一种流化床反应器及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种流化床反应器及其应用，包括顶部密封的反应器主体、至少一个旋流式气固分离器气固分离器和导气管，所述旋流式气固分离器的直筒区的上部沿切向设置有至少两个导向进风通道，所述导向进风通道的轮廓线为螺旋曲线。所述流化床反应器能有效降低沉降空间中催化剂细粉的悬浮浓度，并及时将反应过程中产生的催化剂细粉移出反应系统，避免催化剂细粉在流化床反应器中的累积，使反应装置能稳定长周期运转，获得良好且稳定的反应效果。所述流化床反应器中的旋流式气固分离器对催化剂颗粒的磨损小，特别是用作吸附脱硫的反应器时，能明显降低催化剂的消耗量，降低装置的运行成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种流化床反应器及其应用。
技术介绍
随着世界各国对环保要求的不断提高，汽油硫含量的指标正日趋严格。这就对汽油脱硫技术提出了更高的要求。从反应器结构来分，目前汽油脱硫技术主要有固定床脱硫和流化床脱硫两种方法。固定床脱硫有加氢精制和吸附脱硫两种方法，前者会因加氢过程中汽油烯烃和芳烃的饱和，造成汽油辛烷值损失，尤其是烯烃含量高的汽油深度脱硫会使汽油辛烷值损失更大；后者存在催化剂失活问题，需要催化剂频繁再生。流化床脱硫的典型代表是美国康菲公司开发的S-Zorb工艺，该工艺是一种反应吸附脱硫工艺，将流化床反应器和连续再生技术相结合，解决了固定床催化剂的失活问题。相对于固定床吸附脱硫，流化床脱硫具有固体颗粒和气体的混合均匀、不会造成局部飞温的优点。现有的S-Zorb吸附脱硫技术采用流化吸附反应器，反应产物通过反应器顶部设置的粉尘过滤器离开反应器，固体颗粒则通过设置在反应器上部床层料面下方的排料管引出反应器，进入再生器和还原器中进行再生和还原。但是，在流化吸附反应器中，催化剂中细粉及颗粒长期磨损产生的细粉被扬析到流化床的沉降空间长期悬浮，使得悬浮颗粒没有机会返回到流化床密相床层，也不能排出反应器，长期下来则影响着装置的稳定运行。为消除流化床反应器中催化剂床层上部稀相空间颗粒长期悬浮及气固分离问题，传统流化床反应器在顶部设置旋风分离器来回收固体颗粒。但一般旋风分离器要求进入旋风分离器的气速在15-25m/s的范围内，高入口气速固然有利于提高气固效率，但会增加颗粒的磨损。而汽油吸附脱硫所用催化剂机械强度较低，如果在流化吸附反应器中设置传统的旋风分离器，则因入口气速较大，会加剧催化剂颗粒的磨损，进而大大提高装置的运行成本。因此，需要提供一种新的吸附脱硫反应器，该反应器不仅能够实现吸附脱硫，而且能够将反应器中形成的催化剂细粉及时移出反应体系，减少反应器沉降区中悬浮的催化剂颗粒的量，同时不会加剧催化剂颗粒的磨损，实现装置的稳定、长周期运转。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的吸附脱硫流化床反应器存在的催化剂细粉在流化床反应器的沉降空间长期悬浮，影响装置运行稳定性的技术问题，提供一种流化床反应器，该流化床反应器能够及时将催化剂细粉移出反应体系，减少反应器沉降区中悬浮的催化剂颗粒的量，并且不会加剧催化剂颗粒的磨损，实现装置的稳定、长周期运转。本专利技术提供了一种流化床反应器，该流化床反应器包括密封的反应器主体、至少一个旋流式气固分离器和导气管；所述反应器主体的内部空间自下而上包括反应区和沉降区；所述旋流式气固分离器的主体为顶部密封的中空结构，其内部空间自上而下包括直筒区和锥体区，所述旋流式气固分离器的主体设置在所述沉降区中，所述旋流式气固分离器的出料口位于所述锥体区的底部并向下延伸至所述反应区中，所述导气管的进气口位于所述直筒区中，所述导气管的出气口位于所述流化床反应器的外部；其中，所述直筒区的上部沿切向设置有至少两个导向进风通道，所述导向进风通道的轮廓线为螺旋曲线。本专利技术还提供了根据本专利技术的流化床反应器在含硫烃原料吸附脱硫中的应用。根据本专利技术的流化床反应器能够有效降低沉降空间中催化剂细粉的悬浮浓度，并及时将反应过程中产生的催化剂细粉移出反应系统，避免催化剂细粉在流化床反应器中的累积，使得流化床反应器能够稳定长周期运转，从而获得良好且稳定的反应效果。并且，本专利技术的流化床反应器中使用的旋流式气固分离器对催化剂颗粒的磨损小，特别是在用作吸附脱硫的反应器时，能够明显降低催化剂的消耗量，从而降低运行成本。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。图1用于说明根据本专利技术的流化床反应器的一种实施方式。图2用于说明根据本专利技术的流化床反应器中使用的旋流式气固分离器。图3用于说明根据本专利技术的流化床反应器中使用的旋流式气固分离器的导向进风通道。图4用于说明本专利技术的流化床反应器中使用的旋流式气固分离器的一种优选实施方式。图5为图4所述的优选实施方式的俯视图。图6用于说明根据本专利技术的流化床反应器中的内构件。图7用于说明根据本专利技术的流化床反应器中内构件的一种优选的实施方式。图8用于说明根据本专利技术的流化床反应器的作为吸附脱硫反应装置的反应器的应用。附图标记说明1：反应器主体                 11：反应区12：沉降区                    13：直筒段14：扩径段                    2：旋流式气固分离器21：直筒区                    22：锥体区23：导向进风通道              3：导流罩4：导气管                     5：物料输入管6：催化剂输入管               7：待生催化剂输出管8：内构件                     81：固定板82：挡板                      811：外环板812：隔板                     9：流化床反应器10：细粉收集器                101：主体结构102：过滤器                   103：油气出口104：回收催化剂输送管道       105：催化剂输送支管210：第一旋流式气固分离器     211：直筒区212：锥体区                   213：导向进风通道214：出料口                   220：第二旋流式气固分离器221：直筒区                   222：锥体区223：导向进风通道             224：出料口具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术中，如未特别说明，术语“上”和“下”以进料的流动方向为基准。根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种流化床反应器，如图1所示，该流化床反应器包括密封的反应器主体1、至少一个旋流式气固分离器2和导气管4。如图1所示，反应器主体1的内部空间自下而上包括反应区11和沉降区12，旋流式气固分离器2的主体设置在沉降区12中。...

【技术保护点】
一种流化床反应器，该流化床反应器包括密封的反应器主体、至少一个旋流式气固分离器和导气管；所述反应器主体的内部空间自下而上包括反应区和沉降区；所述旋流式气固分离器的主体为顶部密封的中空结构，其内部空间自上而下包括直筒区和锥体区，所述旋流式气固分离器的主体设置在所述沉降区中，所述旋流式气固分离器的出料口位于所述锥体区的底部并向下延伸至所述反应区中，所述导气管的进气口位于所述直筒区中，所述导气管的出气口位于所述流化床反应器的外部；其特征在于，所述直筒区的上部沿切向设置有至少两个导向进风通道，所述导向进风通道的轮廓线为螺旋曲线。

【技术特征摘要】
1.一种流化床反应器，该流化床反应器包括密封的反应器主体、至少
一个旋流式气固分离器和导气管；
所述反应器主体的内部空间自下而上包括反应区和沉降区；
所述旋流式气固分离器的主体为顶部密封的中空结构，其内部空间自上
而下包括直筒区和锥体区，所述旋流式气固分离器的主体设置在所述沉降区
中，所述旋流式气固分离器的出料口位于所述锥体区的底部并向下延伸至所
述反应区中，所述导气管的进气口位于所述直筒区中，所述导气管的出气口
位于所述流化床反应器的外部；
其特征在于，所述直筒区的上部沿切向设置有至少两个导向进风通道，
所述导向进风通道的轮廓线为螺旋曲线。
2.根据权利要求1所述的流化床反应器，其中，所述螺旋曲线为对数
螺旋曲线。
3.根据权利要求1所述的流化床反应器，其中，所述导向进风通道的
数量为3～8个。
4.根据权利要求1或3所述的流化床反应器，其中，所述导向进风通
道在所述直筒区的圆周上为均匀设置。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的流化床反应器，其中，由所述
导向进风通道入口端上的一点以及所述导向进风通道与所述直筒区相接的
端口上与该点相对应的点确定的直线与水平面的夹角为0～45°。
6.根据权利要求1～3中任意一项所述的流化床反应器，其中，所述导

\t向进风通道的入口端的面积为A231，所述导向进风通道与所述直筒区相接的
端口的面积为A232，A231/A232=1～5。
7.根据权利要求1所述的流化床反应器，其中，所述直筒区的高度为
H21，所述锥体区的高度为H22，H21/H22=0.4～1.5。
8.根据权利要求1所述的流化床反应器，其中，所述旋流式气固分离
器包括第一旋流式气固分离器和第二旋流式气固分离器，所述第二旋流式气
固分离器设置在所述第一旋流式气固分离器的主体内，所述导气管的进气口
位于所述第二旋流式气固分离器的直筒区中。
9.根据权利要求8所述的流化床反应器，其中，所述第二旋流式气固
分离器的出料口在所述第一旋流式气固分离器的出料口中的延伸长度为
L224，所述第一旋流式气固分离器的出料口的长度为L214，L224/L214=0.4～1。
10.根据权利要求1或8所述的流化床反应器，其中，所述导气管的内
径为D4，所述导气管的下沿至所述旋流式气固分离器的导向进风通道的下沿
的距离为H1，H1/D4=0～10。
11.根据权利要求1或8所述的流化床反应器，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱丙田，侯栓弟，张久顺，武雪峰，毛安国，张哲民，田志鸿，张同旺，宋宁宁，刘凌涛，赵俊杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11