一種氣液進料調(diào)控內(nèi)循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器的制造方法
【專利說明】
1.
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供一種氣液進料調(diào)控內(nèi)循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器，涉及化工領(lǐng)域的生物油、煤焦油或石油液相催化加氫反應(yīng)過程。
2.
【背景技術(shù)】
[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(zhì)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(xiàn)高效加氫反應(yīng)，避免使用氫氣循環(huán)壓縮機以及反應(yīng)后液體和氫氣的高低壓分離器，簡化了工藝流程，高壓設(shè)備數(shù)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(yīng)器有強制外循環(huán)的固定床反應(yīng)器和沸騰床反應(yīng)器以及正在開發(fā)的漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器。固定床反應(yīng)器優(yōu)點是結(jié)構(gòu)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(yīng)器內(nèi)部存在死角或滯留區(qū)從而導(dǎo)致催化劑顆粒容易結(jié)焦，大顆粒催化劑與氣液體有效接觸面積小導(dǎo)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(yīng)器為了消除固定床反應(yīng)器的缺陷，采用粉末催化劑和流態(tài)化技術(shù)，使氣液固接觸充分混合均勻、加氫效率高，反應(yīng)器內(nèi)基本不存在死角或滯留區(qū)，結(jié)焦現(xiàn)象減輕，催化劑更換方便。強制外循環(huán)的固定床反應(yīng)器和沸騰床反應(yīng)器通過在反應(yīng)器外設(shè)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(nèi)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(zhuǎn)風(fēng)險較大，成為制約油品液相加氫技術(shù)應(yīng)用和推廣的瓶頸。
[0003]漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器是在沸騰床反應(yīng)器的基礎(chǔ)上開發(fā)的另一種高效多相反應(yīng)器，利用流體循環(huán)區(qū)內(nèi)外的密度差實現(xiàn)液體物料的內(nèi)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(yīng)，同時還具有結(jié)構(gòu)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(yīng)器。目前最常見的是環(huán)形區(qū)下降循環(huán)的環(huán)流反應(yīng)器，處理量越大的反應(yīng)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(jié)焦幾率大大增加，這也是目前重油懸浮床加氫工業(yè)化應(yīng)用的主要瓶頸。中心管下降循環(huán)的環(huán)流反應(yīng)器，從結(jié)構(gòu)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(yīng)器，但與強制循環(huán)沸騰床反應(yīng)器相比，現(xiàn)有中心下降管液體流速偏低導(dǎo)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(zhuǎn)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(yīng)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(zhì)傳熱，提高加氫反應(yīng)效率，避免結(jié)焦和提高反應(yīng)器處理能力。
3.
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有強制循環(huán)懸浮床反應(yīng)器和漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器的不足而發(fā)明的一種適合大型化的氣液進料調(diào)控內(nèi)循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器。通過在中心下降管中部設(shè)置多個液體高速噴射孔、下部設(shè)置多個氣體高速噴射孔，新鮮進料和氫氣經(jīng)環(huán)形液室和氣室穩(wěn)壓均流后高速噴出，抽吸液體強制循環(huán)，強化氫氣與油品的混合和溶解，進一步提高溶氫量、攜氫量和液體循環(huán)倍率，高速循環(huán)消除下降循環(huán)區(qū)結(jié)焦現(xiàn)象；氣體分為兩級進料，利用進料比例實現(xiàn)循環(huán)液體倍率調(diào)控，提高液相加氫效率。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]一種氣液進料調(diào)控內(nèi)循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體、中心下降管、氣室、氣體噴射孔、液室、液體噴射孔、集液器、導(dǎo)流板、分布擋板、氣體分布器、一級進氣管、二級進氣管、進液管、排渣口、軸流旋分器、反應(yīng)物出口等；反應(yīng)器筒體軸向中間設(shè)置中心下降管，中心下降管上部連接錐形液體收集器；中心下降管中部周邊與其同軸的環(huán)形液室連接，液室內(nèi)的中心下降管邊壁上設(shè)置有兩排或多排斜向下的液體噴射孔，液室的進液口與反應(yīng)器筒體的進液管相連；中心下降管下部周邊連接與其同軸的環(huán)形氣室，氣室內(nèi)的中心下降管邊壁上設(shè)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(yīng)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(shè)置的氣體分布器與反應(yīng)器筒體的一級進氣管連接；反應(yīng)器筒體底部設(shè)置排渣口 ；中心下降管頂部設(shè)置集液器，反應(yīng)器筒體上部依次設(shè)置導(dǎo)流板和軸流旋分器，集液器與導(dǎo)流板之間的環(huán)形通道面積大于反應(yīng)器筒體與中心下降管的環(huán)形面積；反應(yīng)器筒體頂部設(shè)置反應(yīng)物出口。
4.
【附圖說明】
[0007]附圖是發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。其中:圖1是一種氣液進料調(diào)控內(nèi)循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器的整體圖；圖2是環(huán)形液室俯視圖；圖3是環(huán)形液室剖視圖；圖4是環(huán)形氣室俯視圖；圖5是環(huán)形氣室剖視圖。
[0008]其中:1、反應(yīng)器筒體；2、中心下降管；3、液室；4、液體噴射孔；5、氣室；6、氣體噴射孔；7、集液器；8、導(dǎo)流板；9、分布擋板；10、氣體分布器；11、一級進氣管；12、二級進氣管；13、進液管；14、排渣口 ；15、反應(yīng)物出口 ；16、軸流旋分器。
5.
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹:一種氣液進料調(diào)控內(nèi)循環(huán)漿態(tài)床環(huán)流反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體(I)、中心下降管(2)、液室(3)、液體噴射孔(4)、氣室(5)、氣體噴射孔
(6)、集液器(7)、導(dǎo)流板(8)、分布擋板(9)、氣體分布器(10)、一級進氣管(11)、二級進氣管
(12)、進液管(13)、排澄口(14)、反應(yīng)物出口(15)、軸流旋分器(16)等；反應(yīng)器筒體⑴軸向中間設(shè)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)中部周邊與其同軸的環(huán)形液室(3)連接，液室(3)內(nèi)的中心下降管(2)邊壁上設(shè)置有兩排或多排斜向下的液體噴射孔(4)，液室(3)的進液口與反應(yīng)器筒體(I)的進液管(13)相連；中心下降管(2)下部周邊與其同軸的環(huán)形氣室(5)連接，氣室(5)內(nèi)的中心下降管(2)邊壁上設(shè)置有兩排或多排斜向下的氣體噴射孔出)，氣室(5)的進氣口與反應(yīng)器筒體(I)的二級進氣管(12)相連；中心下降管(2)出口正對分布擋板(9);分布擋板(9)下設(shè)置的氣體分布器(10)與反應(yīng)器筒體⑴的一級進氣管連接(11);反應(yīng)器筒體⑴底部設(shè)置排渣口(14);中心下降管(2)頂部設(shè)置集液器(7)，反應(yīng)器筒體(I)上部依次設(shè)置導(dǎo)流板(8)和軸流旋分器(16)，集液器(7)與導(dǎo)流板(8)之間的環(huán)形通道面積大于反應(yīng)器筒體(I)與中心下降管(2)的環(huán)形面積；反應(yīng)器筒體(I)頂部設(shè)置反應(yīng)物出口(15)。
[0010]集液器(7)的夾角為0-180°，優(yōu)選60-120°。
[0011]液體