F-t合成浆态床反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种F-T合成反应器，特别是指一种F-T合成浆态床反应器。
【背景技术】
[0002]固定床反应器和浆态床反应器都是常用的化工反应器，广泛应用于F-T合成领域。在F-T合成中，相较于固定床反应器，浆态床反应器具有热传导性良好、床层压降小、催化剂可在线更换等优势，但其缺点亦很明显:固液分离难度大，为了分离固体催化剂，需要附设费用昂贵的过滤设备。
[0003]如图1所示，现有的F-T合成浆态床反应器的反应器壳体3—般为圆筒状，其上下两端设置有封头或盖板，下部设置有用于输入原料气体的气体输入管道1，中部设置有用于输出混合浆液产物的浆液输出管7，顶部设置有用于排出反应后气体的气体输出管道12;反应区6(进行F-T合成反应的区域)内还设置有换热装置10，用于装置开车时加热油蜡或正常运行时移除反应热。F-T合成反应需加入催化剂，催化剂的颗粒直径通常为ΙΟμπι?300μπι，从催化剂加入口 11处加入反应区6后与液体油蜡形成混合浆液。随着反应的进行，重质烃产物(通常描述为蜡)逐渐增多，反应器液位上升，浆液必须定期或不定期排出。通常，浆态床的固液过滤方法是在反应器内浆液输出管7的入口处设置内置过滤器8(可采用丝网式、烧结式等类型)，内置过滤器8将直径大于其过滤孔径的催化剂颗粒阻挡于内置过滤器8之外，使其保留在反应器内继续发挥催化作用。能够通过内置过滤器8的细小颗粒及高沸点油蜡浆液经浆液输出管7进入下游过滤单元进行精过滤处理，使处理后的浆液中催化剂在1ppm以下。在反应过程中，催化剂因积碳或活性金属的相变等原因，活性逐渐下降；另外，催化剂颗粒的结构稳定性也会逐渐下降，发生破碎，进一步增加了下游过滤单元的工作负荷。
[0004]采用内过滤会有两个问题出现，问题一:浆态床反应器内的催化剂浆液在高线速度气体的带动下，不断地对内置过滤器进行无规律冲击，长期的机械碰撞容易使内置过滤器的结构稳定性下降、过滤孔径变大，甚至使内置过滤器破损，如果为内置过滤器加装挡板进行保护，又会加大催化剂的碰撞强度。问题二:催化剂浆液在过滤压差的作用下通过过滤器，过滤器极易发生堵塞。中国专利CN102698662提供了一种F-T浆态床反应器，通过改进了反应器内的过滤设备，提高了过滤介质的有效面积，过滤器的反吹反洗频率少，在一定程度上缓解了上述问题二所提到的过滤器堵塞问题，但问题一仍然存在。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种F-T合成浆态床反应器，能够降低内置过滤器的磨损，提高浆液的过滤效率。
[0006]为实现上述目的，本实用新型所设计的F-T合成浆态床反应器包括反应器壳体和内置过滤器，所述反应器壳体包括设置在其下部的未变径区段和设置在未变径区段上方的变径区段，所述变径区段的最大内径大于未变径区段的内径，所述内置过滤器设置在变径区段内。该装置的其他部分，如催化剂加入口、气体进出口等，可采用F-T合成领域的常规设i+o
[0007]优选地，所述内置过滤器设置在变径区段的中部或下部。
[0008]优选地，所述变径区段的最大内径是未变径区段的内径的1.5?3.5倍，进一步优选为2?3倍。
[0009]优选地，所述未变径区段和变径区段内设置有换热装置10。
[0010]优选地，所述反应器壳体的底部设置有气体分布器。
[0011]优选地，所述反应器壳体的顶部设置有除沫网。
[0012]本实用新型的有益效果是:该装置主要针对F-T合成中浆态床反应器产品油蜡与催化剂的在线过滤问题，在反应器的中部或上部，增加变径区段，该变径区段与未变径区段，都是浆态床反应器的反应区。在变径区段设置内置过滤器进行催化剂过滤，由于变径区段的内径变大，浆液的流速降低，运动相对缓和，一方面，减弱了浆液流体对内置过滤器的撞击，延长了内置过滤器的使用寿命；另一方面，大颗粒催化剂在变径区段发生了相对沉降，浓度降低，因此过滤器不易发生堵塞，提高了浆液的过滤效率，间接提高了催化剂的利用效率。
【附图说明】
[0013]图1为现有技术中常见的F-T合成浆态床反应器的结构示意图
[0014]图2为本实用新型所设计的F-T合成浆态床反应器的第一种结构的示意图
[0015]图3为本实用新型所设计的F-T合成浆态床反应器的第二种结构的示意图
[0016]图4为本实用新型所设计的F-T合成浆态床反应器的第三种结构的示意图
[0017]图5为图2、图3中内置过滤器位于变径区段中部的示意图
[0018]图6为图2、图3中内置过滤器位于变径区段下部的示意图
[0019]图7为图4中内置过滤器位于变径区段中部的示意图
[0020]图8为图4中内置过滤器位于变径区段下部的示意图
[0021 ]其中:气体输入管道1、气体分布器2、反应器壳体3、未变径区段4、变径区段5、反应区6、浆液输出管7、内置过滤器8、除沫网9、换热装置10、催化剂加入口 11、气体输出管道12
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0023]如图1所示为现有技术中的F-T合成浆态床反应器，其结构已在【背景技术】部分作了详细说明，于此不再赘述。
[0024]如图2所示，本实用新型所设计的F-T合成浆态床反应器，包括反应器壳体3和内置过滤器8，反应器壳体3包括设置在其下部的未变径区段4和设置在其上部的变径区段5。变径区段5的上部为圆筒形，下部为圆台形，圆台形部分连接在圆筒形部分和未变径区段4之间，圆筒形部分的内径是未变径区段4的内径的两倍。反应器壳体3的底部设置有气体输入管道I和气体分布器2，顶部设置有除沫网9。未变径区段4的侧壁上设置有催化剂加入口 11。变径区段5的侧壁上设置有浆液输出管7，内置过滤器8设置在浆液输出管7的入口处。浆液输出管7和内置过滤器8设置在变径区段5的中部，如图5;也可以设置在变径区段5的下部，如图6。反应区6(含未变径区段4和变径区段5)内设置有换热装置10，维持其中的混合浆液在一定的温度范围内。
[0025]该装置内F-T合成反应的流程如下:原料气体经气体输入管道I，通过气体分布器2，与反应器壳体3内的催化剂、油蜡混合形成气液固三相浆液，该区域为反应区6。在原料气的作用下，浆液在未变径区段4中以较高流速运动，当高速流体进入变径区段5后，因反应器直径变大，减弱了气体运动对浆液的影响，催化剂浆液流速降低，在变径区段5内发生相对沉降，颗粒直径较大的催化剂趋向于下沉，而颗粒较小的催化剂趋向于继续上升或保持悬浮。浆液在变径区段5内发生动态沉降，形成不同固含量的动态浆液层，偏下的浆液层固含量较高，催化剂颗粒相对较大;偏上的浆液层固含量较小，催化剂颗粒相对较小，浆液经内置过滤器8及浆液输出管7排出，未反应的原料气与气态产物等通过反应器上部的除沫网9之后，经气体输出管道12离开反应器进入下游分离单元。
[0026]如图3所示，本实用新型所设计的F-T合成浆态床反应器的第二种结构中，不同于第一种结构，变径区段5的圆筒部分之上还设置有内径向上缩小的倒圆台部分。如图5?6所示，该结构中，浆液输出管7和内置过滤器8可设置在变径区段5的中部(图5)或下部(图6)。
[0027]如图4所示，本实用新型所设计的F-T合成浆态床反应器的第三种结构中，不同于第一种结构，变径区段5为上下开口的圆球形，下部开口与未变径区段4相连。如图7?8所示，该结构中，浆液输出管7和内置过滤器8可设置在变径区段5的中部(图7)或下部(图8)。
【主权项】
1.一种F-T合成浆态床反应器，包括反应器壳体(3)和内置过滤器(8)，其特征在于:所述反应器壳体(3)包括设置在其下部的未变径区段(4)和设置在未变径区段(4)上方的变径区段(5)，所述变径区段(5)的最大内径大于未变径区段(4)的内径，所述内置过滤器(8)设置在变径区段(5)内。2.根据权利要求1所述的F-T合成浆态床反应器，其特征在于:所述内置过滤器(8)设置在变径区段(5)的中部或下部。3.根据权利要求1所述的F-T合成浆态床反应器，其特征在于:所述变径区段(5)的最大内径是未变径区段(4)的内径的1.5?3.5倍。4.根据权利要求3所述的F-T合成浆态床反应器，其特征在于:所述变径区段(5)的最大内径是未变径区段(4)的内径的2?3倍。5.根据权利要求1?4中任一项所述的F-T合成浆态床反应器，其特征在于:所述未变径区段(4)和变径区段(5)内设置有换热装置(10)。6.根据权利要求1?4中任一项所述的F-T合成浆态床反应器，其特征在于:所述反应器壳体(3)的底部设置有气体分布器(2)。7.根据权利要求1?4中任一项所述的F-T合成浆态床反应器，其特征在于:所述反应器壳体(3)的顶部设置有除沫网(9)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种F-T合成浆态床反应器，包括反应器壳体和内置过滤器，所述反应器壳体包括设置在其下部的未变径区段和设置在未变径区段上方的变径区段，所述变径区段的最大内径大于未变径区段的内径，所述内置过滤器设置在变径区段内。该装置针对F-T合成中浆态床反应器产品油蜡与催化剂的在线过滤问题，在反应器的中部或上部，增加变径区段，并在变径区段内增设内置过滤器进行催化剂过滤，减弱了浆液流体对内置过滤器的撞击，延长了内置过滤器的使用寿命，提高了浆液的过滤效率和催化剂的利用效率。
【IPC分类】B01J8/22
【公开号】CN205164682
【申请号】CN201520887153
【发明人】李昌元, 海国良, 饶莎莎, 宋德臣, 汪大闪, 刘倩倩, 李程根, 詹晓东
【申请人】武汉凯迪工程技术研究总院有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月6日