CN214234464U - 催化剂细粉连续分选装置及费托合成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种催化剂细粉连续分选装置及费托合成系统，包括罐体和设置于罐体内部的第一斜板组件和第二斜板组件，第一斜板组件和第二斜板组件沿第一方向依次间隔分布且两者间形成第一流化区，罐体底部与第二斜板组件间形成第二流化区；罐体底部设置流化流体入口和底流口；流化流体入口与第二流化区、第二斜板组件、第一流化区和第一斜板组件连通；在第一方向上，入料口和第一流化区之间具有物流通道。该装置用以实现对来自于例如浆态床反应器的液态产品中的催化剂进行有效分选，完成液态产品中催化剂颗粒和催化剂细粉的高效分离，并解决由于催化剂细粉难以分离导致的反应器内固液分离效率低、生产运行成本高的问题。

Description

催化剂细粉连续分选装置及费托合成系统

技术领域

本实用新型涉及一种催化剂细粉连续分选装置，尤其涉及一种催化剂细粉连续分选装置及费托合成系统，属于煤化工领域。

背景技术

费托合成是煤炭间接液化工艺过程中的关键技术，根据反应温度不同，目前费托合成工艺大体可分为低温费托合成工艺和高温费托合成工艺两类，其中，反应温度低于280℃的为低温费托合成工艺，其产物主要是柴油以及高品质蜡等；反应温度高于300℃的为高温费托合成工艺，其产物主要是汽油、柴油、含氧有机化学品和烯烃等。两类工艺的目标产物分布有所不同，所采用的催化剂类型和反应器型式也有所差异。

当前，工业应用的费托合成反应器大致分为3类，包括固定床反应器、流化床反应器与浆态床反应器。固定床反应器尽管操作简单、不存在固液分离问题，但在床层温控、移热以及催化剂在线置换等方面存在难以克服的缺点，使得固定床技术的发展受到一定限制。相比之下，流化床和浆态床反应器因相间接触效果好、温度与传热过程易于控制、在线装卸剂方便等优点，使其在工业获得了广泛的应用。其中流化床反应器多应用于高温费托合成工艺，而浆态床反应器则多应用于低温费托合成工艺。

浆态床反应器为气液固三相反应器。气相的合成气从底部气体分布器连续注入反应器，在以气泡形式上升的过程中与催化剂接触，催化反应生成液体石油蜡产品(反应过程中固体催化剂一般会悬浮在液体石油蜡中)。对于浆态床费-托合成体系，提升催化剂细粉的分离效果一直是公认需要解决的难题。在装置运行过程中，催化剂会因为磨损、分解等原因破碎产生一些细粉，尤其随着运行时间的增加，催化剂细粉会在浆态床反应器内部不断累积且进一步粉化。在后续进一步加工液体石油蜡产品的过程中，这些催化剂细粉和正常催化剂颗粒会随着石油蜡产品一起被引出浆态床反应器，必须经过液固分离才能够得到纯净的液态石油蜡产品。在分离收集费托合成产品的同时，对于需要循环使用的颗粒催化剂，脱除其中对生产有害的催化剂细粉，也是避免导致产能下降甚至非计划停车，实现合成反应和生产稳定运行的关键。

常规的处理是采用两段过滤操作。图1为现有技术中的费托合成催化剂细粉脱除装置，如图1所示，包括浆态床反应器200、第一过滤元件301以及第二过滤元件302，其中，浆态床反应器200的出料口与第一过滤元件301的入口连通，第一过滤元件301的液相出口与第二过滤元件302的入口连通用于使大部分液相与催化剂细粉的混合物输出至第二过滤元件302，第一过滤元件301的固相出口通过料浆泵9与浆态床反应器200的返回口连通用于将少部分液相与正常催化剂的混合物返回至浆态床反应器进行再利用。其中，第一过滤元件301的过滤孔径设计是基于了需脱除细粉颗粒的最大粒径(一般称临界粒径)，从而先截留分离出正常的催化剂颗粒(可以返回反应器循环作用)，第二过滤元件302则将催化剂细粉从液体石油蜡中彻底分离，以得到纯净的费托合成产品(液体石油蜡)。但实际过程中第一过滤元件301壁面会很快形成颗粒料层，实际过滤的滤孔由颗粒之间的间隙代替，相对于原来第一过滤元件301上的滤孔，滤孔孔径大幅度减小，催化剂细粉很难再进入第二过滤元件302中，尤其随着催化剂细粉在料层上的不断累积，滤孔孔径进一步下降，分离效果进一步恶化。尽管适当提高反吹频率可对此情况有所改善，但实际改善效果十分有限，细粉脱除效率依然难以提高，不但使得分离过程的不连续，而且造成催化剂细粉在浆态床费托合成反应器内大量滞留累积。

最终，工厂只能定期对催化剂整体进行置换并舍弃从而使反应器内保持可以接受的催化剂细粉含量水平，但是又导致催化剂消耗量极高。

实用新型内容

本实用新型提供一种催化剂细粉连续分选装置及费托合成系统，该装置用以实现对来自于例如浆态床反应器的液态产品中的催化剂进行有效分选，完成液态产品中催化剂颗粒和催化剂细粉的高效分离，极大程度解决由于催化剂细粉难以分离导致的固液分离效率低、生产运行成本高的问题。

本实用新型提供一种催化剂细粉连续分选装置，包括罐体和设置于所述罐体内部的第一斜板组件和第二斜板组件，所述第一斜板组件和第二斜板组件沿第一方向依次间隔分布，所述第一斜板组件和第二斜板组件各自独立包括M个沿第二方向依次间隔平行排布的斜板，所述第一斜板组件相对于所述第二斜板组件远离所述罐体的底部，M≥1；

所述第一斜板组件与第二斜板组件之间形成第一流化区，所述罐体底部与第二斜板组件之间形成第二流化区；

所述罐体的底部设置有流化流体入口以及底流口，所述底流口高于所述流化流体入口；所述流化流体入口依次与第二流化区、第二斜板组件、第一流化区以及第一斜板组件连通；

所述罐体的顶部设置有入料口、溢流口以及气体出口，所述气体出口高于所述入料口和溢流口，所述溢流口高于所述第一斜板组件；

在所述第一方向上，所述入料口和所述第一流化区之间具有物流通道。

如上所述的催化剂细粉连续分选装置，其中，所述入料口高于所述第一斜板组件；

所述罐体内部还设置有与所述入料口相对的物流挡板，所述物流挡板与所述第一斜板组件中靠近所述入料口的一侧连接。

如上所述的催化剂细粉连续分选装置，其中，所述第二斜板组件与流化流体入口之间设置有流化流体分布器，所述流化流体分布器分别与所述第二斜板组件和流化流体入口连通；

所述流化流体分布器与所述第二斜板组件之间形成所述第二流化区；

所述底流口位于所述第二流化区。

如上所述的催化剂细粉连续分选装置，其中，还包括设置于所述流化流体入口处的流化流体流量调节阀。

如上所述的催化剂细粉连续分选装置，其中，还包括位于所述罐体外部的稀释剂补充罐；

所述稀释剂补充罐与所述入料口连通。

如上所述的催化剂细粉连续分选装置，其中，所述斜板与所述第二方向的夹角为40-70°。

如上所述的催化剂细粉连续分选装置，其中，斜板的长度和相邻斜板的间距之比为5-1000。

本实用新型还提供一种费托合成系统，所述合成系统包括浆态床反应器、过滤器以及上述任一项所述的催化剂细粉连续分选装置；

所述浆态床反应器的出料口与所述催化剂细粉连续分选装置的入料口连通，所述催化剂细粉连续分选装置的底流口与所述浆态床反应器的返回口连通，所述催化剂细粉连续分选装置的溢流口与所述过滤器的入口连通。

如上所述的费托合成系统，其中，所述催化剂细粉连续分选装置的底流口与所述浆态床反应器的返回口之间设置有底流流量调节阀；

所述催化剂细粉连续分选装置的溢流口与所述过滤器的入口之间设置有溢流流量调节阀。

如上所述的费托合成系统，其中，所述浆态床反应器的出料口与所述催化剂细粉连续分选装置的入料口之间设置有物流流量调节阀。

本实用新型的催化剂细粉连续分选装置中，设置有斜板组件以及流化区，并且从底部具有用于引入上行的流化流体的流化流体入口。来自于浆态床反应器的反应物流中的催化剂在该装置内同时受到向下的重力和流化流体的上行拖曳力，并且合力方向根据催化剂粒径的差别而有所不同，因此催化剂会在斜板组件以及流化区发生连续逐级分选，使大于临界粒径的催化剂颗粒沿着斜板组件和流化区下行至底流口，使小于临界粒径的催化剂细粉沿着斜板组件和流化区上行至溢流口，从而完成以临界粒径为基准的催化剂的连续分选。显然，该装置对于催化剂的分选操作是连续且稳定进行的，不会出现现阶段采用过滤器过滤而发生的堵孔现象，在确保催化剂颗粒和催化剂细粉顺利且持续进行的前提下，更有助于改善费托合成系统的运行效率，降低费托合成工艺的运行成本。

本实用新型的费托合成系统，包括浆态床反应器、过滤器以及上述催化剂细粉连续分选装置，通过控制催化剂细粉连续分选装置的相关参数能够以临界粒径为基准对来自于浆态床反应器的反应物流中的催化剂颗粒和催化剂细粉进行有效分离，通过催化剂细粉连续分选装置实现催化剂细粉脱除分离效果的可控。首先使反应物流进入催化剂细粉连续分选装置而基本使得反应物流中的催化剂颗粒分离(将催化剂颗粒分离于反应物流)并将该催化剂颗粒与部分液态产品返回浆态床反应器中重新参与合成气与催化剂的反应，在不影响整个费托合成安全运行的前提下提升了催化剂的循环利用率；而经催化剂细粉连续分选装置输出的浆液(大部分夹带催化剂细粉的液态产品)会进入过滤器中继续分离以完成催化剂细粉与液态产品的分离，确保最终得到纯净度较高的液态产品。

本实用新型的费托合成系统，通过将浆态床反应器、催化剂细粉连续分选装置以及过滤器耦合而形成，不仅有助于实现对反应物流的分级处理，更是能够确保反应物流中催化剂颗粒、催化剂细粉以及液态产品的相互分离，以高效率、低成本实现了费托合成。

附图说明

图1为现有技术中的费托合成催化剂细粉脱除装置；

图2为本实用新型催化剂细粉连续分选装置的一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型催化剂细粉连续分选装置的另一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型催化剂细粉连续分选装置的另一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型催化剂细粉连续分选装置的另一实施例的结构示意图；

图6为本实用新型费托合成系统的一实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1：第一斜板组件；

2：第二斜板组件；

3：第一流化区；

4：第二流化区；

5：物流通道；

6：物流挡板；

7：流化流体分布器；

8：稀释剂补充罐；

9：料浆泵；

100：罐体；

200：浆态床反应器；

300：过滤器；

301：第一过滤元件；

302：第二过滤元件；

A：流化流体流量调节阀；

B：底流流量调节阀；

C1：稀释剂流量调节阀；

C2：物流流量调节阀；

D：溢流流量调节阀；

a：流化流体入口；

b：底流口；

c：入料口；

d：溢流口；

e：气体出口；

f：气体逸出口；

g：底部入料口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图2为本实用新型催化剂细粉连续分选装置的一实施例的结构示意图，如图2所示，该实施例的催化剂细粉连续分选装置包括罐体100和设置于罐体100内部的第一斜板组件1和第二斜板组件2，第一斜板组件1和第二斜板组件2沿第一方向依次间隔分布，第一斜板组件1和第二斜板组件2各自独立包括M个沿第二方向依次间隔平行排布的斜板，第一斜板组件1相对于第二斜板组件2远离罐体100的底部，M≥1；第一斜板组件1与第二斜板组件2之间形成第一流化区3，罐体100底部与第二斜板组件2之间形成第二流化区4；罐体100的底部设置有流化流体入口a以及底流口b，底流口b高于流化流体入口a；流化流体入口a依次与第二流化区4、第二斜板组件2、第一流化区3以及第一斜板组件1连通；罐体100的顶部设置有入料口c、溢流口d以及气体出口e，气体出口e高于入料口c和溢流口d，溢流口d高于第一斜板组件1；在第一方向上，入料口c和第一流化区3之间具有物流通道5。

此处需要的指出的是，本实用新型的所指的第一方向是指罐体轴向；第二方向是罐体径向，显然，第二方向与第一方向垂直。

本实用新型的装置包括罐体100，以及设置于罐体100内部的第一斜板组件1和第二斜板组件2，其中，第一斜板组件1靠近罐体100的顶部，第二斜板组件2位于第一斜板组件1的下方且与第一斜板组件1之间具有一定的距离，该距离形成的区域即为第一流化区3；第二斜板组件2靠近罐体100的底部，第二斜板组件2与罐体100的底部具有一定距离，该距离形成的区域即为第二流化区4。因此如图2所示，以第一斜板组件1为起始向下依次包括第一斜板组件1、第一流化区3、第二斜板组件2以及第二流化区4。

本实用新型的第一斜板组件1包括M个沿第二方向依次间隔平行排布的斜板，第二斜板组件2包括M个沿第二方向依次间隔平行排布的斜板，例如，斜板可以通过在第二方向上与罐体100内壁发生连接作用而形成第一斜板组1件和第二斜板组件2。其中，第一斜板组件1中的斜板个数和第二斜板组件2中的斜板个数可以相同或不同。在第一方向上，第一斜板组件1和第二斜板组件2分别和与其相邻的区域连通。

在罐体100的底部设有流化流体入口a，该流化流体入口a用于向罐体100内部注入上行的流化流体(一般为纯净的液态产品)，由于流化流体入口a从下至上依次与第二流化区4、第二斜板组件2、第一流化区3以及第一斜板组件1连通，因此上行的流化流体会依次进入上述区域，并使处于上述区域的经入料口c进入的携带有催化剂的液态产品(来自于浆态床反应器的反应物流)受到向上的流体拖曳力。

本实用新型的装置中，入料口c通过在第一方向上的物流通道5与第一流化区3连通，也就是说，当反应物流进入入料口c时，物流通道5起到导向的作用，能够使进入罐体100内的反应物流首先进入第一流化区3。如图2所示，本实施例的物流通道5是由第一斜板组件1靠近入料口c的一侧和罐体100内壁形成。为了保证反应物流在物流通道5中的顺利下行，可以使第一斜板组件1靠近入料口c的一侧为竖直表面。

在第一流化区3内，反应物流中的催化剂受到上行流化流体带来的向上的液体拖曳力，因此催化剂的受力方向由该拖曳力和催化剂自身的重力的合力确定。催化剂颗粒由于粒径较大，因此受到的合力向下，进而会下行进入第二斜板组件2中；催化剂细粉粒径较小因此受到的合力向上，会在流化流体的携带下上行进入第一斜板组件1中。至此，完成反应物流中催化剂的初次分选。能够理解，在初次分选中，部分催化剂颗粒在下行的过程中也会携带部分催化剂细粉进入第二斜板组件2，流化流体在携带催化剂细粉上行的同时，也会携带部分催化剂颗粒进入第一斜板组件1。

一方面，经初次分选进入第一斜板组件1的催化剂，会在流化流体上行的作用下继续发生分选。具体地，受限于斜板的导向作用，催化剂在第一斜板组件1中受到流化液体的拖曳力沿斜板方向向上。除拖曳力和重力的合力作用，还会受到相邻斜板下表面的挡落，两者共同作用下，催化剂颗粒下行并在下行的过程中与斜板上表面接触并沉积于该表面，当沉积到一定程度后会沿着斜板滑落至第一流化区3再次进行分选；而催化剂细粉由于重力较小，因此会在流化流体的作用下沿着斜板通道(相邻斜板下表面与当前斜板上表面形成的通道)继续上行，直至经第一斜板组件1的上部溢出，并经溢流口d输出至罐体100外部。

另一方面，经初次分选进入第二斜板组件2的催化剂，会在流化流体上行的作用下继续发生分选。具体地，受限于斜板的导向作用，催化剂在第二斜板组件2中受到流化液体的拖曳力沿斜板方向向上。在拖曳力和重力的共同作用下，催化剂颗粒下行并在下行的过程中与斜板表面接触并沉积于该表面，当沉积到一定程度后会沿着斜板滑落至第二流化区4；而催化剂细粉由于重力较小，因此会在流化流体的拖曳力作用下被重新带至第一流化区3再次进行分选。

进入第二流化区4的催化剂，依旧会在流化流体上行的作用下发生分选，分选原理同在第一流化区3的分选原理相同。分选出的催化剂细粉会在流化液体的携带下上行至第二斜板组件2进行再次分选，分选出的催化剂颗粒会经底流口b输出至罐体100外部。

通过本装置对夹带有催化剂的液态产品进行处理，催化剂会在上行的流化流体和自身重力的作用下在第一流化区3、第一斜板组件1、第二斜板组件2以及第二流化区4不断发生层层递进的分选，并且通过调整该装置的相关工作参数(例如入料口c物流流量、流化流体的流量等)，能够将临界粒径以下的催化剂细粉被携带在液态产品中经溢流口d输出，使临界粒径以下的催化剂颗粒经底流口b输出，从而完成催化剂颗粒和催化剂细粉的有效分离。一般的，临界粒径例如可以为10μm或更低。

此外，上述物流通道5的设置不仅仅用于将经入料口c进入罐体100内部的反应物流导向至第一流化区3，还能够使反应物流在物流通道下5行的过程中使反应物流中的气体(随液态产品一起带出的部分未反应的合成气与轻质烃)发生聚集并上行，最终通过气体出口e逸出罐体100。该脱除气体的操作对后续反应物流的高效分选也具有一定的促进作用。

本实用新型的催化剂细粉连续分选装置，通过不同粒径催化剂受力不同的原理对催化剂颗粒和催化剂细粉进行分选，避免了现有技术中在对反应物流中的催化剂颗粒和催化剂细粉进行过滤分离时堵孔现象的发生，因此在费托合成的过程中不仅无需进行反吹操作，更不用频繁更换催化剂，有效降低了费托合成的能耗和成本；此外，该装置的操作条件灵活可变，通过对工作参数(例如斜板的长度、倾角、数量、流化流体上升速度、反应物流流量、浓度等)进行控制，能够实现对反应物料中催化剂的分级分离，即，根据确定的临界粒径，使大于该临界粒径的催化剂颗粒能快速沉降，进而经底流口b与少部分液态产品一起排出，而临界粒径以下的催化剂细粉随大部分液态产品从溢流口d溢出并进入后续分离工序，实现催化剂中催化剂细粉的有效脱除。

图3为本实用新型催化剂细粉连续分选装置的另一实施例的结构示意图，如图3所示，本实施例的入料口c高于第一斜板组件1。为了保证经入料口c进入的反应物流能够经物流通道5直接进入第一流化区3，该实施例装置的罐体100内部设置有与入料口c相对的物流挡板6，物流挡板6与第一斜板组件1中靠近入料口c的一侧连接。

很明显，图3所示的装置中物流通道5在第一方向上的长度得到了一定程度的延长，因此反应物流在物流通道5下行的时间也得到了延长，从而能够使反应物流中更多的气体发生聚集并从气体出口e逸出，有利于进一步保证后续催化剂分选的效率，降低了气体的存在对分选造成的影响。需要注意的是，入料口c和第一斜板组件1之间在第一方向上的距离不能过长，否则在反应物流在物流通道5的下行过程中会发生颗粒而造成物流浓度分布不均。

图4为本实用新型催化剂细粉连续分选装置的另一实施例的结构示意图，如图4所示，在图3的基础上，本实施例的装置中还包括流化流体分布器7。该流化流体分布器7位于第二斜板组件2与罐体100底部之间，并且分别与第二斜板组件2和流化流体入口a连通。其中，流化流体分布器7与第二斜板组件2之间形成了第二流化区4，底流口b位于第二流化区4。在一种实施方式中，流化流体分布器7为具有一定厚度、开孔孔径及开孔率的孔板。

上述流化流体分布器7用于对经流化流体入口a进入罐体100内部的流化流体进行分配调节，不仅为第一流化区3和第二流化区4创造稳定的流化条件，同时也有助于位于第一流化区3和第二流化区4的催化剂均匀的进入第一斜板组件1或第二斜板组件2。

进一步地，还可以在流化流体入口a处设置流化流体流量调节阀A。该流化流体流量调节阀A用于调节进入罐体100内部的流化流体的流量或流速，从而能够实现以不同临界粒径为基准的催化剂的分选，增强分选结果的可控性。

图5为本实用新型催化剂细粉连续分选装置的另一实施例的结构示意图，如图5所示，在图4的基础上，本实施例的装置还包括位于罐体100外部的稀释剂补充罐8；稀释剂补充罐8与入料口c连通。

一般的，进入罐体100内部反应物流的浓度越高，越不利于催化剂颗粒和催化剂细粉的分选；进入罐体100内部反应物流的浓度越低，越有利于催化剂颗粒和催化剂细粉的分选。原因可能在于，随着进入罐体100的反应物流的浓度增加，反应物流的密度与粘性也会增大，会影响固体颗粒在罐体100内的干涉沉降过程，从而越不易实现催化剂在流化区的流化状态以及在斜板组件中的上行或下行。

上述稀释剂补充罐8中储存有稀释剂，该稀释剂补充罐8用于向罐体100内中注入稀释剂，从而通过降低来自于浆态床反应器的反应物流的浓度而最大限度实现催化剂颗粒和催化剂细粉的高效分选，最大化实现本装置的催化剂分选效果，使催化剂颗粒和催化剂细粉有效分离。在实际应用过程中，为了避免将其他杂质引入产物体系中，一般采用纯净的液态产品对反应物流进行稀释。能够理解，在稀释剂补充罐8的出口和罐体100入料口c之间设置有稀释剂流量调节阀C1，通过稀释剂流量调节阀C1的开合程度实现稀释剂补充罐8对反应物料的稀释。

如前所述，除了通过设置物流挡板6、流化流体分布器7、流化流体流量调节阀A以及稀释剂补充罐8能实现对催化剂分选效果的可控之外，还可以通过对第一斜板组件1和第二斜板组件2进行相应调节实现分选效果的可控。

在一种实施方式中，可以通过使第一斜板组件1和第二斜板组件2中的斜板与第二方向的夹角为40-70°。其中，第一斜板组件1中斜板与第二方向的夹角可以与第二斜板组件2中斜板与第二方向的夹角相同或者不同。

在一种实施方式中，可以使第一斜板组件1和第二斜板组件2中的斜板的长度和相邻斜板的间距之比为5-1000。以第一斜板组件1为例，其中包括了第M个斜板，以及与该第M个斜板相邻的第(M-1)个斜板和第(M+1)个斜板，则第M个斜板的长度/第M个斜板和第(M-1)个斜板(或第(M+1)个斜板)间的最小距离为5-1000。其中，斜板的长度是指斜板靠近罐体100顶部的第一端和斜板靠近罐体100底部的第二端之间的距离。

本实用新型的费托合成催化剂细粉连续分选装置主要是利用固液流化与斜板沉降理论并据此实现催化剂细粉的分选脱除。分选过程不但有效避免了过滤分选中因滤孔堵塞带来的催化剂细粉脱除效率低下的问题，尤其通过控制合理的工作参数，例如反应物流浓度、流化液体上升速度并选择合适的斜板倾角、间距和长度、第一流化区及第二流化区高度等结构参数不仅可实现液体石油蜡中催化剂细粉的连续、稳定脱除，催化剂颗粒的充分回收循环利用，而且还可以根据实际需要适时调整待脱除催化剂细粉的临界粒径，操作灵活性方面更胜一筹。

本实用新型还提供一种费托合成系统。图6为本实用新型费托合成系统的一实施例的结构示意图。

该实施例的费托合成系统包括浆态床反应器200、过滤器300以及前述的催化剂细粉连续分选装置；

浆态床反应器200的出料口与催化剂细粉连续分选装置的罐体100的入料口c连通，催化剂细粉连续分选装置的罐体100的底流口b与浆态床反应器200的入料口连通，催化剂细粉连续分选装置的罐体100的溢流口d与过滤器300的入口连通。

在费托合成中，合成气(主要为一氧化碳和氢气)从浆态床反应器200底部入料口g进入浆态床反应器200中，合成气在上行的过程中与浆态床反应器200中的催化剂颗粒接触并发生催化反应生成液态产品。伴随着催化反应的不断进行，部分催化剂颗粒会由于磨损、分解等原因成为催化剂细粉，并且随着合成气的不断上行以及对反应体系的搅动，催化剂细粉以及催化剂颗粒会悬浮在液态产品中，并且随着液态产品一起输出浆态床反应器200，经催化剂细粉连续分选装置的罐体100的入料口c在其内部发生催化剂连续分选。

当来自于浆态床反应器200的反应物流(将催化剂细粉、催化剂颗粒以及液态产品通称为反应物流)进入催化剂细粉连续分选装置的罐体100后，会在催化剂细粉连续分选装置的罐体100中完成催化剂的分选，具体分选过程如前所述，此处不再赘述。

随着分选的进行，大部分液态产品携带催化剂细粉经罐体100的溢流口d输出，经过滤器300的入口在过滤器300中进行过滤，该过滤的目的是使催化剂细粉与液态产品分离，分离得到的液态产品经过滤器300的第一出口被收集后可以进行后续改质加工，分离得到的催化剂细粉经过滤器300的第二出口收集后可以通过例如聚集成型处理后转变为催化剂颗粒再进行循环利用，或者可以进行其他处理。而经罐体100底流口b输出的催化剂颗粒(伴随少量液态产品)会经费托合成反应器200的返回口进入费托合成反应器200中继续循环再利用。

本实施例的费托合成系统，通过在浆态床反应器200和过滤器300之间设置催化剂细粉连续分选装置，能够使来自于浆态床反应器200的反应物流在催化剂细粉连续分选装置完成高效分选，保证了催化剂颗粒和催化剂细粉的分离。经罐体100底流口b分离出的催化剂颗粒(伴随少量液态产品)在无需任何处理(例如再次过滤)的前提下就能够直接返回浆态床反应器200参与催化反应。由于返回浆态床反应器200的催化剂颗粒中基本不含有催化剂细粉的掺杂或者掺杂量极低，因此该返回操作不仅不会由于催化剂颗粒中夹带催化剂细粉而引起生产波动，更是在降低成本的基础上实现了费托合成过程中物流与能流的匹配，确保了整个过程的稳定性。此外，经罐体100溢流口d得到的夹带含有催化剂细粉的液态产品采用过滤器300进行二级分离，在实际过程中可以通过控制过滤器300过滤介质的孔径而尽可能提高该固液分离的效率，从而进一步降低液态产品中的催化剂细粉的含量，保证得到高纯净度的液态产品。

进一步地，该费托合成系统还包括底流流量调节阀B和溢流流量调节阀D，通过对底流流量调节阀B和溢流流量调节阀D的针对性的调节，能够实现对催化剂细粉连续分选装置分流比的控制，从而进一步保证了催化剂颗粒和催化剂细粉分选可控性，实现反应物流中催化剂以临界粒径为基准的分离。其中，分流比是指单位时间内，从催化剂细粉连续分选装置的罐体100底流口b输出的催化剂颗粒(伴随少量液态产品)和从罐体100溢流口d输出的携带有催化剂细粉的液态产品的流量比。

具体地，底流流量调节阀B设置于催化剂细粉连续分选装置的罐体100的底流口b与浆态床反应器200的返回口之间，溢流流量调节阀D设置于催化剂细粉连续分选装置的罐体100的溢流口d与过滤器300的入口之间。

进一步地，该费托合成系统还包括物流流量调节阀C2，物流流量调节阀C2设置于浆态床反应器200的出料口与催化剂细粉连续分选装置的罐体100的入料口c之间。能够理解，在其他条件不变的情形下，进入催化剂细粉连续分选装置中的反应物流的流量越高，分选的效果越不理想，即越难以实现催化剂颗粒和催化剂细粉的分离需求。因此，在不影响整个反应进程的基础上，可以通过物流流量调节阀C2控制进入催化剂细粉连续分选装置中的反应物流的流量实现催化剂颗粒和催化剂细粉分离效果的进一步优化，进而保证整个系统的正常运行。

进一步地，在催化剂细粉连续分选装置的罐体100的底流口b和浆态床反应器200的返回口之间可以设置料浆泵9，用于当底流口输出的物流浓度较高时保证从底流口b输出的催化剂颗粒能够顺利返回至浆态床反应器200中。

以下，请参考图6对本实施例的费托合成系统的工作流程进行详细的描述。

工作中，合成气经底部入料口g通入浆态床反应器200中在催化剂作用下转化为液体产品(液体石油蜡与少量含氧化合物)，催化剂在气体搅动作用下悬浮在液体石油蜡中。为获得纯净液体石油蜡产品，在出装前需要对两者进行分离。同时催化剂本身由于磨损以及寿命问题会破碎、分解形成大量催化剂细粉。催化剂颗粒和催化剂细粉随液体石油蜡在气体带动下沿浆态床反应器200内向上流动，部分气体首先在料位处脱离，并从浆态床反应器200顶部气体逸出口f逸出，含有部分气体、催化剂颗粒和催化剂细粉的液体石油蜡浆液在物流流量调节阀C2的控制下以一定的量进入催化剂细粉连续分选装置的罐体100，与此同时，通过稀释剂补充罐8将一定量的纯净液体石油蜡在物流流量调节阀C2与稀释剂流量调节阀C1的共同调节下使进入到催化剂细粉连续分选装置罐体100中的催化剂的浓度保持在一个稳定、合适的范围内。此时，通过流化流体入口a以及流化流体分布器7也将一定量的纯净液体石油蜡引入到催化剂细粉连续分选装置的罐体100内，在流化流体流量调节阀A与溢流流量调节阀D的共同调节下使得流化流体(纯净液体石油蜡)上升速度满足分选要求。底流流量调节阀B调整合适的底流口流量以保证流化悬浮液浓度。部分气体、催化剂颗粒、催化剂细粉与液体石油蜡组成的反应物流(气液固三相混合物)首先进入物流通道5内，气相将在物流通道5内脱除汇聚后从催化剂细粉连续分选装置罐体100顶部气体出口e逸出，而固液两相则沿着物流通道流5入第一流化区3。在第一流化区3，催化剂在自身重力与上升流化液体曳力的作用下开始进行干扰沉降，其中粒径较大催化剂颗粒的终端速度大于流化液体上升速度，将向下运动进入第二斜板组件2，而粒径较小的催化剂细粉的终端速度小于流化液体上升速度则随上升流化液体一起进入第一斜板组件1。

在第一斜板组件1和第二斜板组件2中，大颗粒催化剂流动群沿斜板表面向下滑落，同时小颗粒流动群中的大颗粒也会沉降到斜板表面向下滑落，分别重新进入下方与之对应的第一流化区3和第二流化区4，而滑落的催化剂颗粒中粒径较小者将被再次携带进入上方第一斜板组件1和第二斜板组件2中重被新被分选，经过反复地分选，进一步强化了分选结果。

最后，一定临界粒径以下的催化剂细粉和大部分液体石油蜡经溢流口d排出，而一定临界粒径以上的催化剂颗粒和少部分液体石油蜡经底流口b排出，从而实现对催化剂细粉的脱除。催化剂细粉与大部分液体石油蜡经溢流口d流入过滤器300进行彻底的固液分离，而催化剂颗粒与少部分液体石油蜡经底流口b在料浆泵9的驱动下重新返回浆态床反应器200继续参与反应。过滤器300将催化剂细粉与液体石油蜡进行彻底分离后，纯净液体石油蜡作为产品经过滤器300第一出口进入后续系统进行改质加工，而被过滤出的催化剂细粉则从过滤器300第二出口排出后做进一步的处理。

相对于现有技术，本实施例的催化剂细粉连续分选装置及费托合成系统不仅有助于实现对反应物流的分级处理，更是能够确保反应物流中催化剂颗粒、催化剂细粉以及液态产品的相互分离，以高效率、低成本实现费托合成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种催化剂细粉连续分选装置，其特征在于，包括罐体和设置于所述罐体内部的第一斜板组件和第二斜板组件，所述第一斜板组件和第二斜板组件沿第一方向依次间隔分布，所述第一斜板组件和第二斜板组件各自独立包括M个沿第二方向依次间隔平行排布的斜板，所述第一斜板组件相对于所述第二斜板组件远离所述罐体的底部，M≥1；

所述第一斜板组件与第二斜板组件之间形成第一流化区，所述罐体底部与第二斜板组件之间形成第二流化区；

所述罐体的底部设置有流化流体入口以及底流口，所述底流口高于所述流化流体入口；所述流化流体入口依次与第二流化区、第二斜板组件、第一流化区以及第一斜板组件连通；

所述罐体的顶部设置有入料口、溢流口以及气体出口，所述气体出口高于所述入料口和溢流口，所述溢流口高于所述第一斜板组件；

在所述第一方向上，所述入料口和所述第一流化区之间具有物流通道。

2.根据权利要求1所述的催化剂细粉连续分选装置，其特征在于，所述入料口高于所述第一斜板组件；

所述罐体内部还设置有与所述入料口相对的物流挡板，所述物流挡板与所述第一斜板组件中靠近所述入料口的一侧连接。

3.根据权利要求2所述的催化剂细粉连续分选装置，其特征在于，所述第二斜板组件与流化流体入口之间设置有流化流体分布器，所述流化流体分布器分别与所述第二斜板组件和流化流体入口连通；

所述流化流体分布器与所述第二斜板组件之间形成所述第二流化区；

所述底流口位于所述第二流化区。

4.根据权利要求3所述的催化剂细粉连续分选装置，其特征在于，还包括设置于所述流化流体入口处的流化流体流量调节阀。

5.根据权利要求1-4任一项所述的催化剂细粉连续分选装置，其特征在于，还包括位于所述罐体外部的稀释剂补充罐；

所述稀释剂补充罐与所述入料口连通。

6.根据权利要求1所述的催化剂细粉连续分选装置，其特征在于，所述斜板与所述第二方向的夹角为40-70°。

7.根据权利要求1或6所述的催化剂细粉连续分选装置，其特征在于，斜板的长度和相邻斜板的间距之比为5-1000。

8.一种费托合成系统，其特征在于，所述合成系统包括浆态床反应器、过滤器以及权利要求1-7任一项所述的催化剂细粉连续分选装置；

所述浆态床反应器的出料口与所述催化剂细粉连续分选装置的入料口连通，所述催化剂细粉连续分选装置的底流口与所述浆态床反应器的返回口连通，所述催化剂细粉连续分选装置的溢流口与所述过滤器的入口连通。

9.根据权利要求8所述的费托合成系统，其特征在于，所述催化剂细粉连续分选装置的底流口与所述浆态床反应器的返回口之间设置有底流流量调节阀；

所述催化剂细粉连续分选装置的溢流口与所述过滤器的入口之间设置有溢流流量调节阀。

10.根据权利要求8或9所述的费托合成系统，其特征在于，所述浆态床反应器的出料口与所述催化剂细粉连续分选装置的入料口之间设置有物流流量调节阀。

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