CN110038490B - 内溢流多段流化床反应器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内溢流多段流化床反应器，该内溢流多段流化床反应器包括：流化床反应器本体、多孔板、溢流管、颗粒输入机构以及流体分布器，其中，多孔板分布于流化床反应器本体内的不同床层高度；多孔板，用于将流化床反应器本体内部切分成相邻的两段床层，每相邻两段床层之间分设至少两根溢流高度不同的溢流管；溢流管，用于将相邻两段床层的上段床层内催化剂颗粒传输到相邻两段床层的下段床层；颗粒输入机构设置于最上段床层对应的流化床反应器本体侧壁；流体分布器，设置于流化床反应器本体的底部，用于分布通过流化床反应器本体的流体入口进入的流体。本发明提供的方案通过多段床层串联有效地降低返混。

Description

内溢流多段流化床反应器

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种内溢流多段流化床反应器。

背景技术

流化床反应器是一种常见的催化反应器形式，尤其适用于换热负荷较高、催化剂需要频繁再生的情况如催化裂化(FCC)以及甲醇制低碳烯烃(MTO)等。在单段流化床反应器内，被流化的催化剂颗粒处于高度返混状态，不利于将低含炭量的催化剂保留于反应器内、将高含炭量的催化剂送去烧焦再生。同时，由于催化剂颗粒吸附或夹带气态或液态物质，因此催化剂颗粒在流化床反应器内流化运动的过程中，也会加剧气态或液态物质的返混，对提高原料转化率及产物选择性不利。

发明内容

本发明实施例提供了一种内溢流多段流化床反应器，能有效地抑制返混的发生。

本发明实施例提供了一种内溢流多段流化床反应器，包括：流化床反应器本体、至少一个多孔板、溢流管、颗粒输入机构以及流体分布器，其中，

在所述流化床反应器本体内的床层高度上，设置所述多孔板；

每一个所述多孔板，用于将所述流化床反应器本体内部切分成相邻的两段床层，每相邻两段床层之间分设至少两根溢流高度不同的所述溢流管；

所述溢流管，用于将相邻两段床层的上段床层内催化剂颗粒传输到相邻两段床层的下段床层；

所述颗粒输入机构设置于最上段床层对应的流化床反应器本体侧壁；

所述流体分布器，设置于所述流化床反应器本体的底部，用于分布通过所述流化床反应器本体的流体入口进入的流体。

在本发明一个实施例中，所述颗粒输入机构，包括：输入横管、输入竖管、气垫以及长条形分布孔，其中，

所述输入横管向下倾斜横穿最上段床层对应的流化床反应器本体侧壁，其中，所述输入横管位于所述流化床反应器本体内的管段高度低于所述输入横管位于所述流化床反应器本体外的管段高度；

所述输入竖管位于所述流化床反应器本体内，且所述输入竖管侧壁上设置有连通口，所述连通口与所述输入横管的一端连通；

所述输入竖管的上端封闭，所述输入竖管的下端设置有锥形结构；

所述锥形结构，用于分散催化剂颗粒；

所述气垫，设置于所述输入竖管内，用于缓冲催化剂颗粒对所述输入竖管的冲击；

所述长条形分布孔，设置于所述输入横管的侧壁上，且位于所述流化床反应器本体内，用于分散催化剂颗粒。

在本发明一个优选地实施例中，所述溢流管下端为倒锥形缩口结构。

在本发明一个优选地实施例中，所述倒锥形缩口结构的锥角为15度～50度。

在本发明一个优选地实施例中，针对相邻两段床层，位于上段床层内的溢流管段设置有至少两个侧位孔，其中，所述侧位孔直径为1～100mm。

在本发明一个优选地实施例中，所述至少两个侧位孔对称分布。

在本发明一个优选地实施例中，在轴向方向上，位置最低的侧位孔距离上段多孔板的距离为10～50mm，其中，所述上段多孔板指示为所述溢流管穿过的多孔板。

在本发明一个优选地实施例中，针对相邻两段床层，位于下段床层内的溢流管段设置有至少一个松动口，所述松动口沿所述溢流管的高度方向排布，所述松动口可通入流体，以松动溢流管内的催化剂颗粒，其中，所述松动口直径不大于5mm。

在本发明一个优选地实施例中，所述溢流管的内径不小于10mm。

在本发明一个优选地实施例中，上述内溢流多段流化床反应器，进一步包括：包围所述溢流管下端的封堵机构，其中，

所述封堵机构的下端位于所述多孔板上，所述封堵机构的上端为开口结构，所述封堵机构的下端有环隙、侧壁开孔。

在本发明一个优选地实施例中，所述封堵机构，包括：围堰或者弧板。

在本发明一个优选地实施例中，所述封堵机构的高度为1～500mm。

在本发明一个优选地实施例中，所述流体分布器包括：管式流体分布器/板式流体分布器。

在本发明一个优选地实施例中，上述内溢流多段流化床反应器，进一步包括：流固分离器，其中，

所述流固分离器的流体出口与所述流化床反应器本体顶部的流体出口连通，所述流固分离器的颗粒排出管延伸到最上段床层内。

本发明实施例提供了一种内溢流多段流化床反应器，在该内溢流多段流化床反应器中，一方面，在流化床反应器本体内的床层高度上，设置至少一个多孔板，将流化床反应器本体划分为至少两个流化床层，即相当于多级反应器串联的结构，根据反应工程理论，多级反应器串联可以有效降低返混，另一方面，每相邻两段床层之间分设至少两根溢流高度不同的溢流管，该溢流管可将相邻两段床层的上段床层内催化剂颗粒传输到相邻两段床层的下段床层，使得大部分催化剂颗粒通过溢流管下沉，而流体产物大部分是通过多孔板上的分布孔上升的，即催化剂颗粒与流体产物分别在不同的通道，催化剂颗粒对流体产物的阻力将大大降低，能够进一步有效地抑制返混的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1是本发明一个实施例提供的一种内溢流多段流化床反应器的截面结构示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的一种颗粒输入机构的截面结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的一种溢流管的截面结构示意图；

图4是本发明一个实施例提供的侧位孔与溢流管以及溢流管穿过的多孔板之间的相对位置关系的截面结构示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种内溢流多段流化床反应器的截面结构示意图；

图6是本发明一个实施例提供的松动口与溢流管关系的截面结构示意图；

图7是本发明一个实施例提供的松动口与围堰关系的截面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种内溢流多段流化床反应器，包括：流化床反应器本体101、至少一个多孔板102、溢流管103、颗粒输入机构104以及流体分布器105，其中，

在流化床反应器本体101内的床层高度上，设置该至少一个多孔板102；

每一个多孔板102，用于将流化床反应器本体101内部切分成相邻的两段床层，每相邻两段床层之间分设至少两根溢流高度不同的溢流管103；

溢流管103，用于将相邻两段床层的上段床层内催化剂颗粒传输到相邻两段床层的下段床层；

颗粒输入机构104设置于最上段床层对应的流化床反应器本体101侧壁；

流体分布器105，设置于流化床反应器本体101的底部，用于分布通过流化床反应器本体101的流体入口进入的流体。

其中，床层高度是指在流化床反应器本体的轴向方向上的高度。

其中，溢流高度是指溢流管上端的颗粒入口所在高度，该溢流高度可以为相对高度，比如相对于一个多孔板的高度等。

可以理解地，最上段床层是指位于最高位置上的多孔板之上的床层。

可以理解地，当多孔板的个数为至少两个时，不同的多孔板位于不同的床层高度。

另外，上述多孔板可为板式流体分布器。

在图1所示的实施例中，一方面，在流化床反应器本体内的床层高度上，设置多孔板，将流化床反应器本体划分为至少两个流化床层，即相当于多级反应器串联的结构，根据反应工程理论，多级反应器串联可以有效降低返混，另一方面，每相邻两段床层之间分设至少两根溢流高度不同的溢流管，该溢流管可将相邻两段床层的上段床层内催化剂颗粒传输到相邻两段床层的下段床层，使得大部分催化剂颗粒通过溢流管下沉，而流体产物大部分是通过多孔板上的分布孔上升的，即催化剂颗粒与流体产物分别在不同的通道，催化剂颗粒对流体产物的阻力将大大降低，能够进一步有效地抑制返混的发生。

其中，针对每相邻两段床层之间分设至少两根溢流高度不同的溢流管来说，为了能够灵活调节各层流化床高及颗粒循环量，溢流高度最低的溢流管的上端与上段多孔板齐平，同时，随着溢流高度的增加，溢流管直径增大。该上段多孔板指示为所述溢流管穿过的多孔板。值得说明的是，溢流管的数量、入口高度、内径尺寸可根据需要设置，以灵活适应流化床层高度及颗粒循环量的变化。

另外，值得说明的是，上述流体分布器是用来分布流体的，其可为板式流体分布器，也可为管式流体分布器。

另外，上述用于将流化床反应器本体切分成不同床层的多孔板的个数一般为1个到3个。

在本发明另一实施例中，在催化剂颗粒初始进入流化床反应器本体时，为了能够比均匀的将液态流体或者催化剂颗粒分布到流化床反应器本体内，上述颗粒输入机构的具体结构可以如图2所示。该颗粒输入机构104，包括：输入横管1041、输入竖管1042、气垫1043以及长条形分布孔1044，其中，

输入横管1041向下倾斜横穿最上段床层对应的流化床反应器本体侧壁，其中，向下倾斜是指，输入横管1041位于流化床反应器本体内的管段高度低于输入横管1041位于流化床反应器本体外的管段高度；

输入竖管1042位于流化床反应器本体内，且输入竖管1042侧壁上设置有连通口，连通口与输入横管1041的一端连通；

输入竖管1042的上端封闭，输入竖管1042的下端设置有锥形结构；

锥形结构，用于分散催化剂颗粒；

气垫1043，设置于输入竖管1042内，用于缓冲催化剂颗粒对所述输入竖管的冲击；

长条形分布孔1044，设置于输入横管1041的侧壁上，且位于流化床反应器本体内，用于分散催化剂颗粒。

值得说明的是，上述锥形结构为灯罩形的结构，其下端均布有倒锥形开孔，以使催化剂颗粒进入到流化床反应器本体内。另外，上述锥形结构还可用花洒型结构替代。

另外，上述气垫位于竖管上端高于横管的连接点。

其中，长条形分布孔的长度与宽度可按照催化剂颗粒直径与催化剂颗粒的循环量设定。

另外，对于液态流体来说，其可通过颗粒输入机构进入流化床反应器本体内，值得说明的是，该液态流体可与催化剂颗粒混合共同输入到流化床反应器本体内，也可与催化剂颗粒分开输入到流化床反应器本体内。

另外，输入横管的直径可大于等于10个颗粒直径，小于100mm；输入竖管的直径可与输入横管的直径一致，同时，输入横管的倾斜度可小于30度，该倾斜度指示输入横管与平行于流化床反应器本体的轴线之间的夹角。

另外，位于流化床反应器本体内的输入横管段的长度不大于流化床反应器本体的半径。

可以理解地，位于流化床反应器本体内的输入横管长度、输入横管的倾斜度、长条形分布孔以及锥形结构开孔的协同作用，能够比较好的分散催化剂颗粒和/或液态流体。

上述溢流管的形状可以有多种选择，比如可以为直径不变的直管、还可以为溢流管的下端为倒锥形缩口结构的直管。

在本发明另一实施例中，在内溢流多段流化床反应器初始运行阶段，为了能够使溢流管比较快速形成颗粒料封，避免大量的流体进入溢流管，较优选地溢流管结构如图3所示，该溢流管103的下端为倒锥形缩口结构。其中，倒锥形缩口结构的锥角可为15度～50度，一方面该锥角的限定可以有效地控制颗粒流动以及防止串气，另一方面该锥角的限定可以避免固体颗粒在溢流管内过度堆积。

为了避免催化剂颗粒堵塞溢流管，上述溢流管103的内径不小于10mm。

除了溢流管下端的倒锥形缩口结构，在内溢流多段流化床反应器初始运行阶段，为了能够使溢流管比较快速形成颗粒料封，避免大量的流体进入溢流管形成短路，进一步地，针对相邻两段床层，可在位于上段床层内的溢流管段设置至少两个侧位孔，其中，侧位孔直径为1～100mm。

较优选地，为了保证溢流管周围的催化剂颗粒能够比较均匀的进入到溢流管，以保证床层内的催化剂颗粒分散均匀，至少两个侧位孔对称分布。

另外，为了避免催化剂颗粒过度进入到溢流管内，在轴向方向上，位置最低的侧位孔距离上段多孔板的距离为10～50mm，其中，上段多孔板指示为溢流管穿过的多孔板。一般来说，在每一段床层内均有溢流管的催化剂颗粒入口，较优选地一根溢流管穿过一根溢流管，则可以理解地，上述侧位孔位于溢流管的催化剂颗粒入口端即溢流管的上端。

其中，侧位孔与溢流管以及溢流管穿过的多孔板之间的相对位置关系如图4所示。

在本发明另一实施例中，针对相邻两段床层，位于下段床层内的溢流管段设置有扩大结构，其中，扩大结构的直径与溢流管的直径之比不小于5。在溢流管下端为倒锥形缩口结构时，扩大结构可设置在倒锥形缩口结构之上以及上段多孔板之下的任意位置。该扩大结构可以稳定溢流管内的颗粒料位。

一般情况下，溢流管内的颗粒应处于适度脱气的密相堆积状态。而为了防止颗粒过度脱气影响颗粒流动造成死床，针对相邻两段床层来说，位于下段床层内的溢流管段设置有至少一个松动口，该松动口沿溢流管的高度方向排布，松动口可通入流体，以松动溢流管内的催化剂颗粒，其中，松动口直径不大于5mm。该松动口还可可有效调节溢流管内外的压差，从而保证催化剂颗粒的流动。

为了避免颗粒堵塞溢流管口，溢流管的内径一般不小于10mm。

另外，为了能够为溢流管形成比较好的料封，上述内溢流多段流化床反应器还可进一步包括：包围溢流管下端的封堵机构，其中，封堵机构的下端位于多孔板上，封堵机构的上端为开口结构，另外，封堵机构的下端有环隙、侧壁开孔，该环隙和开孔可通入流体，以松动封堵机构内的催化剂颗粒。其中，上述封堵机构可以为围堰，还可以为弧板。该弧板的形状可以为“碗”形，该“碗”形的弧板底部或侧壁均设置有开孔。上述环隙和侧壁开孔的直径一般不小于5个颗粒粒径之和且不大于20个颗粒粒径之和。该封堵机构上还可包括有松动口，该松动口可通入流体，以进一步松动溢流管内和封堵机构内的催化剂颗粒。

值得说明的是，在一个内溢流多段流化床反应器可以全部选用围堰作为封堵机构，也可以全部选用弧板作为封堵机构，还可以同时选用围堰和弧板作为封堵机构，当同时选用围堰和弧板作为封堵机构时，围堰设置于中部的溢流管下端，弧板设置于边壁处的溢流管下端。中部的溢流管是指同一床层上靠近内溢流多段流化床反应器中轴线的溢流管，边壁处的溢流管是指同一床层上靠近内溢流多段流化床反应器边壁的溢流管。

上述弧板或围堰结构长度一般小于5倍溢流管直径，该弧板或围堰结构长度是指最大横截面的直径大小。

上述封堵机构的高度控制为，在保证封堵机构包围溢流管下端的前提下，该封堵机构的高度与溢流管的直径之比不大于5。另外，上述封堵机构的高度还可为1～500mm。封堵机构具体高度的确定主要与溢流管下端到对应的封堵机构所在的多孔板的距离，比如，溢流管下端到对应的封堵机构所在的多孔板的距离为100mm，则封堵机构高度可为150mm，可为170mm，可为200mm等；又比如，溢流管下端到对应的封堵机构所在的多孔板的距离为200mm，则封堵机构高度可为220mm，可为250mm，可为300mm等。

另外，位于封堵机构内的多孔板区域上可设置由有小孔，该小孔的直径以及位于封堵机构内的多孔板区域的开空率，可不同于位于封堵机构外的多孔板区域上的开孔的孔径及开孔率。一般来说，位于封堵机构内的多孔板区域上小孔孔径以及开孔率小于位于封堵机构外的多孔板区域上的开孔的孔径及开孔率。其中，位于封堵机构内的多孔板区域上小孔孔径直径一般不小于5个颗粒粒径之和且不大于20个颗粒粒径之和。另外，位于封堵机构内的多孔板区域上小孔孔径以及开孔率小于位于封堵机构外的多孔板区域上的开孔的孔径及开孔率还可根据实际需要如催化剂颗粒粒径以及催化剂颗粒循环量等灵活设置。

另外，在本发明另一实施例中，上述内溢流多段流化床反应器还可进一步包括：流固分离器，其中，流固分离器的流体出口与流化床反应器本体顶部的流体出口连通，流固分离器的颗粒排出管延伸到最上段床层内，上述流固分离器可为气固旋风分离器，还可以为液固旋流分离器等。通过上述流固分离器实现对流体与固体颗粒的分离，避免固体颗粒进入到产物中。

另外，上述流化床反应器本体可包含有直管段和扩径沉降段，其中，扩径沉降段位于直管段上方，颗粒输入机构设置于直管段的侧壁。

具体地，如图5所示，上述内溢流多段流化床反应器可包括：流化床反应器本体501、至少一个多孔板502、溢流管503、颗粒输入机构504、流体分布器505、包围溢流管下端的封堵机构506以及流固分离器507，其中，

流化床反应器本体501包括有直管段和扩径沉降段，扩径沉降段位于直管段上方；

至少一个多孔板502分布于流化床反应器本体501内的不同床层高度，每一个多孔板502，用于将流化床反应器本体内部切分成相邻的两段床层；

每相邻两段床层之间分设至少两根溢流高度不同且内径不小于10mm的溢流管503；溢流管503，用于将相邻两段床层的上段床层内催化剂颗粒传输到相邻两段床层的下段床层；另外，针对该溢流管来说，如图3所示的该溢流管下端为倒锥形缩口结构，该倒锥形缩口结构的锥角为15度～50度，位于上段床层内的溢流管段设置有至少两个侧位孔，其中，所述侧位孔直径为0.1～10mm，上述至少两个侧位孔对称分布，且在轴向方向上，位置最低的侧位孔距离上段多孔板的距离为10～50mm，其中，上段多孔板指示为溢流管穿过的多孔板；另外，位于下段床层内的溢流管段设置有如图6所示的至少一个松动口，该松动口通过管路穿过流化床反应器本体501的侧壁，松动口沿溢流管的高度方向排布，松动口可通入流体，以松动溢流管内的催化剂颗粒，且松动口直径不大于5mm；上段床层和下段床层均是针对相邻两段床层来说的；

颗粒输入机构504设置于最上段床层对应的流化床反应器本体侧壁，且该颗粒输入机构504位于直管段；该颗粒输入机构504的结构如图2所示，包括有输入横管、输入竖管、气垫以及长条形分布孔，其中，输入横管倾斜横穿最上段床层对应的流化床反应器本体侧壁，该输入横管位于流化床反应器本体内的管段高度低于输入横管位于流化床反应器本体外的管段高度；输入竖管位于流化床反应器本体内，且输入竖管侧壁上设置有连通口，连通口与输入横管的一端连通；输入竖管的上端封闭，输入竖管的下端设置有锥形结构开孔；锥形结构开孔，用于分散催化剂颗粒；气垫，设置于输入竖管内，用于缓冲催化剂颗粒对输入竖管的冲击；长条形分布孔，设置于输入横管的侧壁上，且位于流化床反应器本体内，用于分散催化剂颗粒；

流体分布器505，设置于流化床反应器本体501的底部，用于分布通过流化床反应器本体501的流体入口进入的流体，该流体入口一般位于流化床反应器本体501底部，该流体分布器505可为管式流体分布器，也可为多孔板；

包围溢流管503下端的封堵机构506的下端位于多孔板上，封堵机构506的上端为开口结构，封堵机构506的下端有环隙、侧壁开孔，封堵机构506的高度与溢流管503的直径之比不大于5，图5中给出的封堵机构506为围堰，另外，封堵机构506还可为弧板结构；该围堰结构如图7所示，包含有松动口；

流固分离器507位于扩径沉降段，该流固分离器507的流体出口与流化床反应器本体501顶部的流体出口连通，流固分离器507的颗粒排出管延伸到最上段床层内；该流固分离器507根据流体的不同可为旋风分离器，还可以为旋流分离器。

另外，针对上述图5给出的内溢流多段流化床反应器，其围堰可全部或部分替换为弧板结构。

上述图5给出的内溢流多段流化床反应器进行有液态流体参与的反应时，可通过颗粒输入机构输送液态流体。

综上，本发明各个实施例至少具有如下效果：

1、在本发明实施例中，一方面，在所述流化床反应器本体内的床层高度上，设置多孔板，则多孔板将流化床反应器本体划分为至少两个流化床层，即相当于多级反应器串联的结构，根据反应工程理论，多级反应器串联可以有效降低返混，另一方面，每相邻两段床层之间分设至少两根溢流高度不同的溢流管，该溢流管可将相邻两段床层的上段床层内催化剂颗粒传输到相邻两段床层的下段床层，使得大部分催化剂颗粒通过溢流管下沉，而流体产物大部分是通过多孔板上的分布孔上升的，即催化剂颗粒与流体产物分别在不同的通道，催化剂颗粒对流体产物的阻力将大大降低，能够进一步有效地抑制返混的发生。

2、在本发明实施例中，针对每相邻两段床层之间分设至少两根溢流高度不同的溢流管，溢流高度最低的溢流管的上端与上段多孔板齐平，同时，随着溢流高度的增加，溢流管直径增大，该种设置能够实现灵活调节各层流化床高及颗粒循环量。

3、在本发明实施例中，颗粒输入机构，包括：输入横管、输入竖管、气垫以及长条形分布孔，其中，输入横管倾斜横穿最上段床层对应的流化床反应器本体侧壁，其中，输入横管位于流化床反应器本体内的管段高度低于输入横管位于流化床反应器本体外的管段高度；输入竖管位于流化床反应器本体内，且输入竖管侧壁上设置有连通口，连通口与输入横管的一端连通；输入竖管的上端封闭，输入竖管的下端设置有锥形结构开孔；锥形结构开孔，用于分散催化剂颗粒和/或液态流体；气垫，设置于输入竖管内，用于缓冲催化剂颗粒和/或液态流体对所述输入竖管的冲击；长条形分布孔，设置于输入横管的侧壁上，且位于流化床反应器本体内，用于分散催化剂颗粒和/或液态流体，该结构能够在液态流体或者催化剂颗粒初始进入流化床反应器本体时，比均匀的将液态流体或者催化剂颗粒分布到流化床反应器本体内。

4、在本发明实施例中，溢流管103的下端为倒锥形缩口结构。其中，倒锥形缩口结构的锥角可为15度～50度，一方面该锥角的限定可以有效地控制颗粒流动以及防止串气，另一方面该锥角的限定可以避免固体颗粒在溢流管内过度堆积，在内溢流多段流化床反应器初始运行阶段，能够使溢流管比较快速形成颗粒料封，避免大量的流体进入溢流管。

5、在本发明实施例中，针对相邻两段床层，可在位于上段床层内的溢流管段设置至少两个侧位孔，其中，侧位孔直径为1～100mm，能够进一步使溢流管比较快速形成颗粒料封，避免大量的流体进入溢流管形成短路。

6、在本发明实施例中，针对相邻两段床层，位于下段床层内的溢流管段设置有扩大结构，其中，扩大结构的直径与溢流管的直径之比不小于5。在溢流管下端为倒锥形缩口结构时，扩大结构可设置在倒锥形缩口结构之上以及上段多孔板之下的任意位置。该扩大结构可以稳定溢流管内的颗粒料位。

7、在本发明实施例中，位于下段床层内的溢流管段设置有至少一个松动口，该松动口沿溢流管的高度方向排布，松动口可通入流体，以松动溢流管内的催化剂颗粒，其中，松动口直径不大于5mm，该松动口可防止颗粒过度脱气影响颗粒流动造成死床，还可有效调节溢流管内外的压差，从而保证催化剂颗粒的流动。

8、在本发明实施例中，通过设置包围溢流管下端的封堵机构，其中，封堵机构的下端位于多孔板上，封堵机构的上端为开口结构，另外，封堵机构的下端有环隙、侧壁开孔，该环隙和开孔可通入流体，以松动封堵机构内的催化剂颗粒，能够进一步促进溢流管形成料封。

9、在本发明实施例中，位于封堵机构内的多孔板区域上可设置有小孔，该小孔的直径以及位于封堵机构内的多孔板区域的开空率，可不同于位于封堵机构外的多孔板区域上的开孔的孔径及开孔率，进一步利于封堵机构料封，同时避免颗粒在封堵机构内堆死。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种内溢流多段流化床反应器，其特征在于，包括：流化床反应器本体、至少一个多孔板、溢流管、颗粒输入机构以及流体分布器，其中，

在所述流化床反应器本体内的床层高度上，设置所述多孔板；

每一个所述多孔板，用于将所述流化床反应器本体内部切分成相邻的两段床层，每相邻两段床层之间分设至少两根溢流高度不同的所述溢流管，且所述溢流高度越低的所述溢流管的直径越小；

所述溢流管，用于将相邻两段床层的上段床层内催化剂颗粒传输到相邻两段床层的下段床层；

所述颗粒输入机构设置于最上段床层对应的流化床反应器本体侧壁；

所述流体分布器，设置于所述流化床反应器本体的底部，用于分布通过所述流化床反应器本体的流体入口进入的流体。

2.根据权利要求1所述的内溢流多段流化床反应器，其特征在于，所述颗粒输入机构，包括：输入横管、输入竖管、气垫以及长条形分布孔，其中，

所述输入横管向下倾斜横穿最上段床层对应的流化床反应器本体侧壁；

所述输入竖管位于所述流化床反应器本体内，且所述输入竖管侧壁上设置有连通口，所述连通口与所述输入横管的一端连通；

所述输入竖管的上端封闭，所述输入竖管的下端设置有锥形结构；

所述锥形结构，用于分散催化剂颗粒；

所述气垫，设置于所述输入竖管内，用于缓冲催化剂颗粒对所述输入竖管的冲击；

所述长条形分布孔，设置于所述输入横管的侧壁上，且位于所述流化床反应器本体内，用于分散催化剂颗粒。

3.根据权利要求1所述的内溢流多段流化床反应器，其特征在于，

所述溢流管下端为倒锥形缩口结构。

4.根据权利要求3所述的内溢流多段流化床反应器，其特征在于，

所述倒锥形缩口结构的锥角为15度～50度。

5.根据权利要求1所述的内溢流多段流化床反应器，其特征在于，

针对相邻两段床层，位于上段床层内的溢流管段设置有至少两个侧位孔，其中，所述侧位孔直径为1～100mm。

6.根据权利要求5所述的内溢流多段流化床反应器，其特征在于，

所述至少两个侧位孔对称分布；

和/或，

在轴向方向上，位置最低的侧位孔距离上段多孔板的距离为10～50mm，其中，所述上段多孔板指示为所述溢流管穿过的多孔板。

7.根据权利要求1至6任一所述的内溢流多段流化床反应器，其特征在于，

针对相邻两段床层，位于下段床层内的溢流管段设置有至少一个松动口，所述松动口沿所述溢流管的高度方向排布，所述松动口可通入流体，以松动溢流管内的催化剂颗粒，其中，所述松动口直径不大于5mm；

和/或，

所述溢流管的内径不小于10mm。

8.根据权利要求1至6任一所述的内溢流多段流化床反应器，其特征在于，进一步包括：包围所述溢流管下端的封堵机构，其中，

所述封堵机构的下端位于所述多孔板上，所述封堵机构的上端为开口结构，所述封堵机构的下端有环隙、侧壁开孔。

9.根据权利要求8所述的内溢流多段流化床反应器，其特征在于，

所述封堵机构，包括：围堰或者弧板；

和/或，

所述封堵机构的高度为1～500mm。

10.根据权利要求1至6，9中任一所述的内溢流多段流化床反应器，其特征在于，

所述流体分布器包括：管式流体分布器/板式流体分布器；

和/或，

进一步包括：流固分离器，其中，

所述流固分离器的流体出口与所述流化床反应器本体顶部的流体出口连通，所述流固分离器的颗粒排出管延伸到最上段床层内。

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