[发明专利]沸腾床加氢反应器及其使用方法

权利要求书

1.一种沸腾床加氢反应器，包括：

承压外壳（3），

设置于所述承压外壳上部空间内的气液固三相旋流分离器，和设置于所述气液固三相旋流分离器底部的止逆锥（12），

设置于所述承压外壳中部的降液式液相产品引出管（11），以及

设置在所述承压外壳上的气相出口（7）、液相出口（13）和气液混相进口（1），

其中，所述气液固三相旋流分离器自上而下依次由出口转子（8）、旋转轴（9）、旋转筒体（10）、柱段（6）、锥段（5）和底流管（4）同轴设置而成，

其中，旋转筒体套于降液式液相产品引出管外围，柱段套于旋转筒体外围；柱段、锥段由上至下连通；出口转子及旋转筒体上均布置有旋流导叶片；

其中，所述降液式液相产品引出管直径为承压外壳直径的5 ~ 10%，与承压外壳同轴布置，其贯穿于整个沸腾床加氢反应器内部，在下部封头设有出口。

2.如权利要求1所述的沸腾床加氢反应器，其特征在于，所述止逆锥为纺锤形结构，上部锥角为15～150°，下部锥角大于上部锥角，以防止液相倒流。

3.如权利要求1所述的沸腾床加氢反应器，其特征在于，所述出口转子及其表面附着的旋流导叶片是焊接或是铆接在其上的，叶片均布于筒体上；所述柱段直径为承压外壳直径的10～90%，柱段高度为承压外壳切线高度的2.5～10%；所述锥段的母线同水平面的夹角为20～80°；所述旋转筒体的直径为承压外壳直径的20～80%；所述旋转轴的直径为旋转筒体直径的5～20%，高度h1在150~500 mm之间；所述出口转子的直径为旋转筒体直径的15～30%；所述出口转子、旋转轴和旋转筒体组成的旋转装置在气相出口力的推动下作旋转运动，旋转角速度为10～20 rad/s；所述旋转筒体的锥形部分上开有小孔，小孔直径为催化剂颗粒粒径的3~20倍；所述柱段与旋转筒体高度差h2在100～500 mm之间；降液式液相产品引出管进口和旋转筒体下部高度差h3在200~800mm之间。

4.一种权利要求1-3中任一项所述的沸腾床加氢反应器的使用方法，该方法包括以下步骤：

（i）旋流脱气：在三相混合物进入气液固三相旋流分离器之前，大气泡破裂逃逸进入沸腾床加氢反应器上部空间，在气相出口力的推动下带动出口转子旋转，出口转子带动下部旋转轴及旋转筒体的旋转，液固两相及小气泡组成的混合物进行旋流分离，该过程进行的主要空间是柱段与旋转筒体之间的环隙中，首先经旋转筒体上的旋流导叶片分离，小气泡聚并后上升从气相出口逸出，固液两相继续分离，一部分洁净液相从旋转筒体内在内旋流作用下带入降液式液相产品引出管排出；以及

（ii）旋流脱固：步骤（i）中的液固两相混合物继续在锥段沉积运动，固体颗粒被甩向外壁后沉降，洁净液相上升后最终由降液式液相产品引出管排出，在气液固三相旋流分离器下部出口处，止逆锥的设置有效防止液相倒流，保证了分离精度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述沸腾床加氢反应器以两级或更多级串联使用，其中，空气与水两相混合物进入第一级沸腾床加氢反应器内部，使得原料在沸腾床加氢反应器内部发生反应，三相混合物通过气液固三相旋流分离器分离，洁净液相产品通过管道进入下一级沸腾床加氢反应器继续反应，得到更洁净的液相产品；每一级之间的沸腾床加氢反应器的液面高度差h4大于沿程阻力损失增加1 m。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，反应原料为各种生物质经过快速热裂解、慢速热裂解、加氢液化、气化或炭化热裂解过程得到的液体。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，反应原料为来自于石油的常压渣油、减压渣油或馏分油；或者来自于煤热解的低温煤焦油、中温煤焦油或高温煤焦油。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，催化剂颗粒的粒径在0.05 mm~0.1 mm之间。