流化床反应器及反应系统技术方案

本发明专利技术公开了一种流化床反应器及反应系统，所述流化床反应器包括具有入口(11)和出口(12)的反应器主体(1)，所述反应器主体(1)包括设置有催化剂床的反应段(13)，所述催化剂床在从所述入口(11)注入的流体的作用下能够呈流化状态；所述流化床反应器还包括具有气液入口(21)和气液出口(22)且能够对进入的气体和液体进行混合并对所产生的气泡进行破碎的气泡发生器(2)，所述气泡发生器(2)的所述气液出口(22)与所述反应器主体(1)的所述入口(11)连接。本发明专利技术提供的流化床反应器及反应系统结构简单，操作容易，而且增强了气液反应物料与催化剂之间的混合程度，气液分布均匀，大大提高了相间传质效率。

Fluidized bed reactor and reaction system

【技术实现步骤摘要】
流化床反应器及反应系统
本专利技术涉及石油化工领域，具体地，涉及一种流化床反应器及反应系统。
技术介绍
石油烃类蒸汽裂解是制备丙烯等聚烯烃单体最重要的方法。丙烯生产过程中产生的炔烃和二烯烃是影响丙烯聚合反应的有害杂质，它们会抑制丙烯聚合催化剂的活性，增加催化剂的消耗，降低丙烯聚合物产品的性质，所以必须将其除去。工业上通常采用催化选择加氢法和溶剂吸收法除去裂解气中的炔烃和二烯烃。催化选择加氢法工艺流程简单，丙烯选择性高，副产物少，没有环境污染，是绿色化学工艺的首选方法，应用日益普遍。CN106608805A公开了一种碳三馏分液相选择加氢的方法，选择加氢反应器包括位于中上部的选择加氢催化剂床层，位于选择加氢反应器中下部的预分离罐，位于选择加氢反应器底部的液相物流出口，位于中下部的气相物流出口和顶部出料口，其中，将从丙烯生产工艺的脱丙烷塔采出的含有丙炔和/或丙二烯的新鲜碳三馏分、循环碳三物流和氢气混合后从所述反应器顶部进料口进入，与所述选择加氢催化剂床层接触后，进入气液预分离罐进行分离。CN107281981A公开了一种内构件以及含有这种内构件的流化床反应器，通过内构件中挡板将流化床反应器划分为上下串联的至少两个反应空间，挡板中每一个孔道连通与内构件相邻的两个反应空间。当与内构件相邻的第一反应空间中裹挟颗粒的气泡进入构建孔道时，孔道挤压破碎气泡，使气泡破碎后的气体均匀进入与内构件相邻的第二反应空间，并使气泡携带的大部分催化剂颗粒沉降回第一反应空间。现行的碳三馏分液相选择加氢反应器采用较多的为气、液、固三相滴流床反应器，催化剂床层通常需要采用一段、二段或三段串联或并联排列，这种反应器结构复杂，不易操作。除此之外，由于加氢反应器内是一个气、液、固三相并存的反应体系，反应效率的高低取决于气、液、固三相的相间传质效率，反应器内易出现的气液分布不均匀以及返混现象，会使得气液相间传质效率下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的加氢反应器结构复杂、不易操作，且易出现气液分布不均匀、气液相间传质效率低等问题。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种流化床反应器，所述流化床反应器包括具有入口和出口的反应器主体，所述反应器主体包括设置有催化剂床的反应段，所述催化剂床在从所述入口注入的流体的作用下能够呈流化状态；所述流化床反应器还包括具有气液入口和气液出口且能够对进入的气体和液体进行混合并对所产生的气泡进行破碎的气泡发生器，所述气泡发生器的所述气液出口与所述反应器主体的所述入口连接。优选地，所述催化剂床的催化剂颗粒的粒径为10-25μm。优选地，所述气泡发生器设置为能够产生的气泡的直径尺寸为10-50μm。优选地，所述入口设置在所述反应器主体的下端，所述出口设置在所述反应器主体的上端。优选地，所述反应器主体内设置有位于所述催化剂床下方的气体分布器。优选地，所述反应器主体为筒状结构，所述筒状结构包括依次设置的具有所述入口的下封头、具有所述催化剂床的所述反应段、直径大于所述反应段的扩展段以及具有所述出口的上封头。优选地，所述扩展段的直径为所述反应段的直径的1.2-2.5倍，优选为1.3-1.5倍。优选地，所述筒状结构的直径为0.5-1.0m。优选地，所述反应段内设置有至少一个沿所述反应器主体的轴向呈螺旋状延伸的扭曲片。优选地，所述扭曲片的扭曲角度为90°-1080°，优选为120°-360°。优选地，从所述扭曲片的一端朝向另一端贯穿形成有竖孔。根据本专利技术的另一方面，还提供一种反应系统，所述反应系统包括如上所述的流化床反应器，所述流化床反应器设置有一个或者至少两个，至少两个所述流化床反应器并联设置。本专利技术提供的流化床反应器及反应系统，结构简单，操作容易，而且本专利技术提供的流化床反应器及反应系统，通过气泡发生器使得气液反应物料的气泡尺寸较小，并且使得催化剂处于流化状态与气液反应物料一起运动而混合产生反应，增强了气液反应物料与催化剂之间的混合程度，气液分布均匀，可以大大提高相间传质效率。附图说明图1为根据本专利技术的一个实施方式中流化床反应器的结构示意图；图2为反应器主体内扭曲片的结构示意图；图3为从图2的A向看的结构示意图；图4为包括有多个并联的流化床反应器的反应系统的结构示意图。附图标记说明1-反应器主体；11-入口；12-出口；13-反应段；14-扩展段；15-下封头；16-上封头；17-扭曲片；18-气体分布器；2-气泡发生器；21-气液入口；22-气液出口；3-液体输入管路；4-液体输入管路；5-反应产物输出管路。具体实施方式以下结合附图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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。本专利技术提供一种流化床反应器，如图1所示，该流化床反应器包括具有入口11和出口12的反应器主体1，所述反应器主体1包括设置有催化剂床的反应段13，所述催化剂床在从所述入口11注入的流体的作用下能够呈流化状态并与流体一起运动；该流化床反应器还包括具有气液入口21和气液出口22且能够对进入的气体和液体进行混合并对所产生的气泡进行破碎的气泡发生器2，所述气泡发生器2的所述气液出口22与所述反应器主体1的所述入口11连接。在应用于碳三馏分的加氢反应时，液体(碳三馏分液相)和气体(氢气)进入到气泡发生器2内，在气泡发生器2内混合并产生大量的微小气泡，然后，气液反应物料从气泡发生器2进入到反应器主体1的入口21内，进入到反应器主体1内的气液反应物料可使得催化剂床的催化剂处于流化状态，气液反应物料与处于流化状态的催化剂一起运动，同时发生加氢反应，然后反应产物从反应器主体1的出口12排出。在此需说明的，该流化床反应器是以碳三馏分加氢反应为例进行的说明，应该理解的是，该流化床反应器并不限于碳三馏分加氢反应，也适合用于其它合适物料的反应。本专利技术提供的技术方案，通过气泡发生器2使得气液反应物料的气泡尺寸较小，并且使得催化剂处于流化状态与气液反应物料一起运动而混合产生反应，增强了气液反应物料与催化剂之间的混合程度，气液分布均匀，大大提高了相间传质效率。优选地，所述催化剂床层的催化剂颗粒的粒径为10-25μm，利于催化剂在气液反应物料的作用下呈流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流化床反应器，其特征在于，所述流化床反应器包括具有入口(11)和出口(12)的反应器主体(1)，所述反应器主体(1)包括设置有催化剂床的反应段(13)，所述催化剂床在从所述入口(11)注入的流体的作用下能够呈流化状态；/n所述流化床反应器还包括具有气液入口(21)和气液出口(22)且能够对进入的气体和液体进行混合并对所产生的气泡进行破碎的气泡发生器(2)，所述气泡发生器(2)的所述气液出口(22)与所述反应器主体(1)的所述入口(11)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种流化床反应器，其特征在于，所述流化床反应器包括具有入口(11)和出口(12)的反应器主体(1)，所述反应器主体(1)包括设置有催化剂床的反应段(13)，所述催化剂床在从所述入口(11)注入的流体的作用下能够呈流化状态；
所述流化床反应器还包括具有气液入口(21)和气液出口(22)且能够对进入的气体和液体进行混合并对所产生的气泡进行破碎的气泡发生器(2)，所述气泡发生器(2)的所述气液出口(22)与所述反应器主体(1)的所述入口(11)连接。


2.根据权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于，所述催化剂床的催化剂颗粒的粒径为10-25μm。


3.根据权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于，所述气泡发生器(2)设置为能够产生的气泡的直径尺寸为10-50μm。


4.根据权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于，所述入口(11)设置在所述反应器主体(1)的下端，所述出口(12)设置在所述反应器主体(1)的上端。


5.根据权利要求4所述的流化床反应器，其特征在于，所述反应器主体(1)内设置有位于所述催化剂床下方的气体分布器(18)。


6.根据权利要求4所述的流化床反应器，其特征在于，所述反应器主...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊杰，杨士芳，李宏光，乐毅，房艳，杨沙沙，李晓锋，张利军，周丛，石莹，王国清，
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北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11