[实用新型]一种费托合成浆态床反应器中合成油和催化剂的分离设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反应器，更具体的说，是涉及一种用于费托合成的浆态床反应器。

背景技术

煤间接液化中的合成技术最早是由德国科学家Frans Fischer和Hans Tropsch于1923首先发现的，就以他们名字的第一字母即F-T命名的，简称F-T合成或费-托合成，其主要反应是nCO+2nH2＝nCH2+nH2O，从上个世纪二十年代发现以来到现在经过了八十多年的发展，是一个比较古老的催化过程。研究方向主要包括以下几个方面：

催化剂：包括催化剂的制备、表征、组成以及活性选择性研究；费-托合成反应机理，包括反应动力学和反应机理，费-托合成反应比较复杂，虽然反应物很简单，但是产物很复杂，相关机理研究一直没有中断，关于机理，说法很多，但一直没有很明确的定论；费-托合成反应器的研究也是比较重要的一个分支，现在主要集中在反应器的结构与改进研究方面，重点集中在浆态床反应器；费-托合成工业化研究，包括工业催化剂、工艺以及工业反应器的开发和改进。

桨态床反应器是气体以鼓泡形式通过悬浮有固体细粒的液体(浆液)层，以实现气液固相反应过程的反应器。浆态反应器中液相可以是反应物，也可以是悬浮固体催化剂的载液。浆态床反应器和固定床相比要简单许多，它消除了后者的大部分缺点。浆态床的床层压降比固定床大大降低，从而气体压缩成本也比固定床低很多。可简易地实现催化剂的在线添加和移走。浆态床所需要的催化剂总量远低于同等条件下的固定床，同时每单位产品的催化剂消耗量也降低了70％。由于混合充分，浆态床反应器的等温性能比固定床好，从而可以在较高的温度下运转，而不必担心催化剂失活、积碳和破碎。在较高的平均转化率下，控制产品的选择性也成为可能，这就使浆态床反应器特别适合高活性的催化剂。

浆态床反应器中，为便于与反应产物在反应器中形成浆态相，要求催化剂为细小颗粒，使得催化剂与费托合成产物的分离成为技术难题。为解决此问题，美国专利US3829478公开了一种典型的浆态床外分离系统。该系统从反应器内浆液相上部将含催化剂的浆液引出反应器外，然后通过气液分离将分离出的气相送回反应器，液相进入浆液沉降罐；在浆液沉降罐中催化剂颗粒由于重力沉降至底部后，底部富含催化剂颗粒的浆液循环返回反应器底部；浆液沉降罐的上部形成基本不含催化剂颗粒的液体产品，由沉降罐上部引出。该方法主要是通过重力沉降来实现催化剂颗粒和液体产品的分离，因此沉降过程较长，所需沉降分离罐尺寸较大。

中国专利CN 03118581公开了一种浆态床反应器合成油和催化剂的分离工艺，将含催化剂的油浆输入一组分离单元，在分离单元中进行沉降以分离催化剂，其所用分离单元包括壳体、位于壳体中部的油浆分布管和位于壳体上下的上隔离板和下隔离板。由于催化剂的沉降，在分离单元下部形成浓缩油浆，也是利用重力进行沉降，也存在分离时间长的问题，且设备复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种费托合成浆态床反应器中合成油和催化剂的分离设备，以解决现有的浆态床反应器中液体产品和催化剂分离设备复杂、催化剂颗粒与液体产品分离慢等问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种费托合成浆态床反应器中合成油和催化剂的分离设备，包括分离区和反应区，该分离设备上设置有合成气入口、气体出口、合成气分布板，其特征在于：所述分离区设置在浆态床反应器内部，且在浆料床层反应区上部，在分离区设置有磁性装置，以将混合浆液和气体中含有的具有磁性的催化剂加速沉降至分离区底部，以实现催化剂和费托合成产物的分离。

本实用新型一种费托合成浆态床反应器中合成油和催化剂的分离设备，其进一步特征在于：所述磁性装置沿分离区的器壁均匀布置。

本实用新型一种费托合成浆态床反应器中合成油和催化剂的分离设备，其进一步特征在于：所述反应区的上部设置有引液口，分离区上部设置有进液口，引液口与进液口之间通过引液管连接。

本实用新型一种费托合成浆态床反应器中合成油和催化剂的分离设备，其进一步特征在于：所述反应区的下部设置有浓缩浆液进口，分离区下部设置有浓缩浆液出口。

近几年磁力分离法已成为一门新兴的流体分离处理技术。磁分离作为物理处理技术获得了许多成功应用，显示出许多优点。借助外力磁场的作用，将流体中有磁性的悬浮固体分离出来，从而达到分离、净化的目的。与沉降、过滤等常规方法相比较，磁力分离法具有处理能力大、效率高、能量消耗少、设备简单紧凑等一系列优点。