運(yùn)行中的三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器的關(guān)閉方法技術(shù)

提供一種運(yùn)行中的三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器(10)的關(guān)閉方法。該三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器(10)具有向下引導(dǎo)的氣體分配噴嘴(30)，氣體分配噴嘴(30)浸沒在固體顆粒材料的漿體(19)中，固體顆粒材料(19)懸浮在反應(yīng)器容器(12)內(nèi)的懸浮液中，其中氣體分配噴嘴(30)與供氣管線(26)流體連通，氣體通過該供氣管線(26)被供給到氣體分配噴嘴(30)中，并通過氣體分配噴嘴(30)向下注入到漿體(19)中，該方法包括突然停止供氣管線(26)到氣體分配噴嘴(30)間的氣流，以留住氣體分配噴嘴(30)內(nèi)的氣體，從而抑制淤漿向上進(jìn)入到氣體分配噴嘴(30)內(nèi)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】本專利技術(shù)涉及一種運(yùn)行中的三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器的關(guān)閉方法。GLT(天然氣液化)技術(shù)是烴類合成方法之一，用于生產(chǎn)液態(tài)燃料和化合物。在本方法中，天然氣被重整以生產(chǎn)合成氣，其主要包括氫氣和一氧化碳。此外，也可以通過煤炭氣化以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)合成氣。通過費(fèi)托烴類合成反應(yīng)，合成氣與費(fèi)托催化劑在升溫加壓反應(yīng)條件下接觸生成烴。費(fèi)托反應(yīng)通常在三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器中進(jìn)行。在這種反應(yīng)器中，當(dāng)被用于費(fèi)托合成時(shí)，固體顆粒催化劑懸浮在液態(tài)烴相中，從而形成漿態(tài)床，以及，合成原料氣體在低處(通常在反應(yīng)器底部或靠近其底部處)被引入到該反應(yīng)器中。當(dāng)烴類合成反應(yīng)發(fā)生時(shí)，氣體鼓泡通過液相，并使催化劑保持懸浮。由于費(fèi)托烴類合成反應(yīng)的放熱特性，因此為避免熱點(diǎn)及催化劑活性后續(xù)降低，保持催化劑懸浮極其重要。合成原料氣體通常由氣體分配器引入到三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器中。例如，如WO 2012/08933所示，氣體分配器可具有朝下的噴嘴或沿著導(dǎo)管或管道長度間隔排列的擴(kuò)散器。設(shè)計(jì)這種氣體分配器的目的之一在于將流體沿導(dǎo)管或管道長度均勻分配，其中噴嘴從導(dǎo)管或管道處向下突出，從而確保各個(gè)噴嘴都以幾乎同等的速率排放氣體。因此，氣體分配器的重要要求之一是在整個(gè)反應(yīng)器橫截面提供均等的氣體分配。這種操作方式通常能防止催化劑在一處濃度過高，或在反應(yīng)器內(nèi)形成停滯區(qū)。這種停滯區(qū)傳熱和傳質(zhì)特性差，可能會(huì)引起熱點(diǎn)、開槽和不可控反應(yīng)發(fā)生。淤漿不得進(jìn)入氣體分配器，尤其是在其含有催化劑時(shí)，更不可行。淤漿可能會(huì)阻礙氣體流過氣體分配器，并且催化劑的存在可能導(dǎo)致氣體分配器內(nèi)的溫度失控升高。為確保氣體均勻分配的氣體分配器的設(shè)計(jì)的首選和原則是本領(lǐng)域所熟知的。因此，應(yīng)當(dāng)以這種方式設(shè)計(jì)氣體分配器，即所有噴嘴均與反應(yīng)器底部等距。例如，正如GB 2410906所教導(dǎo)，這可以通過在氣體分配器下方安裝平板、或者假底或地板創(chuàng)建二維水平面實(shí)現(xiàn)。然后，選用等長的噴嘴來構(gòu)造該氣體分配器就很容易，從而實(shí)現(xiàn)向下引導(dǎo)的噴嘴出口與平板之間等距，這進(jìn)一步限定了淤漿容量的下限。可選地，正如WO 2005/094979所教導(dǎo)，噴嘴可安置于不同高度，或設(shè)定為不同長度，從而保證每個(gè)噴嘴出口與半球狀反應(yīng)器底部等距。針對氣體分配器的設(shè)計(jì)，著名佩里化學(xué)工程師手冊(第五版)提出建議：為了提供恰當(dāng)分配，必須從分配器處限制氣流以保持每個(gè)噴嘴間適當(dāng)大的壓降。因此，根據(jù)該教材，分配器間的壓降應(yīng)至少是床層壓降的30％。盡管，在三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器正常運(yùn)行期間，將氣體穩(wěn)定且高速地注入到反應(yīng)器時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)以上要求，但氣體注入速率下降并最終完全停止時(shí)，反應(yīng)器有計(jì)劃地或緊急關(guān)閉期間，情況就并非如此。簡言之，在分配器內(nèi)低氣流量條件下，每個(gè)噴嘴的壓降自然降低時(shí)，很難保持以上條件。如果不能保持最小壓降，由于分配器內(nèi)氣體分配不均，淤漿可能會(huì)浸入噴嘴。至此，已提議了各種用于漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器的氣體分配器設(shè)計(jì)方案，其中，靠近反應(yīng)器底部設(shè)置氣體分配器是最受歡迎的。通常，隨著氣體被注入到漿態(tài)床，噴嘴設(shè)有同等大小的孔口以保持某一最小壓降。這種壓降確保了經(jīng)過各種噴嘴的氣體均勻分配。這些噴嘴通常還具有直徑遠(yuǎn)大于孔口直徑、且沿氣流方向(例如向下并遠(yuǎn)離孔口)延伸的管道。這樣，在氣體進(jìn)入漿態(tài)床前，氣體流速得以降低，進(jìn)而減少氣體噴流的動(dòng)量和動(dòng)能以防止或減少催化劑的機(jī)械損傷。在有計(jì)劃地或無計(jì)劃地關(guān)閉三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器期間，氣體分配器內(nèi)的氣流量隨時(shí)間不斷減少直至停止。在氣流量減少期間，會(huì)發(fā)生低氣流量情況，氣體分配器內(nèi)壓降降至所要求的最低點(diǎn)以下，導(dǎo)致各個(gè)噴嘴內(nèi)氣體分配不均。于是，淤漿特別容易進(jìn)入那些氣體接收量最小的噴嘴，這會(huì)阻塞噴嘴，引起熱耗散或催化劑分解。GB 2410906公開了一種氣體分配器，該氣體分配器下面設(shè)有一塊平的且有孔的板以支撐沉淀的固體顆粒。至少部分氣體分配器噴嘴朝下，這有助于清除帶孔板上的一些催化劑顆粒。該對比文件確認(rèn)了與干擾漿態(tài)反應(yīng)器內(nèi)正常氣流量相關(guān)的問題，即淤漿進(jìn)入噴灑器和催化劑的沉淀可能引起熱點(diǎn)。該對比文件提出一種技術(shù)方案，其包括一種具有進(jìn)口和出口的氣體分配器，其中，進(jìn)口與清潔液管線連接，出口與集氣容器連接。進(jìn)口管線、清潔液管線及出口管線上均安裝有閥門。當(dāng)氣體注入中斷導(dǎo)致淤漿回流到氣體分配器時(shí)，從氣體分配器到集氣容器之間，淤漿可由清潔液沖洗。因此，該對比文件教導(dǎo)了一種在淤漿進(jìn)入后的氣體分配器淤漿清潔方法，其需要一套復(fù)雜的管道系統(tǒng)、一系列以特定順序開關(guān)的閥門以及若干附加容器。該對比文件還提到液體激冷噴灑器的可能性，其通常設(shè)置在氣體分配器上方，并且可引入激冷流體到漿態(tài)床以防止溫度劇增。US 2012/0177539公開了用于費(fèi)托烴類合成的漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器，其中，備用氣體供應(yīng)管線與合成氣體供應(yīng)管線連接。當(dāng)停止合成氣體供應(yīng)時(shí)，操作第一個(gè)開/關(guān)閥門關(guān)閉合成氣體供應(yīng)。隨后，打開第二個(gè)開/關(guān)閥門使得惰性氣體經(jīng)由備用氣體供應(yīng)管線進(jìn)入氣體分配器。惰性氣體可以在反應(yīng)器外的容器中受壓儲(chǔ)存，并能通過備用氣體供應(yīng)管線排出到氣體分配器內(nèi)。該對比文件教導(dǎo)在保持向反應(yīng)器的惰性氣體氣流的同時(shí)，可避免淤漿浸入到氣體分配器。加熱反應(yīng)器內(nèi)所容之物以避免其凝固，并輔助惰性氣體流引起的催化劑懸浮。根據(jù)該比文件，有必要保持惰性氣體氣流以防止淤漿進(jìn)入氣體分配器。WO 2007/086612公開了一種氣體分配器，其具有朝下的噴嘴，且其下方安裝有水平隔板構(gòu)件，使得從噴嘴中噴出的氣體輔助可能已經(jīng)沉淀在水平隔板構(gòu)件上的催化劑顆粒進(jìn)行再分散。在氣體注入中斷的情況下，還未提出解決淤漿進(jìn)入氣體分配器問題的方案。WO 2005/094979公開了一種氣體分配器，其具有位于反應(yīng)器內(nèi)的朝下的噴嘴，該反應(yīng)器具有一彎曲或半球形底部，其特征在于所有噴嘴均與反應(yīng)器底部等距。然而，還未提出當(dāng)氣體注入中斷時(shí)，防止淤漿浸入噴嘴的解決方案。WO 2005/084790也意識(shí)到費(fèi)托漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)淤漿進(jìn)入氣體分配器的問題，并提議使用朝下的排氣口，其恰好位于氣體分配系統(tǒng)的主體下方(優(yōu)選在1-3米之間)，從而防止淤漿進(jìn)入到氣體分配系統(tǒng)內(nèi)。此外，還公開了注入合適液流到氣流中，該氣流流經(jīng)氣體分配系統(tǒng)以去除催化劑顆粒。由于氣體分配系統(tǒng)內(nèi)的氣體流動(dòng)模式大體向下，因此注入的液體會(huì)沖掉一些可能出現(xiàn)在氣體分配系統(tǒng)中的催化劑顆粒或沉淀物。盡管，排氣口與氣體分配器主體的高度差可以阻止淤漿直接向上進(jìn)入到氣體分配器的主體中，但在低注入氣流量期間，仍不可避免淤漿滲入排氣口或噴嘴。當(dāng)恢復(fù)正常運(yùn)行后，拋開其他問題，需要沖洗出噴嘴內(nèi)的淤漿，因?yàn)橛贊{可能會(huì)給催化劑帶來機(jī)械壓力或引起噴嘴堵塞。此外，為設(shè)置氣體分配系統(tǒng)主體與排氣口或噴嘴之間的必要高度差而設(shè)定的氣體分配系統(tǒng)的大小，也消耗了反應(yīng)器相當(dāng)大的容積。簡言之，過去已提出一些通過保持氣體分配器噴嘴內(nèi)氣流量防止淤漿進(jìn)入的方法。也已提議了一些在淤漿進(jìn)入后，去除氣體分配器內(nèi)淤漿的方法。然而，仍然還需要一種反應(yīng)器的關(guān)閉方法，即防止淤漿進(jìn)入氣體分配器，但不需要保持噴嘴內(nèi)的氣流量。根據(jù)本專利技術(shù)，提供了一種運(yùn)行中的三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器的關(guān)閉方法，該三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器具有向下引導(dǎo)的氣體分配噴嘴，該向下引導(dǎo)的氣體分配噴嘴浸在含有固體顆粒材料的漿體中，該固體顆粒材料懸浮在反應(yīng)器容器內(nèi)的懸浮液中，其中所述氣體分配噴嘴與供氣管線流體連通，氣體本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種運(yùn)行中的三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器的關(guān)閉方法，所述三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器具有向下引導(dǎo)的氣體分配噴嘴，所述氣體分配噴嘴浸沒在固體顆粒材料的漿體中，所述固體顆粒材料懸浮在反應(yīng)器容器內(nèi)的懸浮液中，其中所述氣體分配噴嘴與供氣管線流體連通，氣體通過所述供氣管線被供給到所述氣體分配噴嘴中，通過所述氣體分配噴嘴所述氣體被向下注入到所述漿體中，所述方法包括：突然停止從所述供氣管線到所述氣體分配噴嘴的氣流，以留住所述氣體分配噴嘴內(nèi)的氣體，進(jìn)而抑制淤漿向上進(jìn)入到所述氣體分配噴嘴內(nèi)。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.12.11 ZA 2013/093501.一種運(yùn)行中的三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器的關(guān)閉方法，所述三相漿態(tài)鼓泡塔反應(yīng)器具有向下引導(dǎo)的氣體分配噴嘴，所述氣體分配噴嘴浸沒在固體顆粒材料的漿體中，所述固體顆粒材料懸浮在反應(yīng)器容器內(nèi)的懸浮液中，其中所述氣體分配噴嘴與供氣管線流體連通，氣體通過所述供氣管線被供給到所述氣體分配噴嘴中，通過所述氣體分配噴嘴所述氣體被向下注入到所述漿體中，所述方法包括：突然停止從所述供氣管線到所述氣體分配噴嘴的氣流，以留住所述氣體分配噴嘴內(nèi)的氣體，進(jìn)而抑制淤漿向上進(jìn)入到所述氣體分配噴嘴內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，突然停止從所述供氣管線到所述氣體分配噴嘴的氣流包含：激活所述供氣管線中的快速響應(yīng)閥，以使所述供氣管線與所述氣體分配噴嘴斷開。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述快速響應(yīng)閥的響應(yīng)時(shí)間為1-10秒之間。4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述氣體分配噴嘴具有位于同一高度的出口。5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其包括：在突然停止從所述供氣管線到向下引導(dǎo)的所述氣體分配噴嘴間的惰性氣體氣流以留住向下引導(dǎo)的所述氣體分配噴嘴內(nèi)的惰性氣體，從而抑制淤漿向上進(jìn)入到所述向下引導(dǎo)的氣體分配噴嘴內(nèi)之前，先用惰性氣體氣流替代流向向下引導(dǎo)的所述氣體分配噴嘴的所述活性氣體的氣流，至少用所述惰性氣體部分地將活性氣體沖出向下引導(dǎo)的所述氣體分配噴嘴，從而至少部分地替代向下引導(dǎo)的所述氣體分配噴嘴內(nèi)的所述活性氣體。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述惰性氣體選自由一種或多種稀有氣體、氮?dú)庖约捌渌鼩怏w組成的組，所述組中的氣體在所述反應(yīng)器容器的正常運(yùn)行條件下，不參與所述反應(yīng)器容器...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A·P·斯泰恩伯格，D·D·金列爾，
申請(專利權(quán))人：沙索技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：南非;ZA