[发明专利]流化床活化反应器及系统和催化剂活化方法

说明书

本发明涉及费托合成催化剂活化领域，具体涉及一种流化床活化反应器及系统和催化剂活化方法，其中，反应器包括自下而上依次排布的提升段、主反应段和分离段，所述分离段内设置与所述主反应段连通的输送段，所述输送段远离所述主反应段的端部连接气固分离器，所述分离段和所述提升段采用循环管连通；所述主反应段的直径大于所述提升段的直径，所述主反应段的直径大于所述分离段的直径。采用该反应器进行催化剂活化反应，能够提高气固接触效果，提高催化剂的活化效果。

技术领域

本发明涉及费托合成催化剂活化领域，具体涉及一种流化床活化反应器及系统和催化剂活化方法。

背景技术

我国能源结构的特点是富煤、少油和贫气。虽然以石油为原料通过裂化变成小分子的过程具有投资少和操作费用低的优点，但是石油中伴生的硫、氮和金属在炼油过程中很难脱除干净，给环保带来了压力。以煤炭为原料，经过气化和净化工艺变成干净的合成气后，然后通过费托合成反应变成大分子的烃类和醇类。这个过程称为煤炭间接液化。相比于石油炼制过程，虽然煤炭间接液化有投资大和操作成本高的缺点，但是其反应原料是基于分子水平，可以通过合成反应过程控制得到不同分子量的产品，例如：低碳烯烃、汽油、柴油、润滑油和蜡，等等。煤炭间接液化过程的最大优点是产品质量清洁和产品方案灵活，而且随着国际油价的不断攀升，煤炭间接液化也具有一定的经济优势。

煤炭间接液化过程中，最核心的过程是费托合成。工业上广泛应用的费托合成反应器是具有气液固三相体系的浆态床反应器，其中的固相为催化剂，催化剂包括铁基催化剂和钴基催化剂。费托催化剂出厂后处于氧化状态，不具有活性。因此，费托催化剂在进入合成反应器之前必须经过单独的还原活化过程得到具有活性的相态。

CN103551207A公开了一种固定流化床或气固鼓泡床费托催化剂还原活化系统和工艺，该活化系统包括至少一个固定流化床反应器或气固鼓泡床反应器，费托催化剂在其中被还原活化；和至少一个旋风分离器，将费托催化剂细小颗粒和/或粉尘以及还原活化产生的尾气与还原活化后的费托催化剂进行相分离。该活化系统中，固定流化床反应器或气固鼓泡床反应器中催化剂和气体接触效果较差，影响催化剂的活化效果，且催化剂容易磨损产生细粉。

CN106669857A公开了一种沉淀铁费托催化剂活化的方法和一种费托合成方法，其中待活化沉淀铁费托催化剂通过惰性载气输送到流化床形式的活化反应器中，在还原条件下，与还原气体进行接触还原。

CN107149948A公开了一种费托合成铁基催化剂的还原方法，在还原气体存在下，将费托合成铁基催化剂颗粒在固定流化床反应器中进行还原反应。

以上两种费托催化剂的活化方法均侧重于在固定流化床中进行反应，属于间歇操作，给气体循环带来障碍，还会增加催化剂的磨损。

CN106311094A公开了一种费托催化剂还原反应器和费托催化剂还原方法，该还原反应器包括还原段、与所述还原段的上端一体连接且与所述还原段同轴的缩径段、以及由过渡段和直径比所述还原段大的扩径段一体构成的粉尘分离段，所述过渡段的下端与所述缩径段的下端外表面密封连接使得所述缩径段位于所述粉尘分离段的腔体内。具有该结构的反应器能够降低气体入口线速，降低催化剂损耗，但是仍不能满足催化剂的活化要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的催化剂在活化过程中气固接触效果较差，催化剂的活化效果较差，催化剂容易磨损的问题，提供一种流化床活化反应器及系统和催化剂活化方法，该流化床活化反应器具有提高气固接触效果，提高催化剂的活化效果。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种流化床活化反应器，其中，该反应器包括自下而上依次排布的提升段、主反应段和分离段，所述分离段内设置有与所述主反应段连通的输送段，所述输送段远离所述主反应段的端部连接气固分离器，所述分离段和所述提升段采用循环管连通；所述主反应段的直径大于所述提升段的直径，所述主反应段的直径大于所述分离段的直径。