專利名稱：保護(hù)ltft漿液鼓泡反應(yīng)器的內(nèi)部過濾器的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)LTFT漿液鼓泡(slurrybubble)反應(yīng)器的保護(hù)，以使其內(nèi) 部過濾器免受由局部強(qiáng)化的熱激增(heatexcursion)引起的損壞。更具體地， 本發(fā)明涉及一種對(duì)LTFT漿液鼓泡反應(yīng)器的內(nèi)部過濾器的保護(hù)方法、對(duì)LTFT 反應(yīng)器中的漿液水位的測(cè)量和監(jiān)控方法以及測(cè)量和/或監(jiān)控LTFT反應(yīng)器中的 漿液水位的裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
使用固體催化劑將合成氣體制成蠟的低溫費(fèi)托(fischer-tropsch) (LTFT) 工藝包括對(duì)漿液態(tài)蠟進(jìn)行過濾。在通常的過濾過程中，過濾器浸沒在漿液中 并將催化劑的過濾板設(shè)置在過濾器上。為了有效過濾通常需要用到過濾板。 在反應(yīng)器的過濾區(qū)域?yàn)榈蜐{液水位的狀態(tài)下，過濾器與過濾板可能會(huì)一起暴 露于反應(yīng)器上部的合成氣體氣氛中。在合成氣體轉(zhuǎn)化期間，由于反應(yīng)的高熱 量和熱量的低遷移率，合成氣體氣氛中可能會(huì)發(fā)生局部熱激增。本發(fā)明的目 的就是防止可能造成過濾器永久損壞的熱激增。
在LTFT反應(yīng)器中，通過將固體催化劑懸浮(in suspension)在碳?xì)浠?br> 物液體中而使從反應(yīng)器底部上升的合成氣體形成漿液。合成氣體轉(zhuǎn)化為碳?xì)?化合物。漿液是連續(xù)流動(dòng)的動(dòng)態(tài)介質(zhì)，其與諸如漿液水位、密度、溫度、催 化劑濃度、壓力、氣體供給等參數(shù)有關(guān)。因此，對(duì)漿液水位的監(jiān)測(cè)是頗有難 度的。
一種測(cè)量反應(yīng)器中的漿液水位的公知方法涉及使用壓力傳感器和發(fā)射 器來測(cè)量漿液的密度。而使用上述受制于密度的方法來測(cè)量反應(yīng)器中的水 位，其困難在于在產(chǎn)品持續(xù)形成的氣氛中，密度會(huì)以690kg/n^到350kg/m3 這么大的幅度而持續(xù)改變。
測(cè)量反應(yīng)器中漿液水位的第二種公知方法涉及使用雷達(dá)來反射漿液表 面。但是，由于穿過槳液床(slurrybed)上升的氣體的緣故，漿液表面的介電常數(shù)會(huì)變小，雷達(dá)波大多被漿液吸收，并導(dǎo)致被反射的波束變?nèi)跚也豢煽俊?br> 第三種公知方法使用核傳感器(nuclear sensor)和發(fā)射器。該傳感器使 用發(fā)射源和探測(cè)器，而這種傳感器需要考慮產(chǎn)品性能、反應(yīng)器材料和厚度以 及絕緣材料和厚度而為此應(yīng)用專門定制。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供測(cè)量LTFT反應(yīng)器中的漿液水位的可靠方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于保護(hù)LTFT漿液鼓泡反應(yīng)器的內(nèi) 部過濾器的方法，該方法包括以下步驟
在低漿液水位狀態(tài)期間和/或在內(nèi)部過濾器升溫期間，啟動(dòng)應(yīng)急反沖洗工序。
該方法可包括監(jiān)測(cè)LTFT反應(yīng)器中的漿液水位的步驟和/或監(jiān)測(cè)過濾器的 溫度的步驟。
將會(huì)看到，應(yīng)急反沖洗步驟將催化劑的過濾板從過濾器中移走 (remove)，從而防止過濾板暴露于合成氣體氣氛，由此而防止可能損壞過 濾器的局部溫度激增。
還將會(huì)看到，可以對(duì)漿液水位和溫度或者其中一項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以啟動(dòng)應(yīng) 急反沖洗系統(tǒng)，并且超過特定溫度就可以表示低漿液水位或者熱增加狀況。 優(yōu)選對(duì)漿液水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以防止過濾器和過濾板暴露于合成氣體氣氛。
可通過配置在中空過濾器內(nèi)部的熱電偶來監(jiān)測(cè)溫度。
可在過濾器暴露于反應(yīng)器上部的合成氣體氣氛之前啟動(dòng)應(yīng)急反沖洗步驟。
應(yīng)急反沖洗程序可包括短暫的1到10秒的液體反沖洗，并后繼以氣體 反沖洗。優(yōu)選地，該程序可以重復(fù)3次。
可通過一個(gè)或多個(gè)電磁波信號(hào)(例如雷達(dá)信號(hào))傳感器、壓力差傳感器 或核傳感器中的任何一個(gè)或多個(gè)傳感器來監(jiān)測(cè)漿液水位，優(yōu)選地，通過設(shè)置 在反應(yīng)器頂部的雷達(dá)發(fā)射器或收發(fā)器向下測(cè)量靜水井(stillingwell)。
對(duì)沿過濾器的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。在應(yīng)急反沖洗之后，可以査看所記 錄的溫度來判斷任一過濾器是否已發(fā)生任何可能的永久損壞。將會(huì)看到，所記錄的溫度測(cè)量值可以提供關(guān)于在正常水位狀態(tài)和低水位 狀態(tài)期間過濾器和過濾板所承受的最高溫度的信息。從該信息，可以作出與 過濾器的狀態(tài)有關(guān)以及是否需要替疾或修—理在何過濾器的更精確和更有根 據(jù)的推斷。
優(yōu)選地，可通過安裝在反應(yīng)器頂部的、向下測(cè)量靜水井距離的雷達(dá)發(fā)射 器來監(jiān)測(cè)漿液水位。所測(cè)量的距離可以直抵漂浮在靜水井中的漿液上的低密 度的浮標(biāo)。該浮標(biāo)可由輕型鈦金屬制成。
可在浮標(biāo)的頂部和/或底部固定平板盤(flatdisks)。將會(huì)看到，頂盤的 目的是提供具有高介電常數(shù)的反射表面。還將會(huì)看到，底盤的目的是穩(wěn)定靜 水井中的浮標(biāo)位置。
浮標(biāo)的密度應(yīng)該小于300kg/m3。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于浮標(biāo)的低密度，即使?jié){液密度變化，浮標(biāo)也
總是漂浮在漿液的頂部。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是安裝在浮標(biāo)頂部的、具有高介 電常數(shù)的平板盤提供了能使雷達(dá)信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)的良好的反射表面。
本發(fā)明還涉及一種測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)LTFT反應(yīng)器中的漿液水位的方法和裝置。
測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)漿液水位的方法可以包括步驟
沿靜水井向下、朝著設(shè)置在靜水井中的浮標(biāo)上的反射表面發(fā)射電磁信 號(hào)；以及
接收從該表面反射的電磁信號(hào)。
測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)漿液水位的裝置可以包括
雷達(dá)信號(hào)收發(fā)器； 靜水井；以及
密度低于漿液的浮標(biāo)，該浮標(biāo)設(shè)置有面向收發(fā)器的反射表面。 該浮標(biāo)可以由鈦制造，并且可選擇反射表面以具有高介電常數(shù)，從而提 供強(qiáng)反射表面。
反射表面可以呈平板盤狀，該平板盤附接至浮標(biāo)的可操作的上側(cè)，并且 該浮標(biāo)還可以包括與反射盤相對(duì)的、位于浮標(biāo)下側(cè)的第二平板盤，以保持浮 標(biāo)穩(wěn)定并在靜水井中正確定向。
本發(fā)明還被擴(kuò)展為用于測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)LTFT反應(yīng)器中的漿液水位的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
使LTFT反應(yīng)器中的漿液表面的一部分靜止的裝置； 雷達(dá)信號(hào)收發(fā)器；以及
密度低于漿液的浮標(biāo)，該浮標(biāo)設(shè)置有面向該收發(fā)器的反射表面。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將以非限定性實(shí)例的方式更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。
溫度測(cè)量
參考示意圖l，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，熱電偶12沿著LTFT反應(yīng)器 IO的內(nèi)部穿過管嘴凸緣(未示出)設(shè)置和固定到反應(yīng)器中，并通過不銹鋼夾 子附接至內(nèi)部過濾器14。這些配件通過緊密配合而被密封，并對(duì)每個(gè)管嘴凸 緣進(jìn)行金屬類密封。所述熱電偶是配有合金800外殼材料的K型熱電偶。
熱電偶的典型尺寸為長(zhǎng)6000m和直徑3mm。溫度傳感器的典型刻度為0 到80(TC。測(cè)量值被送到反應(yīng)器的控制系統(tǒng)以進(jìn)行顯示，并將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在長(zhǎng) 期數(shù)據(jù)庫中。
在典型的LTFT狀態(tài)下，可以預(yù)計(jì)超過400 °C就會(huì)對(duì)過濾器造成損壞。 漿液水位監(jiān)測(cè)
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2中的示意性示出，向下測(cè)量靜水井18的雷達(dá) 發(fā)射器16安裝在反應(yīng)器的頂部。由輕型鈦金屬材料制成的低密度浮標(biāo)20設(shè) 置在靜水井中。平板盤(flat disks) 22和24安裝在浮標(biāo)的頂部和底部。浮 標(biāo)20包括沿垂直于所述盤的直線焊接在一起的三個(gè)球體26。將會(huì)看到，頂 盤22的目的是提供具有高介電常數(shù)的反射表面。底盤24的目的是穩(wěn)定靜水 井中的浮標(biāo)的位置。該浮標(biāo)的密度小于300kg/m3。
由于浮標(biāo)的低密度，即使產(chǎn)品的密度變化時(shí)浮標(biāo)20也總是漂浮在產(chǎn)品 的頂部。安裝在浮標(biāo)頂部的平板盤22提供了能使雷達(dá)信號(hào)28強(qiáng)度增強(qiáng)的良 好的反射表面。
靜水井18是具有光滑內(nèi)壁的管。該井可以沿其長(zhǎng)度制作有多個(gè)孔或多 個(gè)槽。這些孔的尺寸、形狀以及位置由雷達(dá)發(fā)射器的規(guī)格決定。靜水井安裝在從反應(yīng)器10的上部圓頂?shù)竭^濾器下方位置的垂直位置，
其中發(fā)射器安裝在反應(yīng)器10的上部圓頂。
浮標(biāo)由焊接在一起的多—個(gè)球體26構(gòu)成。—所需球體的數(shù)目由所需的浮標(biāo) 密度來決定。輕型鈦盤焊接在球體的頂部和底部。
本發(fā)明消除了在產(chǎn)品密度變化較大和介電常數(shù)較低的情況下對(duì)雷達(dá)發(fā) 射器性能的影響。
在該圖的右手側(cè)，示出了用于監(jiān)測(cè)不帶有浮標(biāo)的漿液水位的系統(tǒng)，其中 雷達(dá)信號(hào)40被吸收并擴(kuò)散到漿液液體32中。
應(yīng)急反沖洗
再參考

圖1，通過雷達(dá)信號(hào)收發(fā)器來測(cè)量反應(yīng)器10中的漿液水位30。 在通常的操作期間，槳液位于正常的水位30，且過濾器14浸沒在催化劑漿 液32中。
在反應(yīng)器中的低水位狀態(tài)期間，當(dāng)漿液下降到一定水位34之下，啟動(dòng) 應(yīng)急過濾反沖洗序列程序。應(yīng)急過濾反沖洗的啟動(dòng)點(diǎn)位于過濾器14仍浸沒 在催化劑漿液中的水位處。反沖洗液體相對(duì)于反應(yīng)器壓力的壓力差在100kPa 和1000kPa之間。
在過濾器應(yīng)急反沖洗序列步驟期間，正常的反沖洗序列步驟被中斷。隨 后，通過打開閥36而在短時(shí)間內(nèi)利用油或LTFT蠟液依次反沖洗過濾器組， 接著通過打開閥38而進(jìn)行連續(xù)的氣體反沖洗。反沖洗氣體選自氮或者LTFT 反應(yīng)器尾氣(tail gas)。反沖洗序列步驟中，液體反沖洗持續(xù)2到30秒，而 連續(xù)的氣體反沖洗持續(xù)1秒，直到操作者手動(dòng)停止該應(yīng)急反沖洗。
為了升高漿液水位，須增加流經(jīng)反應(yīng)器的合成氣和/或減少蠟過濾。
權(quán)利要求
1.一種保護(hù)LTFT漿液鼓泡反應(yīng)器的內(nèi)部過濾器的方法，該方法包括以下步驟在低漿液水位狀態(tài)期間和/或在內(nèi)部過濾器的升溫期間，啟動(dòng)應(yīng)急反沖洗工序。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，該方法包括監(jiān)測(cè)所述LTFT反應(yīng)器中 的漿液水位的步驟。
3. 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，該方法包括監(jiān)測(cè)所述過 濾器的溫度的步驟。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中由設(shè)置在多個(gè)中空過濾器內(nèi)的多 個(gè)熱電偶來監(jiān)測(cè)所述溫度。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述過濾器暴露于 所述反應(yīng)器上部中的合成氣體氣氛之前，啟動(dòng)所述應(yīng)急反沖洗步驟。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述應(yīng)急反沖洗工序 包括短暫的1到IO秒的液體反沖洗，并后繼以氣體反沖洗。
7. 如前述權(quán)利要求2到7中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過電磁波信號(hào) 傳感器、壓力差傳感器或核傳感器中的任何一個(gè)或多個(gè)傳感器來監(jiān)測(cè)所述漿 液水位。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述反應(yīng)器頂部安裝向下測(cè)量靜 水井的雷達(dá)發(fā)射器。
9. 如前述權(quán)利要求3到7中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)沿所述過濾器 的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。
10. 如前述權(quán)利要求2到7中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過安裝在所述 反應(yīng)器頂部的、向下測(cè)量到靜水井的距離的雷達(dá)發(fā)射器監(jiān)測(cè)所述漿液水位。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所測(cè)量的距離直抵漂浮在所述靜 水井中的漿液上的低密度的浮標(biāo)。
12. —種測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)LTFT反應(yīng)器中的漿液水位的方法，其包括以下 步驟沿靜水井向下、朝著設(shè)置在靜水井中的浮標(biāo)上的反射表面發(fā)射電磁信 號(hào)；以及接收從所述表面反射的雷達(dá)信號(hào)。
13. —種測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)LTFT反應(yīng)器中的漿液水位的裝置，其包括 雷達(dá)信號(hào)收發(fā)器；靜水井；以及密度低于所述漿液的浮標(biāo)，所述浮標(biāo)設(shè)置有面向所述收發(fā)器的反射表面。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述浮標(biāo)由鈦制造，并且所述反 射表面選自具有高介電常數(shù)的材料。
15. 如權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述反射表面呈平 板盤狀，所述平板盤附接至所述浮標(biāo)的可操作的上側(cè)，并且所述浮標(biāo)還包括 與反射盤相對(duì)的、位于所述浮標(biāo)下側(cè)的第二平板盤。
16. 如權(quán)利要求13到15中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置由輕型鈦 金屬制作。
17. —種測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)LTFT反應(yīng)器中的漿液水位的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 使LTFT反應(yīng)器中的漿液表面的一部分靜止的裝置； 雷達(dá)信號(hào)收發(fā)器；以及密度低于所述漿液的浮標(biāo)，所述浮標(biāo)設(shè)置有面向所述收發(fā)器的反射表面。
18. —種保護(hù)LTFT漿液鼓泡反應(yīng)器的內(nèi)部過濾器的方法，在此實(shí)質(zhì)如參考附圖所述的內(nèi)容。
19. 一種測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)LTFT反應(yīng)器的漿液水位的方法，在此實(shí)質(zhì)如參考附圖所述的內(nèi)容。
20. —種測(cè)量禾n/或監(jiān)測(cè)LTFT反應(yīng)器中的漿液水位的裝置，在此實(shí)質(zhì)如參考附圖所述的內(nèi)容。
21. —種測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)LTFT反應(yīng)器中的漿液水位的裝置，在此實(shí) 質(zhì)如參考附圖所述的內(nèi)容。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種保護(hù)LTFT漿液鼓泡反應(yīng)器的內(nèi)部過濾器的方法。該方法包括以下步驟在低漿液水位狀態(tài)期間和/或在內(nèi)部過濾器的升溫期間，啟動(dòng)應(yīng)急反沖洗工序。
文檔編號(hào)B01J8/20GK101646487SQ200880002151
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月11日
發(fā)明者奧爾頓·克里斯托·利德曼, 帕爾·紹拉克爾, 揚(yáng)·雅各布斯·范阿斯韋根, 羅德尼·布魯斯·巴肯, 馬庫斯·法蒂 申請(qǐng)人:南非石油及天然氣有限公司;國家石油海德魯股份公司