该气体分离。该排出的液体然后流过一泄流管，该泄流管把搜集来的液体返回到循环（沸腾）泵，以便在反应器中进行再循环。来自反应器的蒸汽产物/以及未转化的液体从反应器排出并流到该工艺过程的下游的回收部分中去。

沸腾床反应器停机的主要原因是由于反应器中液体或气体流的中断，当反应器中液体的高度低于泄流管的顶部开口时，就没有液体返回到循环（沸腾）泵，因而导致操作停止。有不少过程条件会引起这种液体流动的损失或液体高度的降低。而其中有些条件或起因是比较小的，例如喂料成份的变化或者是再循环压缩器造成了部分液体流动的损失，结果沸腾反应器通常只有80-90%的时间在生产。当沸腾或液化受到损失时，催化剂塌落或作用下降，如果情况未被察觉，尽管喂料在继续，但热量不可能有效除去，因此，在沸腾重新建立起来之前的相当一段时间内，该系统必须停止运行。另外，过去曾经发生过由于循环的损失而造成沸腾系统严重损坏的情况。

在Van  Driesen等人的美国专利3，523，763中揭示了带有用于气液分离的中心再循环导管的催化反应器，该导管的上面部分包括无数的、等间距的开口，这些开口被部分地堵住，以限制可能出现的气-液分离的数量和类型。这些开口开在上部的目的是要促进加强反应器的那个区域出现的气液分离。虽然，该专利的目的是改善一般的操作和进一步提高气液分离性能，但是该专利的意图不是象目前所需要的那样减少或抑制引起反应器停止运行的不利因素，也不是针对液固分离和沿导管整个长度上的液-因分离的。

因此，本发明的目的是提供一沸腾床反应器，它的结构能使停机时间减到最小。本发明的进一步目的是提供泄流管，该泄流管即使在液体高度大大低于顶部开口的高度时候，也会把液体再循环返回到循环（沸腾）泵。本发明的还有一个目的是提供在液体位于正常工作高度和低于正常高度时，都可促进液固分离的泄流管。本发明的再一个目的是根除或减少在反应器中出现的、会引起反应器停止运行的不利情况。这些及其它的目的和意图将通过下面进一步的讨论而变得更为明显。

本发明涉及沸腾床反应器中用于促进液固分离的穿孔泄流管，该泄流管由与一个或多个循环（沸腾）泵相连通的长的回流管组成，在反应器中的该回流管的整个长度上穿有穿孔。一个顶部的杯状体装在回流管的上面区域，且顶部杯状体上有一穿孔的盖子。如果需要，该盖子也可包括几个小的旋风式分离器，以在反应器中促进液气的分离。在回流管和盖子上的穿孔的尺寸要比在沸腾床反应器中所用的固体催化剂颗粒的尺寸小。另外，这些穿孔是无盖且不阻塞的，从而在回流管的整个长度上，为泄流管内外之间的液体流动提供了畅通无阻、不受任何限制的通道。另外，回流管上部穿孔的密度比下部的密度高。

图1是本发明的局部剖开的侧视图。图中示出了当流化媒质在它的正常工作高度时的液体流动情况。

图2是本发明的局部剖开的侧视图。图中示出了当流化媒质在它的正常工作高度以下时，比如通常会引起不利情况的高度时液体流动的情况。

请参见附图。图中所示的沸腾床反应器10由外壁12、顶14和泄流管16及其它部分组成。泄流管16由上部有向外扩张的顶部杯状体18和一基本上是圆柱或管状的回流管20组成，顶部杯状体18可向反应器10的上部开放，但通常是用一穿孔的盖子22盖住的。如果需要，盖子22也可以包含几个小旋风分离器（未画出），以促进泄流管16顶部的液气分离。

回流管20，如图1和2所示，在反应器10中沿整个长度（约50个直径的距离）上穿孔。这些穿孔24的尺寸最好比反应器10中所用的固体催化颗粒都略小，从而阻止这些固体颗粒流入泄流管16，以有利于反应器中液固的分离。虽然，穿孔24可沿泄流管16的整个长度上均匀地进行，但最好在泄流管16的上部孔穿得多些。总之，这些穿孔能使液体流过泄流管16的壁，筛出所有的固体（从而促进了液固分离），而这就是人们所希望的结果。

现请参见图1。在反应器的一般操作条件下流体26等于顶部杯状体18的顶部的高度或在它下面略低一些的地方。如箭头所示，流体26的28部分将向上流动直到到达它的一般工作高度为止，此后它将通过穿孔盖22溢入顶部杯状体18中。只有流体26的重的液体部分28进入顶部杯状体18中，因为其中的蒸气会持续上升到反应器10的顶部，而流体26中的固体催化剂由于盖子22上的穿孔24尺寸较小而被筛出。应该理解，目前催化剂的生产和使用过程中是要在重大的耗损出现之前能分离出催化剂颗粒。

通常，泄流管16中的该液体部分28是通过回流管20直接流到循环（沸腾）泵（未画出）的，但是如果在回流管20中有较多的液体28积聚时，其中所产生的压力会使这些液体穿孔24流出回流管20以取得平衡，从而重新进入反应器10，如箭头30所示。如果泄流管16中液体部分28的高度足够高，回流管20中静态液体的压头将比回流管20外的发泡流体的压力大。因此，液体28部分的一部分将在到达循环（沸腾）泵之前就通过穿孔24离开泄流管16。但如果在回流管20中的液体的28部分的静压不大于回流管20外的压力，该液体28部分将留在回流管20中，并将被传送到泵中。类似地，如果泄流管16中的液体28部分的高度低于平衡高度，另外的液体将通过沿回流管20整个长度上的许多穿孔24进入管20，这样就保持了液体28向循环（沸腾）泵的持续流动。

现在请参阅图2。图中示出了液体26高度低于顶部杯状体18开口时的情况。在这种情况下，由于没有液体通过穿孔盖22，且催化床已塌落，此时，通过液体28通过沿回流管20沿整个长度上的穿孔24（见箭头32）而保持液体持续流动到循环（沸腾）泵。因此，即使液体高度降到泄流管16的顶部以下，向循环（沸腾）泵的流动仍能保持，这样就避免了会导致反应器10停机的不利情况的出现。

如上所述，穿孔24的尺寸比流体26中的催化剂颗粒的尺寸略小，目的是促使流体26的28部分与这些固体颗粒分离。此外，在回流管20中的孔的数量经过计算以使流到循环（沸腾）泵的流体达到最小。因而泄流管的上面部分（顶部杯体18区域）穿孔24密度比它的底部（下面）大。最后值得一提的是，由于催化剂颗粒的尺寸和这些颗粒在反应器10中的正常停留时间中趋向于维持它们的形状的事实，所以不必改变穿孔24的尺寸或提供部分堵住穿孔的盖子，因为催化剂很少会变小到更加以阻止的地步。

在这样的不利条件下（流体高度低于泄流管16的顶部），在回流管20中的液体流动速度将为最小，从而促使泄流管16中气体的进一步分离。由于气体将与液体28部分一道通过穿孔24进入泄流管16，所以该改进分离是十分必要的。在流动最小的条件下，催化床将不会充分流化，或者可能是完全静止的。但是，向循环（沸腾）泵的流动仍被大大地加快到大于下面的喂料速度，热量的除去仍将实现。在不利的条件下仍可排除热量的能力将阻止催化剂的焦化以及使流化很快重新开始。理想地，泄流管16中大多数的穿孔24将设置于塌落床高度的上方以阻止催化剂颗粒的堵塞。在塌落床高度下方的其余穿孔24将允许液体28部分一旦在含量降到该高度时排入泄流管16。

因此，使用这种新设计的穿孔泄流管16后，尽管会出现不利条件而产生较低的高度，回流管20外的液体28部分仍能继续循环。这就帮助克服了使沸腾床反应器10出现非生产时间的主要因素。

Claims (4)

1、一种促进液体和固体分离的沸腾床反应器的泄流管，其特征在于包括：

(a)与一个或多个循环(沸腾)泵相连通的，位于反应器中的一长的穿孔回流管，所述的回流管沿长度上被穿孔，所述穿孔的密度在回流管的较高部分要比较低部分为高；

(b)固定于所述回流管上部区域的顶部杯物体，所述的顶部杯状体上覆有穿孔的盖子，

(c)在所述的回流管和所述盖子上所述穿孔的尺寸小于在沸腾床反应器中所用的固体催化颗粒的尺寸，所述的穿孔既不盖住也不堵塞，因而提供了经过穿孔的畅通无阻和毫无限制的通道。

2、如权利要求1所述的泄流管，其特征在于在所述盖子和所述回流管上的所述的穿孔尺寸使得流向循环（沸腾）泵的流动达到最小。

3、如权利要求2所述的泄流管，其特征在于所述的回流管是管状的，其所述的顶部杯状体从所述的管状的回流管向外扩张。

4、如权利要求3所述的泄流管，其特征在于，当沸腾床反应器中的流体高度等于或略低于所述顶部杯状体的上面高度时，液体经过所述回流管中的所述穿孔从泄流管流入反应器，且当沸腾床反应器中的流体高度低于所述顶部杯状体的上面高度时，液体经过所述回流管的所述穿孔从反应器流入泄流管。