本实用新型专利技术公开了一种费托催化剂还原反应器，其特征在于，所述还原反应器包括圆筒形的还原段、与所述还原段的上端一体连接且与所述还原段同轴的缩径段、以及由过渡段和直径比所述还原段大的扩径段一体构成的粉尘分离段，所述过渡段的下端与所述缩径段的下端外表面密封连接使得所述缩径段位于所述粉尘分离段的腔体内。缩径段出口设有气固快速分离装置，气体中的细粉被快速分离并落入粉尘分离段底部并排出还原反应器系统。采用本实用新型专利技术的费托催化剂还原反应器进行催化剂还原，可实现催化剂的快速还原，并能够控制活化催化剂的粒度组成，提高合成反应器的工作稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种费托催化剂还原反应器。
技术介绍
为提高费托催化剂的反应性能，在使用前必须进行活化，目前根据费托催化剂的 特性和工艺要求开发了各种活化装置和方法。对于低温费托合成工艺常用的沉淀铁基催化 剂，一般采用浆态床活化工艺。采用H2、CO或合成气对催化剂进行预处理（活化），预处理 过程包括两个过程：首先将含Fe2O3的催化剂快速转变为Fe304，而后将Fe3O4经历一个缓慢 的转化过程，变为a-Fe和Fe3O4的混合物（使用H2还原）或X-Fe5C2 (使用CO或合成气 还原）。研宄发现：费托催化剂活化后的活性组分是a-Fe、X-Fe5C2或二者的混合物，二者 的比例与活化气氛、活化时间等活化条件有关。 本技术的目的是提供一种费托催化剂还原反应器，使用该还原反应器对费托 催化剂进行还原，可实现催化剂的快速还原，并能够控制活化催化剂的粒度组成，提高合成 反应器的工作稳定性。 为了实现上述目的，本技术提供一种费托催化剂还原反应器，其特征在于，所 述还原反应器包括圆筒形的还原段1、与所述还原段1的上端一体连接且与所述还原段1同 轴的缩径段2、以及由过渡段3和直径比所述还原段1大的扩径段4 一体构成的粉尘分离 段，所述过渡段3的下端与所述缩径段2的下端外表面密封连接使得所述缩径段2位于所 述粉尘分离段的腔体内；所述还原段1上部设置有用于送入待还原催化剂的催化剂入口 5， 还原段1的底端设置有还原气体入口 6,还原段1的下部设置有还原催化剂出口 7 ;所述缩 径段2的顶部设置有用于送出催化剂细粉和还原尾气的缩径段气体出口 8以及相对间隔地 位于所述缩径段气体出口 8上方的气固快速分离器9 ;所述过渡段3的底部设置有催化剂 细粉出口 10 ;所述扩径段4的顶部密封板上设置有用于送出还原尾气的尾气出口 11。 优选地，所述还原反应器为气固两相流化床反应器或内循环无梯度反应器，优选 为固定流化床反应器。 优选地，所述还原段1的高径比为3-10,所述扩径段4的高径比为2-6。 优选地，所述扩径段4的直径与所述还原段1的直径之比为1. 5-5. 0,优选为2-3 ; 所述缩径段2的上端口直径与所述还原段1的直径之比为0. 7-1. 0,优选为0. 85-0. 95。 优选地，所述还原段1腔体内的底部设置有用于分布送入所述还原段1的还原气 体的气体分布器13。 优选地，所述气体分布器13为选自直流式、侧流式、管式、泡帽式和金属网中的至 少一种形式。 优选地，所述气固快速分离器9为伞帽式、弹射式、侧槽式或T型弯头式气固快速 分离器，优选伞帽式气固快速分离器。 优选地，所述过渡段3的外周壁与水平面之间的夹角大于所述扩径段内沉积的催 化剂细粉的休止角。 优选地，其特征在于，所述尾气出口 11通过粉尘过滤器12与所述扩径段4的内腔 流体联通。 本技术提供的费托催化剂还原反应器，具有如下优点： 1、将浆态床活化反应器中的气液固三相反应转换为气固两相反应，提高了催化剂 还原反应的传质速率和反应速率，降低了反应器规模、提高了装置的生产能力； 2、通过活化反应器的设计，将催化剂还原过程中产生的细粉与大颗粒催化剂进行 了分离，使得还原催化剂产品中细粉含量降低，减轻了费托合成反应器的过滤压力； 3、还原催化剂可以直接储存于由合成气保护的密闭容器内，方便运输和使用，合 成反应器中催化剂需要更换时可以快速更换，生产组织方便。 本技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【附图说明】 附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面 的【具体实施方式】一起用于解释本技术，但并不构成对本技术的限制。在附图中： 图1是本技术提供的费托催化剂还原反应器的一种【具体实施方式】的示意图。 附图标记说明 1还原段 2缩径段 3过渡段 4扩径段 5催化剂入口 6还原气体入口 7还原催化剂出口 8缩径段气体出口 9气固快速分离器10催化剂细粉出口 11尾气出口 12粉尘过滤器 13气体分布器 14催化剂排放管路 15细粉排放管路【具体实施方式】 以下结合附图对本技术的【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技术，并不用于限制本技术。 本技术提供一种费托催化剂还原反应器，其特征在于，所述还原反应器包括 圆筒形的还原段1、与所述还原段1的上端一体连接且与所述还原段1同轴的缩径段2、以 及由过渡段3和直径比所述还原段1大的扩径段4 一体构成的粉尘分离段，所述过渡段3 的下端与所述缩径段2的下端外表面密封连接使得所述缩径段2位于所述粉尘分离段的腔 体内；所述还原段1上部设置有用于送入待还原催化剂的催化剂入口 5,还原段1的底端设 置有还原气体入口 6,还原段1的下部设置有还原催化剂出口 7 ;所述缩径段2的顶部设置 有用于送出催化剂细粉和还原尾气的缩径段气体出口 8以及相对间隔地位于所述缩径段 气体出口 8上方的气固快速分离器9 ;所述过渡段3的底部设置有催化剂细粉出口 10 ;所述 扩径段4的顶部密封板上设置有用于送出还原尾气的尾气出口 11。 根据本技术，所述费托催化剂是本领域技术人员所熟知的，可以呈颗粒状、微 球状或粉状，优选为金属催化剂，更优选为铁基费托合成催化剂。 根据本技术，所述还原反应器是指用于还原费托催化剂的反应器，可以为气 固两相流化床反应器或内循环无梯度反应器，优选为固定流化床反应器。 根据本技术，所述还原段1的高径比可以为3-10,优选为4-8,更优选为5-6 ; 所述扩径段4的高径比可以为2-6,优选为3-4 ;所述扩径段4的直径与所述还原段1的直 径之比可以为1. 5-5. 0,优选为2-3 ;所述缩径段2的上端口直径与所述还原段1的直径之 比可以为0. 7-1. 0,优选为0. 85-0. 95。 根据本技术，在所述粉尘分离段内可以利用气固快速分离器9和颗粒沉降来 分离所述还原尾气夹带的细粉，并且细粉由所述粉尘分离段的底部排出还原反应器，分离 出细粉的粒径范围可以为小于60ym，优选为小于50ym，更优选小于30微米。所述气固快 速分离器是本领域技术人员所熟知的，例如，可以为伞帽式、弹射式、侧槽式或T型弯头式 气固快速分离器，优选为伞帽式气固快速分离器。其中，所述伞帽式的气固快速分离器与所 述缩径段气体出口 8的最短距离可以为所述缩径段2直径的1-2倍。 根据本技术，所述过渡段3的周壁与水平面之间的夹角不小于所述扩径段内 沉积的催化剂细粉的休止角，所述休止角是本领域技术人员所熟知的，指在重力场中，粒子 在粉体堆积层的自由斜面上滑动时所受重力和粒子之间摩擦力达到平衡而处于静止状态 下测得的最大角。 根据本技术，所述还原段1腔体内的底部可以设置有用于分布送入所述还原 段1的还原气体的气体分布器13 ;所述气体分布器13的高度可当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种费托催化剂还原反应器，其特征在于，所述还原反应器包括圆筒形的还原段(1)、与所述还原段(1)的上端一体连接且与所述还原段(1)同轴的缩径段(2)、以及由过渡段(3)和直径比所述还原段(1)大的扩径段(4)一体构成的粉尘分离段，所述过渡段(3)的下端与所述缩径段(2)的下端外表面密封连接使得所述缩径段(2)位于所述粉尘分离段的腔体内；所述还原段(1)上部设置有用于送入待还原催化剂的催化剂入口(5)，还原段(1)的底端设置有还原气体入口(6)，还原段(1)的下部设置有还原催化剂出口(7)；所述缩径段(2)的顶部设置有用于送出催化剂细粉和还原尾气的缩径段气体出口(8)以及相对间隔地位于所述缩径段气体出口(8)上方的气固快速分离器(9)；所述过渡段(3)的底部设置有催化剂细粉出口(10)；所述扩径段(4)的顶部密封板上设置有用于送出还原尾气的尾气出口(11)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王向辉，门卓武，许明，翁力，卜亿峰，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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