用于乙炔選擇性加氫制乙烯的漿態(tài)床反應(yīng)器及反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于化工領(lǐng)域，具體涉及一種漿態(tài)床反應(yīng)器及應(yīng)用所述漿態(tài)床反應(yīng)器的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]低濃度乙炔氣固相催化加氫技術(shù)在石油工業(yè)中已非常成熟，主要用于乙烯中去除乙炔雜質(zhì)但由于乙炔活性高，加氫反應(yīng)放熱量大，即使是裂解氣中存在少量乙炔，傳統(tǒng)的氣固相固定床加氫反應(yīng)器仍存在著綠油生成量大、催化劑循環(huán)周期短、反應(yīng)器易“飛溫”等嚴(yán)重問題。因此傳統(tǒng)的氣固相固定床催化加氫工藝并不適合高濃度的乙炔選擇性加氫制乙烯；漿態(tài)床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，易于移熱，反應(yīng)床層溫度均勻，生成的乙烯產(chǎn)品用途廣泛，因此利用漿態(tài)床反應(yīng)器進(jìn)行高濃度乙炔選擇性加氫成為一條重要的制烯烴生產(chǎn)路線。
[0003]催化劑容易失活、反應(yīng)床層局部飛溫是現(xiàn)有技術(shù)中常出現(xiàn)的問題?；诜磻?yīng)器的設(shè)計提高反應(yīng)效率和穩(wěn)定性，是合理而有效的解決方案。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實用新型的目的是針對高含量乙炔選擇性加氫制乙烯過程中放熱快速且放熱量大難移走熱量，易產(chǎn)生綠油，催化劑失活，乙炔的轉(zhuǎn)化率低等方面的缺點，提供了一種用于乙炔選擇性加氫制乙烯的漿態(tài)床反應(yīng)器。
[0005]本實用新型還提出一種用于乙炔選擇性加氫制乙烯的帶溶劑再生的系統(tǒng)。
[0006]實現(xiàn)本實用新型目的技術(shù)方案為:
[0007]一種用于乙炔選擇性加氫制乙烯的漿態(tài)床反應(yīng)器，所述漿態(tài)床反應(yīng)器包括反應(yīng)器殼體，殼體外包圍有加熱夾套，漿態(tài)床反應(yīng)器底部設(shè)置有氣體入口、頂部有氣體出口 ；
[0008]所述漿態(tài)床反應(yīng)器下方設(shè)置有氣體分布器，氣體分布器與所述氣體入口連接；
[0009]氣體分布器上方設(shè)置多組指形管，指形管垂直于水平面布置，每組指形管包括多根頂部相連、底部封閉且互不相連的換熱管，各根換熱管間距相等；所述漿態(tài)床反應(yīng)器氣體出口下方設(shè)置有氣液分離器，所述氣液分離器下方設(shè)置有冷凝器。
[0010]優(yōu)選地，所述氣體分布器包括處于同一水平面的多個同心的環(huán)形氣體分布管，所述環(huán)形氣體分布管底部開孔，所述多個同心的環(huán)形氣體分布管與環(huán)形氣體分布管下方的氣體分布器連接管連通，所述氣體分布器連接管與垂直于環(huán)形氣體分布管所在平面的中心導(dǎo)氣管連接；中心導(dǎo)氣管與氣體入口相連。
[0011]本實用新型提出的設(shè)計，將中心導(dǎo)氣管進(jìn)入的氣體通過氣體分布器連接管分散到各環(huán)形氣體分布管周圍，實現(xiàn)將氣體分布到氣體分布器的周圍的各個部位，從而進(jìn)入楽態(tài)床。
[0012]其中，在每個環(huán)形氣體分布管底部上開有2?6mm的孔(優(yōu)選3mm)，所有環(huán)形氣體分布管的總開孔率為10%?15%。
[0013]優(yōu)選地，在每個環(huán)形氣體分布管底部上開有3mm的孔，所有環(huán)形氣體分布管的總開孔率為12%。
[0014]其中，所述多個同心的環(huán)形氣體分布管形成多個同心圓，從圓心向外，同心圓直徑逐步增大，相鄰?fù)膱A的管中心間距為60?90mm，環(huán)形氣體分布管直徑為40?70mm,優(yōu)選為 50mmo
[0015]優(yōu)選地，相鄰?fù)膱A的管中心間距為70mm，環(huán)形氣體分布管直徑為50mm。
[0016]其中，所述換熱管直徑為50?70mm，換熱管間距為換熱管直徑的I?5倍。所述換熱管間距優(yōu)選為換熱管直徑的1.5倍。
[0017]換熱的指形管均勻地分布在反應(yīng)器截面上構(gòu)成垂直內(nèi)部構(gòu)件，將大直徑反應(yīng)器均勻地分成許多小直徑反應(yīng)器，相應(yīng)地減小了反應(yīng)器的直徑，縮小了床徑的影響，抑制了氣泡的長大并促進(jìn)氣泡的破裂，限制了氣體和顆粒的徑向運動，顆粒軸向運動比較自由，降低了高徑比的變化，解決了漿液中氣體線速的均勻分布問題，改進(jìn)了反應(yīng)器內(nèi)流化的質(zhì)量。
[0018]進(jìn)一步地，所述指形管的數(shù)量為12?30組，每組指形管包括3?20根換熱管
[0019]所述的漿態(tài)床反應(yīng)器，還包括液位自動控制裝置，液位自動控制裝置位于所述冷凝器和所述指形管之間。
[0020]一種用于乙炔選擇性加氫制乙烯的系統(tǒng)，應(yīng)用本實用新型提出的漿態(tài)床反應(yīng)器，所述系統(tǒng)還包括再生塔、漿液儲槽；
[0021]所述的漿態(tài)床反應(yīng)器殼體下部設(shè)置有漿液出口，所述漿液出口連接有催化劑過濾器，所述催化劑過濾器連接所述再生塔；
[0022]所述再生塔設(shè)置有塔頂冷凝器，所述塔頂冷凝器的冷凝液出口連接漿液儲槽，所述漿液儲槽還與催化劑儲罐連接；所述漿液儲槽通過泵和管道連接所述漿態(tài)床反應(yīng)器。
[0023]其中，所述再生塔內(nèi)設(shè)置有加熱器；再生塔塔頂設(shè)置有冷凝器。
[0024]其中，所述漿液儲槽帶有攪拌裝置；所述的催化劑儲罐帶有自動出料裝置。
[0025]優(yōu)選地，所述催化劑過濾器為并聯(lián)的兩個集束式全自動過濾器，過濾精度達(dá)到0.5 μ m，兩個集束式全自動過濾器交替使用和再生。
[0026]再生塔內(nèi)設(shè)置有加熱器。加熱器將漿態(tài)床中的液相溶劑氣化，液相中的綠油沉積在再生塔底部排出；再生塔塔頂冷凝器將再生塔內(nèi)氣化的液相溶劑冷卻下來進(jìn)入漿液儲槽。
[0027]優(yōu)選地，所述漿液儲槽帶有攪拌裝置，使液相溶劑和催化劑充分混合。所述漿液儲槽具有催化劑進(jìn)料口、液相溶劑入口以及漿液出口。
[0028]所述催化劑儲罐帶有自動出料裝置，通過控制出料量維持漿液的固含率在5%左右。
[0029]本實用新型的有益效果在于:
[0030]1.與目前乙烯中少量乙炔加氫的技術(shù)相比，本技術(shù)可以實現(xiàn)由高濃度乙炔選擇性加氫制乙烯，進(jìn)一步拓展煤化工的技術(shù)路線；
[0031]2.換熱的指形管減小了反應(yīng)器的直徑，縮小了床徑的影響，不僅可以抑制過高的局部流速，改善流場分布，避免短路，而且還可以強(qiáng)化湍動與氣液傳質(zhì)，解決了漿液中氣體線速的均勻分布問題，改進(jìn)了反應(yīng)器內(nèi)流化的質(zhì)量；
[0032]3.漿液從漿態(tài)床反應(yīng)器下部抽出，催化劑過濾后分離再生，液相溶劑經(jīng)再生后與新鮮催化劑混合返回漿態(tài)床反應(yīng)器，建立了催化劑和反應(yīng)氣的逆流流動，增強(qiáng)了催化劑的返混；
[0033]4.利用液相溶劑的顯熱，撤熱能力顯著提高，可以快速移出乙炔選擇性加氫生成乙烯產(chǎn)生的熱，降低反應(yīng)床層的溫度，提高乙炔的轉(zhuǎn)化率和乙烯的選擇性；
[0034]5.本發(fā)明的漿態(tài)床反應(yīng)設(shè)備可實現(xiàn)催化劑更換或再生，從而實現(xiàn)漿態(tài)床反應(yīng)器的長周期操作，大大提高過程效率和降低操作費用。
[0035]本實用新型提供的帶溶劑再生的漿態(tài)床反應(yīng)設(shè)備，進(jìn)行乙炔選擇性加氫反應(yīng)，更好地抑制乙炔選擇加氫制乙烯過程中放熱反應(yīng)引起的催化劑床層中熱點的出現(xiàn)，避免催化劑失活，提尚催化劑的穩(wěn)定性。
[0036]本實用新型提出的設(shè)備很好地解決了在乙炔選擇性加氫制乙烯反應(yīng)中固定床反應(yīng)器中的綠油生成量大、催化劑循環(huán)周期短、反應(yīng)器易“飛溫”的問題，流化床中由于催化劑顆粒間相互劇烈碰撞，造成催化劑的損失、除塵的困難和由于固體顆粒的磨蝕作用，換熱構(gòu)件和反應(yīng)器的磨損嚴(yán)重的問題。
【附圖說明】
[0037]圖1:用于乙炔選擇性加氫制乙烯的系統(tǒng)圖。
[0038]圖2:氣體分布器布置不意圖。
[0039]圖3:指形管結(jié)構(gòu)圖。
[0040]圖中部件名稱及其編號為:夾套I，漿液出口 2，氣體入口 3，氣體分布器4，指形管5，漿液入口 6，液位自動控制裝置7，冷凝器8，氣液分離器9，氣體出口 10，催化劑過濾器11，再生塔12，塔頂冷凝器16，漿液儲槽17，循環(huán)泵18，催化劑儲罐19，催化劑進(jìn)料口 20，液相溶劑入口 21，漿液出口 22，漿態(tài)床反應(yīng)器筒體23，環(huán)形氣體分布管24，中心導(dǎo)氣管25，氣體分布器連接管26。
【具體實施方式】
[0041]現(xiàn)以以下最佳實施例來說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0042]實施例1:
[0043]見圖1，一種用于乙炔選擇性加氫制乙烯的漿態(tài)床反應(yīng)器，包括漿態(tài)床反應(yīng)器筒體23，筒體外包圍有夾套1，夾套為環(huán)形，夾套內(nèi)通入加熱介質(zhì)，對漿態(tài)床反應(yīng)器進(jìn)行加熱。漿態(tài)床反應(yīng)器底部設(shè)置有氣體入口 3、頂部有氣體出口 10 ；
[0044]所述漿態(tài)床反應(yīng)器下方設(shè)置有氣體分布器，與氣體入口 3連接；氣體分布器包括處于同一水平面的三個(圖2)同心的環(huán)形氣體分布管24，相鄰?fù)膱A的管中心間距為70mm，環(huán)形氣體分布管直徑為50mm。環(huán)形氣體分布管24底部開有孔徑為3mm的孔，環(huán)形氣體分布管上的總開孔率為12% ;環(huán)形氣體分布管與其下方的氣體分布器連接管26聯(lián)通，氣體分布器連接管26與垂直于環(huán)形氣體分布管所在平面的中心導(dǎo)氣管25連接，中心導(dǎo)氣管25與氣體入口 3相連，中心導(dǎo)氣管進(jìn)入的氣體通過氣體分布器連接管分散到各環(huán)形氣體分布管24周圍，實現(xiàn)將氣體分布到氣體分布器的周圍的各個部位，從而進(jìn)入漿態(tài)床。
[0045]氣體分布器上方設(shè)置有15組指形管，每組指形管包括12根換熱管，氣體分布器上方的各根換熱管間距相等，各換熱管頂部相連、底部封閉且互不相連(圖3);換熱管直徑為57mm，換熱管間距為換熱管直徑的1.5倍。指形管垂直于水平面布置，分兩段安裝，上下兩段獨立安裝，分別與漿態(tài)床反應(yīng)器筒體相連。
[0046]漿態(tài)床反應(yīng)器氣體出口 10下方設(shè)置有氣液分離器9，氣液分離器下方設(shè)置有冷凝器8。氣液分離器為絲網(wǎng)除沫器。其中，所述冷凝器是以水為冷卻介質(zhì)的冷凝器。
[0047]實施例2
[0048]—種用于乙炔選擇性加氫制乙烯的漿態(tài)床