[发明专利]一种沸腾床反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种沸腾床反应器，具体地，涉及一种外环流式沸腾床反应器。

背景技术

沸腾床加氢反应器是气液固三相流化床反应器，这类反应器具有以下优点：可加工高金属含量、高残炭值的重、劣质原料；反应器温度易控且均匀，压降低且恒定；可在线加入和取出催化剂，因此催化剂性能可以在整个操作周期保持恒定；可达到较高的转化率和较长的操作周期。

已有的工业化沸腾床加氢技术包括H-Oil工艺和LC-Fining工艺等，这两种工艺的沸腾床反应器内设置有循环杯进行气液分离，分离出的油品经循环下降管和循环泵进行循环。现有的沸腾床加氢工艺存在着以下不足：（1）工艺操作复杂，需要使用复杂的料面监控仪和循环油泵，系统稳定性差，循环油泵发生故障时催化剂会因无法流化而向反应器底部沉降，造成装置被迫停工；（2）反应器内催化剂藏量较低，反应器空间利用率低；（3）能耗大，固体催化剂的流化靠循环油泵打入大量的循环油来实现；（4）循环下降管中氢气很少，为非临氢环境，液体在高温下会发生二次裂解反应结焦而降低产品质量。

目前，沸腾床反应器的改进方向主要包括：降低工艺的复杂性，提高反应器的空间利用率，降低能耗和提高反应器的操作弹性等。例如，CN1448212A公开了一种沸腾床反应器，该沸腾床反应器取消了复杂的料面监控仪和循环油泵，因此具有结构简单、操作容易等特点。但由于该反应器使用粒径为0.1-0.2mm的固体催化剂，因此操作弹性较小，催化剂容易带出反应器，影响系统的操作稳定性。CN201529519U公开了一种外环流式的沸腾床反应器，催化剂可以更好地流化，然而，该反应器在运行过程中循环下降管中几乎没有氢气存在，液体在高温下会发生二次裂解反应结焦而降低产品质量。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的沸腾床反应器存在的上述缺陷，提供一种新的沸腾床反应器。

本发明提供了一种沸腾床反应器，该沸腾床反应器包括壳体和三相分离部件，所述壳体自上而下依次包括扩大段、过渡段和直筒段，所述三相分离部件设置在所述扩大段和所述过渡段内，所述扩大段的侧壁上设置有液体排出口，其中，所述沸腾床反应器还包括外管和气液分布器，所述外管的上端开口和下端开口分别与所述直筒段的侧壁上的上开口和下开口连通，所述气液分布器设置于所述直筒段的底部。

优选地，所述气液分布器的出口位于所述外管的下端开口的下方。

优选地，所述外管的直径与所述直筒段的直径之比为0.5-1：1。在本发明中，“直径”通常是指内径。

优选地，所述外管的上端开口的方向与所述直筒段的轴线的夹角为15-90°，所述外管的下端开口的方向与所述直筒段的轴线的夹角为15-90°。

优选地，所述三相分离部件将所述扩大段和所述过渡段的内部空间分成从内到外依次分布的分离区、第一折流区、第二折流区和液体收集区，所述分离区位于所述直筒段的正上方，所述第一折流区、所述第二折流区和所述液体收集区的底部与所述直筒段之间具有沿着所述壳体的侧壁分布的连通通道；所述分离区的顶部与所述第一折流区连通，所述第一折流区的顶部与所述第二折流区连通，所述液体排出口位于所述液体收集区。

更优选地，所述三相分离部件包括从内到外依次分布的内筒、中筒和外筒，所述内筒和所述中筒的下部均为大开口朝下的空心圆台，所述外筒的上端开口位于所述中筒的上端开口的上方，所述中筒的上端开口位于所述内筒的上端开口的上方；所述外筒的下端开口位于所述中筒的下端开口的上方，所述中筒的下端开口位于所述内筒的下端开口的上方；所述内筒、所述中筒和所述外筒的下端与所述壳体的内壁之间均具有间隙，其中，所述内筒的内壁和所述直筒段的上端开口构成所述分离区；所述中筒的内壁和所述内筒的外壁构成所述第一折流区；所述外筒的内壁和所述中筒的外壁构成所述第二折流区；所述壳体的内壁和所述外筒的外壁构成所述液体收集区。在本发明中，空心圆台的大开口和小开口中的“大”和“小”是相对的概念，空心圆台的大开口是指空心圆台的开口直径较大的一端，空心圆台的小开口是指空心圆台的开口直径较小的一端。

进一步优选地，所述直筒段的直径、所述内筒的下端开口直径、所述中筒的下端开口直径和所述外筒的下端开口直径依次增大。

进一步优选地，所述内筒的上端开口直径、所述中筒的上端开口直径和所述外筒的上端开口直径依次增大。

进一步优选地，所述外筒为直筒。

进一步优选地，所述外筒的上端开口位于所述扩大段的上端开口的下方，所述外筒的下端开口位于所述扩大段的下端开口的下方。