[实用新型]一种用于费托合成反应器的气体分布器

说明书

本实用新型涉及一种用于费托合成反应器的气体分布器，该气体分布器呈垂直方向的双层布置，上层分布器为管式分布器，通入低氢碳比原料气，下层分布器形式可以采用两种，一种为下方配有预分布器的板式分布器，另一种为管式分布器，通入富氢气。与现有技术相比，本实用新型可提高有效气(氢气与一氧化碳)的转化率，提高催化剂寿命，降低吨产品催化剂消耗量。

技术领域

本实用新型涉及一种气体分布器，尤其是涉及一种用于费托合成反应器的气体分布器。

背景技术

费托合成技术的主要反应为一氧化碳与氢气在催化剂的作用下生成碳氢化合物，所生成的碳氢化合物在常温常压下大部分为液态，还有部分是气态。根据目标产物、催化剂和反应条件的不同，费托合成技术可分为高温费托合成和低温费托合成技术。低温费托合成采用固定床或浆态床反应器，主要产品为柴油、石脑油和高品质蜡。高温费托合成反应温度采用流化床反应器，主要产品为汽油、柴油、含氧有机化学品和烯烃。

本领域公认反应器入口气的气体分布质量和氢碳比对产品选择性和催化剂寿命影响显著。费托合成反应器入口气一般由原料合成气、循环尾气和来自其他单元的富氢气组成，现有技术将上述气体混合后通过气体分布器或分布板进入反应器，存在有效气转换率较低，催化剂寿命较短，吨产品催化剂消耗量较高等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的催化剂寿命短和烯烃选择性低的问题，提供一种能够提高有效气转化率和催化剂寿命的费托合成反应器气体分布器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于费托合成反应器的气体分布器，呈垂直方向的双层布置，上层分布器通入低氢碳比原料气，下层分布器通入富氢气。

费托合成反应器使用铁基或钴基催化剂，反应温度200～400℃，反应压力1.0～6.0MPa，反应器类型为气固流化床或气液固浆态床。上层分布器压降大于0.01MPa，通入的低氢碳比原料气中氢碳比0.7～2，一般是来自净化的新鲜合成气。下层分布器压降大于0.01MPa，通入的富氢气中氢气含量大于40vol％，采用循环气或循环气和原料气的混合气，优选循环气。控制两个分布器通入的气体混合后氢碳比为3-6。

所述上层分布器为管式分布器，该管式分布器与反应器呈同心设置，在其分布管上设置多个喷嘴，喷嘴出口方向向下，与垂直方向呈0～60度的夹角。

所述下层分布器的形式可以采用两种，一种为下方配有预分布器的板式分布器，另一种为管式分布器。

所述板式分布器上均匀开圆形孔，分布器与反应器壳体之间通过焊点、螺栓、支架等固定形式的一种或多种组合连接，连接处通过填充密封材料或焊接密封，圆形孔上安装带孔板的喷嘴或风帽。

所述预分布器的气体出口与反应器呈同心设置，方向垂直向下。

下层分布器为管式分布器时，该管式分布器与反应器呈同心设置，在其分布管上设置多个喷嘴，喷嘴出口方向向下，与垂直方向呈0～60度的夹角。与现有技术相比，本实用新型提供的气体分布器可以对气体进行两次再分布，显著改善气体在反应器内径向分布的均匀性，减少副反应，提高有效气转化率。首先，管式分布器(或预分布器)的气体出口向下使气体先下后上折流运动，折流气体与出口气体逆向对流进行第一次再分布。随后，两层分布器射出的气体在分布器之间逆向对流进行第二次再分布。

影响费托合成催化剂使用寿命的主要因素有两个：(1)催化剂表面及孔道结碳导致催化剂失活；(2)局部气速过快导致催化剂颗粒剧烈冲击导致破碎损失。本实用新型针对上述两点提出了优化的设计方案，增加催化剂寿命，降低吨产品催化剂消耗：

(1)低氢碳比的原料气和富氢气分别从上下两层分布器进入费托合成反应器，低氢碳比的原料气在催化剂活性中心上反应生成烃类产品，富氢气将生成的烃类快速脱除，避免活性中心结碳；