[发明专利]一种浆态床反应器的过滤内构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种将固体颗粒从液体产品中分离出来的设备，可以实现液体产品与固体颗粒连续分离，具体涉及一种浆态床反应器的过滤内构件。

背景技术

浆态床反应器因其分散效果均匀、传递性能良好、操作方便等优点，在化工、石油化工、生物化工等领域的应用非常广泛。尤其是近年来在费托合成以及天然气合成甲醇工艺中和固定床反应器相比浆态床反应器显示出巨大的发展潜力，为其在化工、石油化工、生物化工等领域的推广使用积累了丰富的经验。

在利用浆态床反应器进行费托反应过程中，浆态床反应器中主要含有气态的合成气(包括一氧化碳和氢气)、固态的催化剂颗粒和液态的合成产物(如液体燃料)，而固态的催化剂颗粒与液态燃料通常掺杂在一起而成为浆液物料，一般采用几十微米甚至更细颗粒的催化剂，但随之也带来了反应产物与催化剂颗粒分离这一难题。因此，为了获得较高品质的液态燃料，如何将固态催化剂颗粒与液态燃料有效地分离是非常重要的。

目前，常用的分离形式有两种，在浆态床反应器外部进行分离和在反应器内部增设内构件进行分离。在浆态床反应器外部进行分离作业不可避免地必须将分离后的催化剂通过泵重新输送到浆态床反应器中，不但极大程度上延长了浆态床反应器的操作时间，影响工作效率，而且在利用泵将分离后的催化剂颗粒重新输送到浆态床反应器中的过程中，很容易造成催化剂颗粒的磨损，一方面使催化剂颗粒的粒径变小而增加了以后分离的难度，还使催化剂的活性降低，使催化剂的使用寿命缩短。因此，目前工业装置设计中一般选择在反应器内部增设内构件进行分离。

常用的分离方法有重力沉降、过滤、萃取或磁分离技术等，其中主要采用的两种方法是重力沉降和过滤。沉降分离占用空间大、分离效率低，对大型化工装置而言投资高、效率低；过滤技术是获取高分离效率的常用方法。按流动形式，过滤分为死端过滤和错流过滤，各有优缺点。过滤分离目前存在问题主要有：一是中科合成油采用的是死端过滤(如中国专利CN101396647A)，也是目前工业装置上采用的结构，上下都有集合管，对过滤管周围流场影响较大，由于在端部抽吸，过滤管内轴向位置压差不一致，影响过滤效果，极易发生局部位置的堵塞；二是石油化工科学研究院重点研究错流过滤，有很多类似的专利(例如中国专利CN201558690U)，分离效率较高，压降相对较小，但是浆液走过滤管内侧，在工况不稳定时候，极易发生堵塞，因此工业装置没有采用这种结构；三是目前绝大部分过滤内构件末能充分考虑反应器内含有大量气体的特点，一旦在过滤管处存在大气泡，将大大降低过滤效率，同时滤芯易发生气体富集部位干管、堵塞故障，难以长周期运行。中国专利CN102107130A公开了一种浆态床反应器内置过滤组件，该装置包括滤芯组、脱气罩，滤芯组置于脱气罩内，脱气罩由直筒段和底部收缩段组成，脱气罩内可以放置多个滤芯组，滤芯组顶部低于脱气罩的直筒段顶部、滤芯组底部高于脱气罩的直筒段底部安装，脱气罩的底部收缩段能够避免气泡直接流过滤芯，仅少量气泡随脱气后的液体从脱气罩上沿进入脱气罩，滤芯组周围的气体含量远低于脱气罩外部。该技术增加了脱气罩，降低了滤管周围气含率，避免了气泡直接流过滤芯。但是上述几种结构虽能降低滤管周围气含率，但是并不能达到理想范围(小于10％)，同时过滤管周围液体流速及稳定性直接影响过滤效率，流速过大，没有滤饼，过滤效果反而不好，流速过小，滤饼过厚，增大压降，堵塞过滤管。

发明内容

本发明的目的是提供一种浆态床反应器的过滤内构件，以解决现有过滤管用于浆态床反应器液固分离时所存在的对周围流场影响较大，过滤效果差，容易发生堵塞，滤管周围气含率高，容易发生局部干管等问题。

本发明提供一种浆态床反应器的过滤内构件，其特征在于：该浆态床反应器的过滤内构件包括过滤管束、外循环杯和内循环杯，内循环杯和外循环杯组成环形分离空间，过滤管束置于内循环杯和外循环杯组成的环形分离空间内。

本发明进一步技术特征在于：所述过滤管束由集合管、上环过滤管、下环过滤管、上直过滤管和下直过滤管组成，集合管为一段直管和圆环管的组合体，用于抽出过滤后的清液和注入反冲洗介质(气体或轻油)，上环过滤管和下环过滤管为圆环管，上直过滤管和下直过滤管为直管，一般情况下各部件之间采用焊接连接，圆环管和直管之间连通，集合管位于过滤管束中部，可以尽量保证过滤管束内各部位与外界压差趋于一致。

本发明进一步技术特征在于：所述每组过滤管束采用一个集合管，因此在反应器轴向上对流体影响较小。