[实用新型]一种带预分离的流化床反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于石油化工、流态化设备技术领域，特别涉及一种带预分离的流化床反应器。

背景技术

石油化工领域的催化裂化(FCC)、甲醇制烯烃等(MTO)等装置目前广泛应用流化床反应器(或再生器)。常规的流化床反应器下部设有气体分布器，上部设有两级旋风分离器。反应器下部称为密相段，上部称为稀相段(通常扩大直径)。生产中在密相流化床底部气体分布器给入工艺气体，气泡在床层浮力作用下向上流动，穿过密相床层进入稀相段。气体夹带部分细粉颗粒继续向上流动，在稀相段气体流速较低，随着气体上升大颗粒粒子逐渐沉降下来，使旋风分离器入口气体中细粉颗粒浓度降低。由于是自然沉降，反应器上部稀相段要求较低的流速需扩大设备直径，自然沉降细粉颗粒浓度一般为5～10kg/m³，若要求细粉颗粒浓度低于该值，目前常规的流化床反应器无法实现。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种带预分离的流化床反应器，可明显降低旋风分离器入口气体中细粉颗粒浓度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括设备壳体、流化介质分布器、一级旋风分离器、二级旋风分离器及预分离设施。

所述的预分离设施，由入口管、预旋分器、输送管三部分组成，布置在流化床稀相段中部或上部中心位置。

所述的入口管为长方形通道，入口端设有喇叭口，根数为1～4根，长度0.5～3m，数根入口管沿旋分器筒体圆周均匀分布，每根入口管蜗壳结构进入或切线结构直接进入预旋分器筒体。

所述的预旋分器为直筒+锥体+料腿结构，锥体下端可以设置灰斗或不设置，料腿向下伸入床层中，料腿下端设置防倒锥或翼阀，流化床反应器中可设置1～8台预旋分器。

所述的输送管由立管段和平管段组成，每根输送管立管段下端与对应的预旋分器气体出口连接，上端通过1～3根平管与1～3组一级旋风分离器入口连接，输送管为密闭连接，立管段中间设置膨胀补偿器或不设置。

所述的流化床反应器在预旋分器入口管上方沿设备截面设置隔离板或不设置。

工艺气从气体分布器进入密相流化床底部，气泡在床层浮力作用下向上流动，穿过密相床层进入稀相段。气体夹带部分细粉颗粒继续向上流动，在稀相段气体流速较低，随着气体上升部分大颗粒粒子逐渐沉降下来，然后气体进入预分离设施。首先经入口管进入预旋分器中，气体携带细粉颗粒在预旋分器中做高速旋转运动，在离心力作用下进行气固分离，分离下来的固体颗粒通过料腿靠重力排入反应器下部的密相流化床中。经预分离的气体从顶部气体出口排出，经输送管进入反应器顶部的两级旋风分离器。预旋分器的效率为70％～90％，可使一级旋风分离器入口细粉颗粒浓度从目前的5～10kg/m³降低到1～2kg/m³。

本实用新型创新点和积极效果：

本实用新型创新点是：在反应器上部设置预分离设施，流化床中夹带细粉颗粒的气体先经预分离设施，再进入一级旋风分离器。

本实用新型积极效果是：可使一级旋风分离器入口气体细粉颗粒浓度从目前的5～10kg/m³降低到1～2kg/m³，从而大幅度降低反应器排出气体细粉颗粒浓度。

附图说明

图1是一种带预分离的流化床反应器的示意图。

1-气体产物出口，2-旋分器入口管，3-输送管，4-膨胀补偿器，5-预分离器入口管，6-预分离器，7-预分离器料腿，8-二级旋风分离器，9-一级旋风分离器，10-反应器壳体，11-气体分布器，12-气体进口，13-集气室。

具体实施方式

图1，反应器壳体10下部设有气体分布器11，气体分布器11与气体进口12连接。反应器壳体10中间设有预分离器6，其上部侧面设有预分离器入口管5，下端与预分离器料腿7连接，顶部中心出口与输送管3连接。输送管3中部设有膨胀补偿器4，其上部与旋分器入口管2连接。旋分器入口管2另一端与一级旋风分离器9入口连接，一级旋风分离器9出口与二级旋风分离器8入口连接，二级旋风分离器8出口与集气室13连接。在反应器壳体10顶部设有气体产物出口1。

工艺气体从气体进口12进入，经气体分布器11分布于密相流化床底部，气体气泡在浮力作用下向上流动，经过流化床继续向上流动进入上部的稀相段，经过4～8m的自由空间进入预分离器入口管5中，经预分离器6离心分离催化剂等颗粒沿料腿排入下方的床层中，气体从顶部中心出口排出，经输送管3、旋分器入口管2进入一级旋风分离器9和二级旋风分离器8，一二级旋风分离器分离下来的催化剂经旋风分离器料腿返回流化床，净化后的气体产物进入集气室13，最后从气体产物出口1离开反应器或再生器。