一種氣體調控內循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應器的制造方法
【專利說明】
1.
技術領域
[0001]本發(fā)明提供一種氣體調控內循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應器，涉及化工領域的生物油、煤焦油或石油液相催化加氫反應過程。
2.
【背景技術】
[0002]將生物油、煤焦油或石油進行催化加氫精制是目前提高油品品質和附加值的常用方法之一。液相加氫是利用液體高溫高壓溶氫特性，通過液體大量循環(huán)攜帶氫氣實現高效加氫反應，避免使用氫氣循環(huán)壓縮機以及反應后液體和氫氣的高低壓分離器，簡化了工藝流程，高壓設備數量減少70%以上，大幅度降低了加氫能耗和投資，是未來油品加氫工藝的發(fā)展方向。目前常用的油品液相加氫反應器有強制外循環(huán)的固定床反應器和沸騰床反應器以及正在開發(fā)的漿態(tài)床環(huán)流反應器。固定床反應器優(yōu)點是結構簡單，大顆粒催化劑裝填簡單、磨損小，催化劑床活性逐層降低，高活性周期長，易于操作，但由于反應器內部存在死角或滯留區(qū)從而導致催化劑顆粒容易結焦，大顆粒催化劑與氣液體有效接觸面積小導致加氫效率低和液體循環(huán)量大以及催化劑更換困難。沸騰床反應器為了消除固定床反應器的缺陷，采用粉末催化劑和流態(tài)化技術，使氣液固接觸充分混合均勻、加氫效率高，反應器內基本不存在死角或滯留區(qū)，結焦現象減輕，催化劑更換方便。強制外循環(huán)的固定床反應器和沸騰床反應器通過在反應器外設置液體循環(huán)泵和氫氣溶解混合器，強制液體物料循環(huán)和攜氫，大大增加氫氣和液體物料在氫氣溶解混合器內的混合溶解速度和程度，大幅度提高加氫效率、避免了氫氣循環(huán)和使用高能耗的氫氣循環(huán)壓縮機，但這要求循環(huán)泵要承受高溫、高壓、氣-液-固三相物料和氫蝕等苛刻條件，循環(huán)泵的價格昂貴且長時間的運轉風險較大，成為制約油品液相加氫技術應用和推廣的瓶頸。
[0003]漿態(tài)床環(huán)流反應器是在沸騰床反應器的基礎上開發(fā)的另一種高效多相反應器，利用流體循環(huán)區(qū)內外的密度差實現液體物料的內循環(huán)，避免使用外循環(huán)泵強制物料循環(huán)，既適合處理量大的高粘度油品物料，又有利于氣一液一固之間的非均相反應，同時還具有結構簡單、造價低、能夠長周期運行等優(yōu)點，是進行油品催化加氫的理想反應器。目前最常見的是環(huán)形區(qū)下降循環(huán)的環(huán)流反應器，處理量越大的反應器直徑約大，環(huán)形區(qū)的流通面積所占比例越大，液體循環(huán)速度大大降低，滯留時間加長；加之油品接觸的器壁表面積增大，油品結焦幾率大大增加，這也是目前重油懸浮床加氫工業(yè)化應用的主要瓶頸。中心管下降循環(huán)的環(huán)流反應器，從結構上克服了環(huán)形區(qū)下降循環(huán)的缺陷，適合作為大處理量的漿態(tài)床反應器，但與強制循環(huán)沸騰床反應器相比，現有中心下降管液體流速偏低導致液體循環(huán)倍率低，不能滿足液相加氫大循環(huán)量的要求，加之氫氣分散、混合和溶解性能較差，加氫轉化效率有待提高。因此急需開發(fā)高液體循環(huán)倍率和氫氣混溶性能優(yōu)良的新型環(huán)流反應器，滿足油品液相加氫的循環(huán)需要，增大氣-液-固三相的接觸面積和湍動強度，提高固體流化分布的均勻性，強化傳質傳熱，提高加氫反應效率，避免結焦和提高反應器處理能力。
3.
【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現有強制循環(huán)懸浮床反應器和環(huán)流反應器的不足而發(fā)明的一種氣體調控內循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應器，適合于中小型的液相加氫裝置。通過在中心下降管下部設置多個氣體高速噴射孔，氫氣經環(huán)形氣室穩(wěn)壓均流后經中心下降管下部的氣體噴射孔高速噴出，抽吸液體強制循環(huán)，強化氫氣與油品的混合和溶解，消除下降循環(huán)區(qū)結焦；氣體分為兩級進料，利用進料比例實現循環(huán)液體倍率調控，提高液相加氫效率。
[0005]本發(fā)明的技術方案:
[0006]一種氣體調控內循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應器，包括反應器筒體、中心下降管、氣室、氣體噴射孔、集液器、導流板、分布擋板、氣體分布器、一級進氣管、二級進氣管、液體分布器、進液管、排渣口、排液口、軸流旋分器、反應物出口等；反應器筒體軸向中間設置中心下降管，中心下降管上部連接錐形液體收集器；中心下降管下部周邊與其同軸的環(huán)形氣室連接，氣室內的中心下降管邊壁上設置有兩排或多排斜向下的氣體噴射孔，氣室的進氣口與反應器筒體的二級進氣管相連；中心下降管出口正對分布擋板；分布擋板下設置的氣體分布器與反應器筒體的一級進氣管連接，氣體分布器中間設置排渣口 ；反應器筒體底部設置排液口 ；氣體分布板與分布擋板之間設置液體分布器并與反應器筒體的進液管連接；中心下降管頂部設置集液器，反應器筒體上部依次設置導流板和軸流旋分器，集液器與導流板之間的環(huán)形通道面積大于反應器筒體與中心下降管的環(huán)形面積；反應器筒體頂部設置反應物出
□ O
4.
【附圖說明】
[0007]附圖是發(fā)明的設備結構圖。其中:圖1是一種氣體調控內循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應器的整體圖；圖2是環(huán)形氣室俯視圖；圖3是環(huán)形氣室剖視圖。
[0008]其中:1、反應器筒體；2、中心下降管；3、氣室；4、氣體噴射孔；5、集液器；6、導流板；7、分布擋板；8、氣體分布器；9、一級進氣管；10、二級進氣管；11、進液管；12、排液口 ；13、排渣口 ；14、反應物出口 ；15、液體分布器；16.軸流旋分器。
5.
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本發(fā)明作詳細的介紹:一種氣體調控內循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應器，包括反應器筒體(I)、中心下降管(2)、氣室(3)、氣體噴射孔(4)、集液器(5)、導流板(6)、分布擋板(7)、氣體分布器(8)、一級進氣管(9)、二級進氣管(10)、進液管(11)、排液口
(12)、排澄口(13)、反應物出口(14)、液體分布器(15)、軸流旋分器(16)等；反應器筒體
(1)軸向中間設置中心下降管(2)，中心下降管(2)上部連接錐形集液器(5);中心下降管
(2)下部周邊與其同軸的環(huán)形氣室(3)連接，氣室(3)內的中心下降管(2)邊壁上設置有兩排或多排斜向下的氣體噴射孔(4)，氣室(3)的進氣口與反應器筒體(I)的二級進氣管
[10]相連；中心下降管(2)出口正對分布擋板(7);分布擋板(7)下設置的氣體分布器(8)與反應器筒體⑴的一級進氣管連接(9)，氣體分布器⑶中間設置排渣口(13);反應器筒體(I)底部設置排液口(12);氣體分布板(8)與分布擋板(7)之間設置液體分布器(15)并與反應器筒體(I)的進液管(11)連接；中心下降管(2)頂部設置集液器(5)，反應器筒體
(I)上部依次設置導流板(6)和軸流旋分器(16)，集液器(5)與導流板(