[发明专利]沸腾床加氢反应器及其使用方法

说明书

本公开涉及沸腾床加氢反应器及其使用方法，提供了一种沸腾床加氢反应器，包括：承压外壳(3)，设置于所述承压外壳上部空间内的折流板(7)，与折流板(7)连接的气液固三相旋流分离器，和设置于所述气液固三相旋流分离器底部的止逆锥(12)，设置于所述承压外壳中部的降液式液相产品引出管(10)，以及设置在所述反应器封头和承压外壳上的单独气相出口(8)、液相双出口(11)和气液混相入口(1)。还提供了一种上述沸腾床加氢反应器的使用方法。

技术领域

本公开属于变革性洁净能源关键装备技术，具体涉及一种沸腾床加氢反应器及其使用方法。

背景技术

沸腾床反应器是一种气液固三相流化床反应器，因其压降低、不易阻塞、可长期运行而被广泛应用于加氢流程中。沸腾床反应器由于其独特的结构和操作模式使其具有如下优点：①操作灵活，可以在高或低转化率下操作；②可以周期性地从反应器中回收或添加催化剂，在不停工的情况下可以保持催化剂的反应活性；③通过循环泵使催化剂床层膨胀30％～50％，保证催化剂固体颗粒之间有足够大的自由空间；可以避免由原料夹带或反应过程产生的固体微粒在穿越催化剂床层过程中产生累积、床层堵塞或床层压力降增加的问题；④使用小粒径催化剂能显著降低扩散的限制，提高了反应速率，也不易发生金属沉积堵塞催化剂孔道的情况；⑤良好的热转移，使催化剂床层的过热最小化，并能减少焦炭形成；⑥沸腾床反应器近似于等温操作，在工业化的沸腾床装置中，反应器中任何两点的温度差都低于5℃，可以避免局部过热。

就沸腾床技术在装备方面的发展历程而论，沸腾床反应器概念的提出已经50多年，距离第一套商业化装置运行已有40多年，但无论是H-Oil技术以牺牲反应空间利用率和催化剂传质效率为代价换取反应器的正常运行，或像是STRONG技术以付出更多的设备制造代价实现反应器的正常运行，都是造成现有沸腾床装置建设和运行成本高的主要原因。可以说，在现有的反应器装备技术水平上，仅仅通过催化剂的逐级换代，难以取得反应器整体技术水平的跨越式提升。为了突破发展的瓶颈，可预知的是，未来沸腾床反应器的发展除了依靠以往的“三传一反”规律认知深入和催化剂的升级、换代之外，或可考虑以反应器装备技术革新，特别是出口分离器的创新，实现沸腾床反应器的“可能发展要求”：(1)催化剂寿命的延长，不易结焦；(2)催化剂全混流循环操作；(3)反应器空间的充分利用；(4)分离精度及效率高。

中国实用新型专利CN 207828192U公开了一种沸腾床加氢反应系统，三相旋流分离器下部装有纺锤形导流体，减小了催化剂带出量，但是其三相分离效果不显著，仅提供一次外筒与内筒间的旋转分离且容易发生结焦现象，催化剂寿命短。

中国发明专利公开CN 102463077A公开了一种三相沸腾床反应器，其上部同样包括了一个三相旋流分离器装置，其包括内筒和外筒，上下两端全部打开。三相混合物向上进入内筒，在内筒出口由于横向扰流固体颗粒进入内筒外筒间的环隙，最终由扩散段返回反应器。该装置结构简单，但同样的气液固三相混合物受横向扰流作用有限，固体颗粒并不能高效地与液相分开，小气泡也同样会残余在液相中。中国发明专利公开CN 101721960A公开了一种沸腾床分离器，其上部设有三相旋流分离器，其结构与原理与CN 102463077A类似。三相旋流分离器包括内筒和外筒的套筒结构，上下均为开口结构，内筒和外筒上段为倒置的锥台形结构，下段均为正置的锥台形结构，操作弹性大，结构简单，催化剂藏量大，但并不能实现全混流操作条件。

中国发明专利公开CN 108114510A公开了一种气液固三相旋流分离器及含有其的沸腾床反应器，该三相旋流分离器包括三个内径不同的同心直圆筒，气液固三相混合物从最内侧导流筒进入，设置有Z型挡板，阻止气泡进入液固分离区，液固两相在外筒与器壁间分离，可将催化剂的带出量减少80％～95％，同样地，它并不能实现全混流操作条件，不能充分利用反应器内部空间。