漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置，包括罐體，所述罐體內(nèi)自上而下設(shè)有反沖洗區(qū)、過濾區(qū)和液體收集區(qū)；所述罐體內(nèi)上部設(shè)有隔板，所述反沖洗區(qū)與過濾區(qū)通過所述隔板隔開；所述罐體內(nèi)下部設(shè)有過濾柱支撐座，所述過濾區(qū)與液體收集區(qū)通過所述過濾柱支撐座隔開；所述過濾區(qū)內(nèi)設(shè)有中空過濾柱，所述隔板上開設(shè)有過濾孔，所述中空過濾柱的一端與所述過濾孔相通；所述過濾柱支撐座上開設(shè)有過濾柱支撐孔，所述中空過濾柱的另一端穿過過濾柱支撐孔與所述液體收集區(qū)相通。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、能將漿態(tài)床費(fèi)托合成中液態(tài)產(chǎn)品和催化劑等固態(tài)物質(zhì)進(jìn)行有效分離。
【專利說明】
漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及費(fèi)托合成反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]費(fèi)托合成(Fischer-Tropsch Synthesis)，也稱為FT合成，是一氧化碳非均相催化加氫生成分子量分布很寬的烴類產(chǎn)物的化學(xué)反應(yīng)，在不同催化劑和不同反應(yīng)條件下，也可以生成烷烴、烯烴、醇、醛、酸等有機(jī)化合物。利用費(fèi)托合成反應(yīng)制備液體燃料，對(duì)實(shí)現(xiàn)石油替代、保障能源供應(yīng)安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]在費(fèi)托合成工藝中，漿態(tài)床反應(yīng)器因其良好的傳熱傳質(zhì)效果、壓力降小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低以及易于大型化的特點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，原料氣預(yù)熱后經(jīng)反應(yīng)器底部的氣體分布器進(jìn)入反應(yīng)器，分散后的氣體與催化劑接觸進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，生成液態(tài)烴類產(chǎn)物，未反應(yīng)的氣體和氣相產(chǎn)物由反應(yīng)器上部排出，反應(yīng)器內(nèi)的液相產(chǎn)物則需要經(jīng)過過濾器不定時(shí)的排出。然而，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，催化劑活性逐漸下降，需要將失活催化劑從反應(yīng)器底部排出，同時(shí)向反應(yīng)器中添加新鮮的催化劑，以維持整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的催化劑性能穩(wěn)定。費(fèi)托合成反應(yīng)的催化劑主要為鐵和鈷催化劑，在需要將失活的催化劑從反應(yīng)器內(nèi)排出時(shí)，由于漿態(tài)床反應(yīng)器中采用的催化劑顆粒粒徑通常在30?150μπι之間，催化劑的顆粒極細(xì)小，催化劑與液體產(chǎn)物分離困難成為漿態(tài)床反應(yīng)器的主要問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、能將漿態(tài)床費(fèi)托合成中液態(tài)產(chǎn)品和催化劑等固態(tài)物質(zhì)進(jìn)行有效分離的漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置，包括罐體，所述罐體內(nèi)自上而下設(shè)有反沖洗區(qū)、過濾區(qū)和液體收集區(qū);所述罐體內(nèi)上部設(shè)有隔板，所述反沖洗區(qū)與過濾區(qū)通過所述隔板隔開;所述罐體內(nèi)下部設(shè)有過濾柱支撐座，所述過濾區(qū)與液體收集區(qū)通過所述過濾柱支撐座隔開;所述過濾區(qū)內(nèi)設(shè)有中空過濾柱，所述隔板上開設(shè)有過濾孔，所述中空過濾柱的一端與所述過濾孔相通;所述過濾柱支撐座上開設(shè)有過濾柱支撐孔，所述中空過濾柱的另一端穿過過濾柱支撐孔與所述液體收集區(qū)相通;所述罐體頂部開設(shè)有漿液進(jìn)入口，所述漿液進(jìn)入口由第一導(dǎo)管穿過所述隔板與所述過濾區(qū)連通;所述罐體底部開設(shè)有催化劑出口，所述催化劑出口由第二導(dǎo)管穿過所述過濾柱支撐座與所述過濾區(qū)連通;所述反沖洗區(qū)側(cè)壁開設(shè)有反沖洗口，所述液體收集區(qū)側(cè)壁開設(shè)有液體出口。
[0006]進(jìn)一步地，所述中空過濾柱為粉末金屬燒結(jié)過濾管、外層覆蓋濾布的多層金屬絲網(wǎng)過濾管、或兩層金屬絲網(wǎng)中填充石英砂的填充式過濾管。
[0007]進(jìn)一步地，所述中空過濾柱下方設(shè)有與之相通的空心支撐管，所述中空過濾柱的頂端與所述隔板上的過濾孔相通，所述空心支撐管的底端與所述過濾柱支撐孔相通。
[0008]再進(jìn)一步地，所述液體出口處設(shè)有與外部連通的第三導(dǎo)管，所述第二導(dǎo)管和所述第三導(dǎo)管上均設(shè)有控制閥門。
[0009]再進(jìn)一步地，所述過濾區(qū)內(nèi)設(shè)有4?20個(gè)中空過濾柱。
[0010]還進(jìn)一步地，所述過濾柱支撐座為圓錐型支撐座，所述催化劑出口通過第二導(dǎo)管與圓錐型支撐座的頂端連通。
[0011]更進(jìn)一步地，所述第三導(dǎo)管上連接有抽濾裝置。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:所設(shè)計(jì)的固液分離裝置經(jīng)過設(shè)置于內(nèi)部的中空過濾柱將含催化劑的漿液中的液態(tài)產(chǎn)品分離，并且液態(tài)產(chǎn)品可直接回收排出裝置，過濾后的漿液中的催化劑含量較高，可直接進(jìn)入漿態(tài)床反應(yīng)器中再次利用，或者進(jìn)入催化劑再生裝置回收再利;該分離裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、建設(shè)成本較低、操作方便易行。
【附圖說明】
[0013]圖1為一種漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為圖1所示分離裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:罐體1，反沖洗區(qū)2，過濾區(qū)3，液體收集區(qū)4，隔板5(其中，過濾孔5a)，過濾柱支撐座6 (其中，過濾柱支撐孔6a )，中空過濾柱7 (其中，空心支撐管7a)，漿液進(jìn)入口 8，催化劑出口 9，反沖洗口 10，液體出口 11，第一導(dǎo)管12，第二導(dǎo)管13，第三導(dǎo)管14，控制閥門15，抽濾裝置16。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0017]如圖1?2所示的用于漿態(tài)床費(fèi)托合成反應(yīng)中的固液分離裝置，包括罐體I，罐體I內(nèi)自上而下設(shè)有反沖洗區(qū)2、過濾區(qū)3和液體收集區(qū)4;罐體I內(nèi)上部設(shè)有隔板5，反沖洗區(qū)2與過濾區(qū)3通過隔板5隔開;罐體I內(nèi)下部設(shè)有過濾柱支撐座6，過濾區(qū)3與液體收集區(qū)4通過過濾柱支撐座6隔開;過濾區(qū)3內(nèi)設(shè)有中空過濾柱7，隔板5上開設(shè)有過濾孔5a，中空過濾柱7的一端與過濾孔5a相通;過濾柱支撐座6上開設(shè)有過濾柱支撐孔6a，中空過濾柱7的另一端穿過過濾柱支撐孔6a與液體收集區(qū)4相通;罐體I頂部開設(shè)有漿液進(jìn)入口 8，漿液進(jìn)入口 8由第一導(dǎo)管12穿過所述隔板5與過濾區(qū)3連通;罐體I底部開設(shè)有催化劑出口 9，催化劑出口 9由第二導(dǎo)管13穿過過濾柱支撐座6與所述過濾區(qū)3連通;反沖洗區(qū)2側(cè)壁開設(shè)有反沖洗口 10，液體收集區(qū)4側(cè)壁開設(shè)有液體出口 11。
[0018]漿態(tài)床反應(yīng)器中反應(yīng)后的含有催化劑的漿液從反應(yīng)器中流出，直接經(jīng)罐體I頂部的漿液進(jìn)入口8進(jìn)入分離裝置的過濾區(qū)3，催化劑漿液開始沉降，漿液中的液態(tài)烴會(huì)通過中空過濾柱7被過濾出，并直接進(jìn)入液體收集區(qū)4，再通過液體出口 11排出分離裝置，經(jīng)過過濾后，剩下的漿液中的催化劑固含量較高，在逐漸沉降過程中，剩下的漿液會(huì)進(jìn)一步分層，上層為液態(tài)烴，下層為催化劑含量較高的漿液，上層液態(tài)烴可通過中空過濾柱7流入液體收集區(qū)4，下層的催化劑含量較高的漿液經(jīng)由導(dǎo)管從罐體I底部的催化劑出口9排出，整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了液體產(chǎn)品與催化劑的分離，經(jīng)過過濾后從罐體I底部排出的催化劑固含量高的漿液可以進(jìn)入漿態(tài)床反應(yīng)器中再次使用，或者可以進(jìn)入再生裝置進(jìn)行回收再利用。多次使用后，過濾柱過濾效果會(huì)下降，可用水經(jīng)反沖洗口 10進(jìn)入罐體中對(duì)過濾柱進(jìn)行多次反向沖洗，以恢復(fù)過濾效果。
[0019]上述技術(shù)方案中，中空過濾柱7為粉末金屬燒結(jié)過濾管、外層覆蓋濾布的多層金屬絲網(wǎng)過濾管、或兩層金屬絲網(wǎng)中填充石英砂的填充式過濾管。
[0020]上述技術(shù)方案中，中空過濾柱7下方設(shè)有與之相通的空心支撐管7a，中空過濾柱7的頂端與所述隔板5上的過濾孔5a相通，空心支撐管7a的底端與過濾柱支撐孔6a相通。在中空過濾柱7下端設(shè)置與之相通的空心支撐管7a，可以防止過濾柱出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。通過控制流入罐體I的催化劑漿液的量，使沉降進(jìn)行分層后的下層催化劑固含量高的漿液高度達(dá)到空心支撐管7a上方，則可以使上層的液態(tài)烴完全通過中空過濾柱7流入液體收集區(qū)4。
[0021]上述技術(shù)方案中，液體出口11處設(shè)有與外部連通的第三導(dǎo)管14，第二導(dǎo)管13和第三導(dǎo)管14上均設(shè)有控制閥門15。當(dāng)向罐體I中加入催化劑漿液進(jìn)行過濾之前將控制閥門均關(guān)閉，使?jié){液控制在罐體I內(nèi)沉降、過濾;在對(duì)罐體I進(jìn)行反沖洗時(shí)，先關(guān)閉液體出口 11處的控制閥門15，打開催化劑出口 9處的控制閥門15，沖洗劑從反沖洗口 10進(jìn)入分離裝置，通過反沖洗區(qū)2分流進(jìn)入各個(gè)過濾柱，經(jīng)過過濾柱反滲到罐體I內(nèi)部，通過催化劑出口9排出，清洗結(jié)束后，打開液體出口 11處的控制閥門15，將液體收集區(qū)4內(nèi)留存的洗液排出。
[0022]上述技術(shù)方案中，過濾區(qū)3內(nèi)設(shè)有4?20個(gè)中空過濾柱。
[0023]上述技術(shù)方案中，過濾柱支撐座6為圓錐型支撐座，催化劑出口9通過第二導(dǎo)管13與圓錐型支撐座的頂端連通。
[0024]上述技術(shù)方案中，第三導(dǎo)管14上連接有抽濾裝置16。
[0025]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以設(shè)計(jì)出若干更改和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置，包括罐體(I)，其特征在于: 所述罐體(I)內(nèi)自上而下設(shè)有反沖洗區(qū)(2)、過濾區(qū)(3)和液體收集區(qū)(4); 所述罐體(I)內(nèi)上部設(shè)有隔板(5)，所述反沖洗區(qū)(2)與過濾區(qū)(3)通過所述隔板(5)隔開;所述罐體(I)內(nèi)下部設(shè)有過濾柱支撐座(6)，所述過濾區(qū)(3)與液體收集區(qū)(4)通過所述過濾柱支撐座(6)隔開； 所述過濾區(qū)(3)內(nèi)設(shè)有中空過濾柱(7)，所述隔板(5)上開設(shè)有過濾孔(5a)，所述中空過濾柱(7)的一端與所述過濾孔(5a)相通；所述過濾柱支撐座(6)上開設(shè)有過濾柱支撐孔(6a)，所述中空過濾柱(7)的另一端穿過過濾柱支撐孔(6a)與所述液體收集區(qū)(4)相通； 所述罐體(I)頂部開設(shè)有漿液進(jìn)入口(8)，所述漿液進(jìn)入口(8)由第一導(dǎo)管(12)穿過所述隔板(5)與所述過濾區(qū)(3)連通;所述罐體(I)底部開設(shè)有催化劑出口(9)，所述催化劑出口(9)由第二導(dǎo)管(13)穿過所述過濾柱支撐座(6)與所述過濾區(qū)(3)連通； 所述反沖洗區(qū)(2)側(cè)壁開設(shè)有反沖洗口(10)，所述液體收集區(qū)(4)側(cè)壁開設(shè)有液體出口(Il)02.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置，其特征在于:所述中空過濾柱(7)為粉末金屬燒結(jié)過濾管、外層覆蓋濾布的多層金屬絲網(wǎng)過濾管、或兩層金屬絲網(wǎng)中填充石英砂的填充式過濾管。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置，其特征在于:所述中空過濾柱(7)下方設(shè)有與之相通的空心支撐管(7a)，所述中空過濾柱(7)的頂端與所述隔板(5)上的過濾孔(5a)相通，所述空心支撐管(7a)的底端與所述過濾柱支撐孔(6a)相通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置，其特征在于:所述液體出口(11)處設(shè)有與外部連通的第三導(dǎo)管(14)，所述第二導(dǎo)管(13)和所述第三導(dǎo)管(14)上均設(shè)有控制閥門(15)。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置，其特征在于:所述過濾區(qū)(3)內(nèi)設(shè)有4?20個(gè)中空過濾柱(7)。6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置，其特征在于:所述過濾柱支撐座(6)為圓錐型支撐座，所述催化劑出口(9)通過第二導(dǎo)管(12)與圓錐型支撐座的頂端連通。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的漿態(tài)床費(fèi)托合成催化劑固液分離裝置，其特征在于:所述第三導(dǎo)管(14)上連接有抽濾裝置(16)。
【文檔編號(hào)】B01D36/04GK205569936SQ201620328532
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年4月19日
【發(fā)明人】海國(guó)良, 李昌元, 劉倩倩, 李程根, 汪大閃, 饒莎莎, 宋德臣, 詹曉東
【申請(qǐng)人】武漢凱迪工程技術(shù)研究總院有限公司