[发明专利]浆态床反应器催化剂分布的方法和系统

说明书

本发明涉及反应器催化剂分布的领域，公开了一种浆态床反应器催化剂分布的方法和系统，该方法包括：在费托合成反应过程中，当浆态床反应器的上段和下段的温度差或压强差超过设定值时，将所述浆态床反应器内的部分催化剂从设置在浆态床反应器的上段、中段和下段的催化剂管线引出进行反应器外返混，并返回所述浆态床反应器，使所述浆态床反应器的上段和下段的温度差和压强差小于设定值；其中，所述设定值包括温差设定值和压差设定值，所述温差设定值为2‑10℃；所述压差的设定值为0.3‑1.5MPa。该方法实现了浆态床反应器内部催化剂的均匀分布，有利于稳定反应器内部的温度。

技术领域

本发明涉及反应器催化剂分布的领域，具体地涉及一种浆态床反应器催化剂分布的方法和系统。

背景技术

费托合成反应是以合成气(CO和H₂)为原料在催化剂作用下，生成以液态烃类为主要产品的反应。费托反应器主要有固定床、流化床、浆态床三种类型，其中浆态床反应器具有结构及操作简单、反应物混合均匀、传热性能好的特点，且能够实现费托催化剂在线装卸。浆态床反应器主要由壳体、气体分布器、蜡过滤管、催化剂加料管、催化剂卸料管、旋风分离器、换热列管组成。

CN107638848A公开了一种浆态床反应器催化剂在线加料系统，该系统能够控制催化剂加料量的准确性，实现程序的自动控制。然而，在实际运行中，单一位置加料的方式使得反应器内部催化剂分布不够均匀，不利于费托反应器温度控制，造成反应器上下部温差偏大，从而影响装置操作稳定，降低产物收率，缺乏有效的调节控制手段来改善床层催化剂分布。

另外，浆态床反应器上、下部内置换热列管，反应器中部一般内置蜡过滤管，中部位置属于床层弱化区，蜡过滤管外层催化剂粉末容易积聚，造成蜡过滤管堵塞，从而降低了其使用寿命，增加装置生产成本。此外，现有催化剂加料线或卸料线阀门一般采用单向密封形式，长期装卸料，阀门易磨损内漏而堵塞管线。

目前，费托合成反应器催化剂装卸料中存在诸多缺陷，需要研发一种可以对反应器内部催化剂的分布进行有效调节的工艺。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的浆态床反应器内温度控制难、催化剂分布不均匀导致的装置运行不稳定、产物收率低的问题，提供一种浆态床反应器催化剂分布的方法的系统，该方法实现了浆态床反应器内部催化剂的均匀分布，有利于稳定反应器内部的温度。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种浆态床反应器中催化剂分布的方法，该方法包括：在费托合成反应过程中，当浆态床反应器的上段和下段的温度差或压强差超过设定值时，将所述浆态床反应器内的部分催化剂从设置在浆态床反应器的上段、中段和下段的催化剂管线引出进行反应器外返混，并返回所述浆态床反应器，使所述浆态床反应器的上段和下段的温度差和压强差小于设定值；

其中，所述设定值包括温差设定值和压差设定值，所述温差设定值为2-10℃；所述压差的设定值为0.3-1.5MPa。

本发明第二方面提供一种浆态床反应器中催化剂分布的系统，该系统包括浆态床反应器12、第1管线1、第2管线2、第3管线3、第4管线4、第5管线5、第7管线7、第9管线9和第11管线11，所述浆态床反应器12的上段与第7管线7连通，所述浆态床反应器12的中段与第9管线9连通，所述浆态床反应器12的下段与第11管线11连通；

其中，所述第7管线7经第2管线2与第9管线9连通，所述第9管线9经第4管线4与第11管线11连通，所述第7管线7经第2管线2、第4管线4与第11管线11连通，用以使所述浆态床反应器12的上段、中段和下段的部分催化剂进行反应器外返混，并返回所述浆态床反应器。

通过上述技术方案，将浆态床反应器内部不同部位的催化剂进行反应器外返混，本发明实现了浆态床反应器内部催化剂的均匀分布，保证了催化剂床层温度的均匀稳定。本发明的工艺结构简单、设备投资小且操作成本低。在优选情况下，本发明还实现了以下有益效果：