專利名稱：一種費托合成漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種反應(yīng)器，更具體的說，是涉及一種用于費托合成的漿態(tài)床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
煤間接液化中的合成技術(shù)最早是由德國科學(xué)家Frans Fischer和Hans Tropsch于1923首先發(fā)現(xiàn)的，就以他們名字的第一字母即F-T命名的，簡稱F-T合成或費-托合成，其主要反應(yīng)是nC0+2nH2 = nCH2+nH20，從上個世紀(jì)二十年代發(fā)現(xiàn)以來到現(xiàn)在經(jīng)過了八十多年的發(fā)展，是一個比較古老的催化過程。研究方向主要包括以下幾個方面催化劑包括催化劑的制備、表征、組成以及活性選擇性研究；費-托合成反應(yīng) 機理，包括反應(yīng)動力學(xué)和反應(yīng)機理，費-托合成反應(yīng)比較復(fù)雜，雖然反應(yīng)物很簡單，但是產(chǎn)物很復(fù)雜，相關(guān)機理研究一直沒有中斷，關(guān)于機理，說法很多，但一直沒有很明確的定論；費-托合成反應(yīng)器的研究也是比較重要的一個分支，現(xiàn)在主要集中在反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與改進(jìn)研究方面，重點集中在漿態(tài)床反應(yīng)器；費-托合成工業(yè)化研究，包括工業(yè)催化劑、工藝以及工業(yè)反應(yīng)器的開發(fā)和改進(jìn)。槳態(tài)床反應(yīng)器是氣體以鼓泡形式通過懸浮有固體細(xì)粒的液體(漿液)層，以實現(xiàn)氣液固相反應(yīng)過程的反應(yīng)器。漿態(tài)反應(yīng)器中液相可以是反應(yīng)物，也可以是懸浮固體催化劑的載液。漿態(tài)床反應(yīng)器和固定床相比要簡單許多，它消除了后者的大部分缺點。漿態(tài)床的床層壓降比固定床大大降低，從而氣體壓縮成本也比固定床低很多。可簡易地實現(xiàn)催化劑的在線添加和移走。漿態(tài)床所需要的催化劑總量遠(yuǎn)低于同等條件下的固定床，同時每單位產(chǎn)品的催化劑消耗量也降低了 70%。由于混合充分，漿態(tài)床反應(yīng)器的等溫性能比固定床好，從而可以在較高的溫度下運轉(zhuǎn)，而不必?fù)?dān)心催化劑失活、積碳和破碎。在較高的平均轉(zhuǎn)化率下，控制產(chǎn)品的選擇性也成為可能，這就使?jié){態(tài)床反應(yīng)器特別適合高活性的催化劑。漿態(tài)床反應(yīng)器中，為便于與反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)器中形成漿態(tài)相，要求催化劑為細(xì)小顆粒，使得催化劑與費托合成產(chǎn)物的分離成為技術(shù)難題。為解決此問題，美國專利US3829478公開了一種典型的衆(zhòng)態(tài)床外分離系統(tǒng)。該系統(tǒng)從反應(yīng)器內(nèi)衆(zhòng)液相上部將含催化劑的漿液引出反應(yīng)器外，然后通過氣液分離將分離出的氣相送回反應(yīng)器，液相進(jìn)入漿液沉降罐；在漿液沉降罐中催化劑顆粒由于重力沉降至底部后，底部富含催化劑顆粒的漿液循環(huán)返回反應(yīng)器底部；漿液沉降罐的上部形成基本不含催化劑顆粒的液體產(chǎn)品，由沉降罐上部引出。該方法主要是通過重力沉降來實現(xiàn)催化劑顆粒和液體產(chǎn)品的分離，因此沉降過程較長，所需沉降分離罐尺寸較大。中國專利CN 03118581公開了一種漿態(tài)床反應(yīng)器合成油和催化劑的分離工藝，將含催化劑的油漿輸入一組分離單元，在分離單元中進(jìn)行沉降以分離催化劑，其所用分離單元包括殼體、位于殼體中部的油漿分布管和位于殼體上下的上隔離板和下隔離板。由于催化劑的沉降，在分離單元下部形成濃縮油漿，也是利用重力進(jìn)行沉降，也存在分離時間長的問題，且設(shè)備復(fù)雜。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種費托合成漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，以解決現(xiàn)有的漿態(tài)床反應(yīng)器中液體產(chǎn)品和催化劑分離設(shè)備復(fù)雜、催化劑顆粒與液體產(chǎn)品分離慢等問題。為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種費托合成漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，包括分離區(qū)和反應(yīng)區(qū)，該分離設(shè)備上設(shè)置有合成氣入口、氣體出口、合成氣分布板，其特征在于所述分離區(qū)設(shè)置在漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)部，且在漿料床層反應(yīng)區(qū)上部，在分離區(qū)設(shè)置有磁性裝置，以將混合漿液和氣體中含有的具有磁性的催化劑加速沉降至分離區(qū)底部，以實現(xiàn)催化劑和費托合成產(chǎn)物的分離。本實用新型一種費托合成漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，其進(jìn)一步特征在于所述磁性裝置沿分離區(qū)的器壁均勻布置。 本實用新型一種費托合成漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，其進(jìn)一步特征在于所述反應(yīng)區(qū)的上部設(shè)置有引液口，分離區(qū)上部設(shè)置有進(jìn)液口，引液口與進(jìn)液口之間通過引液管連接。本實用新型一種費托合成漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，其進(jìn)一步特征在于所述反應(yīng)區(qū)的下部設(shè)置有濃縮漿液進(jìn)口，分離區(qū)下部設(shè)置有濃縮漿液出口。近幾年磁力分離法已成為一門新興的流體分離處理技術(shù)。磁分離作為物理處理技術(shù)獲得了許多成功應(yīng)用，顯示出許多優(yōu)點。借助外力磁場的作用，將流體中有磁性的懸浮固體分離出來，從而達(dá)到分離、凈化的目的。與沉降、過濾等常規(guī)方法相比較，磁力分離法具有處理能力大、效率高、能量消耗少、設(shè)備簡單緊湊等一系列優(yōu)點。本實用新型一種用于費托合成的漿態(tài)床反應(yīng)器，通過磁分離技術(shù)對催化劑與合成產(chǎn)品進(jìn)行分離，操作方便易行，分離快速。與本領(lǐng)域常用的漿態(tài)床反應(yīng)器相比，其裝置建設(shè)所需增加的費用或現(xiàn)有裝置改造所需的費用均比較低。

圖I是本實用新型一種用于費托合成的漿態(tài)床反應(yīng)器裝置圖；圖中所示附圖標(biāo)記I-氣體出口，2-進(jìn)液口，3-磁性裝置，4-濃縮漿液出口，5-引液口，6-合成氣入口，7-合成氣分布板,8-反應(yīng)區(qū),9-分離區(qū)，10-氣體分布板，11-濃縮衆(zhòng)液進(jìn)口，12-引液管，13-重質(zhì)烴出口。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實用新型一種用于費托合成的漿態(tài)床反應(yīng)器的具體實施方式
，但并不限制本實用新型的范圍。本實用新型一種用于費托合成的漿態(tài)床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)如圖I所示。包括分離區(qū)9和反應(yīng)區(qū)8，該分離設(shè)備上還設(shè)置有合成氣入口 6、氣體出口 I、合成氣分布板7，所述分離區(qū)9設(shè)置在漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)部，且在漿料床層反應(yīng)區(qū)8的上部，在分離區(qū)9設(shè)置有磁性裝置3，磁性裝置3的作用是產(chǎn)生磁場，以將混合漿液和氣體中含有的具有磁性的催化劑加速沉降至分離區(qū)底部，以實現(xiàn)催化劑和費托合成產(chǎn)物的分離。[0018]所述磁性裝置3沿分離區(qū)9的器壁均勻布置。所述反應(yīng)區(qū)8的上部設(shè)置有引液口 5，分離區(qū)9上部設(shè)置有進(jìn)液口 2，引液口 5與進(jìn)液口 2之間通過引液管12連接。所述反應(yīng)區(qū)8的下部設(shè)置有濃縮漿液進(jìn)口 11，分離區(qū)9下部設(shè)置有濃縮漿液出口4。如圖I所示，其簡單操作流程為費托合成原料氣經(jīng)底部進(jìn)料合成氣入口 6，通過合成氣分布板7進(jìn)入漿態(tài)床反應(yīng)區(qū)8，以鼓泡的形式向上流動穿過由催化劑和費托合成蠟組成的混合漿液所在的漿料床層進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料氣向上移動，其產(chǎn)物中的重質(zhì)烴由重質(zhì)烴出口 13排出裝置，其它部分以及所夾帶的少量催化劑由旨液口 5引 出，經(jīng)引液管12由液口 2進(jìn)入分離區(qū)9，在分離區(qū)9設(shè)置有磁性裝置3，磁性裝置3產(chǎn)生磁場，在分離區(qū)內(nèi)的磁場作用下，將混合漿液和氣體中含有的具有磁性的催化劑加速沉降至分離區(qū)底部，以實現(xiàn)催化劑和費托合成產(chǎn)物的分離。分離區(qū)9內(nèi)未反應(yīng)的原料氣和生成的氣相產(chǎn)物的混合物經(jīng)由氣體分布板10繼續(xù)向上由氣體出口 I排出，分離區(qū)9內(nèi)底部富含催化劑的濃縮混合漿液由濃縮漿液出口 4引出，經(jīng)濃縮漿液進(jìn)口 11返回漿料床層繼續(xù)反應(yīng)；或者是一部分排出裝置，另一部分返回漿料床層繼續(xù)反應(yīng)；或者全部排出裝置。
權(quán)利要求1.一種費托合成漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，包括分離區(qū)和反應(yīng)區(qū)，該分離設(shè)備上設(shè)置有合成氣入口、氣體出口、合成氣分布板，其特征在于所述分離區(qū)設(shè)置在漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)部，且在漿料床層反應(yīng)區(qū)上部，在分離區(qū)設(shè)置有磁性裝置，以將混合漿液和氣體中含有的具有磁性的催化劑加速沉降至分離區(qū)底部，以實現(xiàn)催化劑和費托合成產(chǎn)物的分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，其特征在于所述磁性裝置沿分離區(qū)的器壁均勻布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，其特征在于所述反應(yīng)區(qū)的上部設(shè)置有引液口，分離區(qū)上部設(shè)置有進(jìn)液口，引液口與進(jìn)液口之間通過引液管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，其特征在于所述反應(yīng)區(qū)的下部設(shè)置有濃縮漿液進(jìn)口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，其特征在于所述分離區(qū)下部設(shè)置有濃縮漿液出口。
專利摘要本實用新型公開了一種費托合成漿態(tài)床反應(yīng)器中合成油和催化劑的分離設(shè)備，包括漿液入口，漿液分布管，分離區(qū)，引液管，濃縮漿液出口，凈化油出口，其特征在于所述分離區(qū)設(shè)置在漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)部，在漿料床層上部，在分離區(qū)設(shè)置有磁場，將混合漿液和氣體中含有的具有磁性的催化劑加速沉降至分離區(qū)底部，以實現(xiàn)催化劑和費托合成產(chǎn)物的分離。通過磁分離技術(shù)對催化劑與合成產(chǎn)品進(jìn)行分離，操作方便易行，分離快速。與本領(lǐng)域常用的漿態(tài)床反應(yīng)器相比，其裝置建設(shè)所需增加的費用或現(xiàn)有裝置改造所需的費用均比較低。
文檔編號B01J8/22GK202638054SQ20122034272
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者要潔, 董利萍, 劉奎 申請人:中國石油化工集團公司, 中石化洛陽工程有限公司