氣-液-固三相
漿態(tài)床反應器具有溫度分布均勻、傳質效果好、生產能力大、能耗低、操作簡單等優(yōu)點,在能源化工、精細化工、材料化工和醫(yī)藥化工等方面應用廣泛,也是當今費托合成反應器的優(yōu)選。由于固體催化劑需要不斷地循環(huán)利用且液體產物需及時從反應器中移除,液固分離成為連續(xù)生產的關鍵。傳統(tǒng)漿態(tài)床技術需要單獨的固液分離系統(tǒng),存在連續(xù)性操作程度低、操作費用高、產量不穩(wěn)定、安全性差等問題,從而限制了其大規(guī)模的推廣應用。
針對以上難題,開發(fā)出一種新型內循環(huán)漿態(tài)床混合與分離過程強化反應器,無需額外動力,利用內環(huán)流反應器漿液提供的定向循環(huán)動力在水力旋流器中實現(xiàn)了液固分離,可使粒徑大于59μm以上的氧化鋁顆粒長時間截留在反應器中進行循環(huán)利用。在前期成功的基礎上,應用同樣工作原理,成功開發(fā)出新型外循環(huán)漿態(tài)床混合與分離過程強化反應器。與內循環(huán)漿態(tài)床反應器相比,外循環(huán)漿態(tài)床反應器的操作空間較大,能進行多個水力旋流器的并聯(lián),混合和換熱效果更好,處理量和操作彈性更大。該新型漿態(tài)床反應器不僅可實現(xiàn)大規(guī)模、連續(xù)化生產,而且節(jié)能環(huán)保,工藝本質安全,具有重大的工業(yè)應用前景。
依據(jù)催化加氫過程進料原料油性質的不同,相應地所采用的工藝流程和催化劑是不相同的,其反應的形式也有各異,一般有三種類型:固定床反應器、移動床反應器和流化床反應器。
根據(jù)漿態(tài)床反應器用狀態(tài)下,高溫介質是否與器壁接觸,可以分為冷壁結構及熱壁結構。
冷壁式反應器是在設備內壁設置非金屬隔熱層,有些還在隔熱層內襯不銹鋼套,使反應器的設計壁溫降至300℃以下,因而就可以選用15CrMoR或碳鋼,內壁也不用堆焊不銹鋼,從而大大降低了制造難度。
但由于冷壁式反應器的隔熱層占據(jù)內殼空間,減少了反應器容積的利用率,浪費了材料,而且冷壁式反應器內的非金屬隔熱層在介質的沖刷下,或在溫度的變化中易損壞,操作一段時間后可能就需要修理或更換,且施工和修理費用較高。如果操作時襯里脫落,襯里脫落處附近的反應器壁會超過設計溫度,從外觀看,該處油漆會變色。因此反應器的不安全隱患大大增加,嚴重時甚至造成裝置的被迫停車。
熱壁式反應器的器壁直接與介質接觸,器壁溫度與操作溫度基本一致,所以被稱為熱壁式反應器。雖然熱壁反應器的制造難度較大,一次性投資較高,但它可以保證長周期安全運行,目前已在上普遍采用。