本实用新型专利技术提供了一种气固两相流化床反应装置，属于有机合成领域。包括由第一反应器和第二反应器组成的反应器、至少两个进料喷嘴、预提升分布环以及催化剂进料管；第二反应器和第一反应器同轴相通且通过变径相连，进料喷嘴开口向下设置于第一反应器器壁，与第一反应器轴向呈一定夹角，预提升分布环设置于第一反应器底部，为螺旋结构；所述催化剂进料管设置于第一反应器器壁上，位于所述预提升分布环与进料喷嘴之间。预提升分布环与进料喷嘴轴向间距为1米，用于避免气体分布环内部结焦。本实用新型专利技术能够有效的提高主风的径向分布，并避免二次风返混导致的气体分布环结焦，从而提高反应器进料段气、固接触效率并延长反应器操作周期。期。期。
【技术实现步骤摘要】
一种气固两相流化床反应装置
[0001]本技术涉及一种含碳和氢的有机化合物的生产设备，具体为一种气固两相流化床反应装置，属于有机合成领域。
技术介绍
[0002]在有机化合物合成领域，原料经常以气态形式进料，并在固体颗粒催化剂催化作用下合成不同的化合物。该类过程在流化床反应器内进行，气相原料一般由位于反应器底部的气体分布装置引入。为优化反应产品分布，部分反应采用二次进料的形式在反应装置下游引入一股二次风。由于二次风的存在，当二次风风量较高时，二次风会以射流的形式对预提升分布环造成磨损。另一方面，对于化学性质不稳定的原料，二次风的返混会造成原料在预提升分布环区域发生副反应而导致结焦，造成反应产物收率降低。同时，二次风的存在使得进料区域内流动变得复杂，气固相的混合并不均匀。
[0003]为解决现有气固两相流化床反应装置二次风进料所带来的问题，一般采用优化二次风进料结构的形式，例如中国专利CN201940218U(申请号201020623000. 4)公布了一种催化裂化提升管反应器进料混合段结构，通过在二次风下游设置导流板内构件，该内构件促使混合段气固两相流动迅速变为“环
‑
核结构”，降低了催化剂的返混，从而提高气固两相的混合、优化了产物分布，但该专利并未解决二次风影响区域较大的问题。中国专利公开CN 104774641 A(申请号 201410014516.1)公布了一种提升管进料混合结构，该结构采用向下设置的进料喷嘴，使得二次风以逆流的形式与预提升来流进行接触，减少了二次风进料影响区域，且逆流接触提高了气固相的接触效率，进而提高了反应器最终收率，然而该专利技术并未解决二次风比例较大时可能对预提升分布环造成磨损，甚至导致预提升分布环周边区域结焦等问题。中国专利公开CN 108543501 A(申请号 201810455805.3)公布了一种气固流化床反应装置，通过在二次风进料喷嘴外设置冷却夹套，降低二次风进料温度，从而解决二次风进料在混合区域结焦问题，然而该技术并未提及预提升分布环由于二次风所带来的结焦及磨损的情况。
[0004]这些专利技术通过优化二次风进料结构，改善了混合段气固接触效率较低的现状，然而并未解决二次风存在对预提升分布环带来的磨损及可能发生的结焦问题。另一方面，预提升分布器对混合段气固接触效率影响较大，而以往专利技术在设计混合结构时并未将该因素列入考察范围。
技术实现思路
[0005]为解决预提升分布环在二次风进料射流影响下可能存在的磨损及结焦问题，本技术提供一种气固两相流化床反应装置，能够避免二次风射流对预提升分布环带来的磨损、结焦，并通过优化预提升分布环结构，促进混合段内气、固接触效率。
[0006]为实现以上目的，本技术提供一种气固两相流化床反应装置，包括由第一反应器和第二反应器组成的反应器、至少两个进料喷嘴、预提升分布环以及催化剂进料管；其
中，第二反应器位于第一反应器的上方同轴相通且二者通过变径相连，所述进料喷嘴设置于第一反应器器壁，与第一反应器轴向呈一定夹角，且进料喷嘴开口向下并与第一反应器内部相通，所述预提升分布环设置于第一反应器底部，为螺旋结构；所述催化剂进料管设置于第一反应器器壁上，位于所述预提升分布环与进料喷嘴之间；
[0007]所述预提升分布环包括螺旋分布管、出风喷嘴、分布环支撑板和预提升分布环进气管，其中，螺旋分布管通过分布环支撑板与第一反应器的器壁相连，出风喷嘴均匀布置于螺旋分布管上且与螺旋分布管相通，预提升分布环进气管与螺旋分布管相通。
[0008]在本技术的一种实施方式中，所述进料喷嘴用于提供二次风，使得二次进料以射流的形式进入反应器。
[0009]在本技术的一种实施方式中，可选的是进料喷嘴有多个，优选的，多个进料喷嘴以第一反应器的轴线中心对称设置在第一反应器的器壁上。
[0010]在本技术的一种实施方式中，所述预提升分布环设置于第一反应器底部，预提升分布环通过开孔(出风喷嘴)将反应物(或辅助气体)以多股射流的形式引入反应器，分布环进料可为反应物或辅助流化风。
[0011]在本技术的一种实施方式中，所述出风喷嘴出口向下且与第一反应器的轴中心线呈5
°
～15
°
夹角，出风喷嘴具有圆形腔体并与螺旋分布管腔体相通，气相进料由螺旋分布管引入，流经螺旋分布管腔体，由出风喷嘴流出。螺旋分布管用于缓冲气相进料，出风喷嘴用于将气相进料均匀分布在混合段。
[0012]在本技术的一种实施方式中，所述分布环支撑板与螺旋分布管直接相连，分布环分布板两端呈梯形结构，中心区域呈长方形结构，分布环支撑板与分布环支撑板之间呈90
°
夹角，用于固定预提升分布环。
[0013]在本技术的一种实施方式中，所述预提升分布环进气管与螺旋分布管直接连接，沿着第一反应器轴向呈90
°
夹角，其内部为圆柱形空腔，其进气端与法兰连接。
[0014]在本技术的一种实施方式中，可选的是出风喷嘴圆形腔体的横截面积由靠近螺旋分布管的一端向靠近反应器底部一端逐渐减少，用于减少压降，并降低分布环上死区比例。
[0015]在本技术的一种实施方式中，可选的是螺旋分布管的进口和出口的横截面积由进口向出口一端逐渐减少，通过流速的改变，保证气体能在分布管不同径向位置具有不同的压力，从而使得出风喷嘴喷出的射流具有相同的气速。
[0016]在本技术的一种实施方式中，可选的是螺旋分布管螺距，由第一反应器中心向反应器边壁逐渐增加，保证出风喷嘴的密度与对应的布气面积相匹配，提高径向布气均匀程度。
[0017]在本技术的一种实施方式中，所述催化剂进料管设置于第一反应器器壁，用于为反应器提供催化剂。
[0018]在本技术的一种实施方式中，可选的是进料喷嘴距离预提升分布环大于等于1米。
[0019]在本技术的一种实施方式中，所述变径根据反应过程特性进行调节，当反应过程为体积缩小反应时，变径呈现出口小、进口大特点，当反应过程为体积扩大反应时，变径呈现出口大、进口小特点。
[0020]在本技术的一种实施方式中，所述第一反应器的边壁上设有催化剂出料管，所述催化剂出料管与外置的催化剂再生器的进料口连接，催化剂进料管与所述催化剂再生器的出料口相连。
[0021]在本技术的一种实施方式中，所述第二反应器包括旋风分离器，所述旋风分离器设置在第二反应器顶部，用于反应产物气固分离。
[0022]在本技术的一种实施方式中，所述第二反应器还包括催化剂循环管线，所述催化剂循环管线位于第二反应器的中下部，与第一反应器的催化剂进料管相连，在第一反应器催化剂浓度较低时，可将第二反应器抽出部分待生催化剂直接通过催化剂循环管线运送到第一反应器。
[0023]本技术提供的气固两相流化床反应装置的运行原理如下：所述装置包括第一反应器和第二反应器、至少两个进料喷嘴、预提升分布环和催化剂进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气固两相流化床反应装置，其特征在于，包括由第一反应器(1)和第二反应器(2)组成的反应器、至少两个进料喷嘴(3)、预提升分布环(4)及催化剂进料管(5)；其中，第二反应器(2)位于第一反应器(1)的上方同轴相通且二者通过变径相连，所述进料喷嘴(3)设置于第一反应器(1)器壁，与第一反应器(1)轴向呈一定夹角，且进料喷嘴(3)开口向下并与第一反应器(1)内部相通，所述预提升分布环(4)设置于第一反应器(1)底部，为螺旋结构；所述催化剂进料管(5)设置于第一反应器(1)器壁上，位于所述预提升分布环(4)与进料喷嘴(3)之间；所述预提升分布环包括螺旋分布管(4A)、出风喷嘴(4B)、分布环支撑板和预提升分布环进气管(4E)，其中，螺旋分布管(4A)通过分布环支撑板与第一反应器(1)的器壁相连，出风喷嘴(4B)均匀布置于螺旋分布管(4A)上且与螺旋分布管(4A)相通，预提升分布环进气管(4E)与螺旋分布管(4A)相通。2.根据权利要求1所述的一种气固两相流化床反应装置，其特征在于，所述进料喷嘴(3)用于提供二次风，使得二次进料以射流的形式进入反应器；多个进料喷嘴(3)以第一反应器(1)的轴线中心对称设置在第一反应器(1)的器壁上。3.根据权利要求1所述的一种气固两相流化床反应装置，其特征在于，所述出风喷嘴(4B)出口向下且与第一反应器(1)的轴中心线呈5
°
～15
°
夹角，出风喷嘴(4B)具...
【专利技术属性】
技术研发人员：周帅帅，田亚杰，张经纬，杨浩，蒲彦锋，李静，乔聪震，卢春喜，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：新型
国别省市：
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