一种用于三相浆态床反应器液固分离的自动过滤/反冲装置制造方法及图纸

一种用于三相浆态床反应器液固分离的自动过滤／反冲系统，其特征在于，该系统包括三个部分：过滤单元、液体处理单元和反冲单元；所述的过滤单元由设置在反应器内的１～５层一级液固分离装置组成，每层液固分离装置包括１～５０组过滤器元件；所述的液体处理单元包括至少一台液体收集槽和至少一套二级液固分离装置及其配套的液体输送泵；所述的反冲单元用于冲洗过滤元件，所用的反冲介质可以采用液体，也可以采用气体，所述的采用液体作为反冲介质的液体反冲单元包括至少一台反冲液体收集槽和至少一台用于提供反冲液体的反冲液体槽，或者包括至少一台反冲液体收集槽和至少一台反冲液体泵，所述的采用气体作为反冲介质的气体反冲单元包括至少一台反冲气体罐；所述的每组过滤元件配置一组过滤／反冲阀门，包括一个过滤阀门和一个反冲阀门，该过滤阀门和反冲阀门分别设置在反应器外与过滤器元件相连的上下总管上，所述的过滤的推动力来自于反应器与液体收集槽之间的压差。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在连续操作的三相浆态床反应器中对固体细颗粒与液相进行自动过滤/反冲的系统，适用于使用三相浆态床反应器进行反应的过程，如从合成气制备碳氢化合物燃料的费托合成过程。
技术介绍
三相床反应器在当今的化工过程中得到了广泛应用，对于反应热很大的催化反应过程，使用三相床反应器可以有效的移走反应热，实现反应器的等温操作，保证反应器的正常运行。常用的三相床反应器为浆态床反应器，包括机械搅拌悬浮反应器和鼓泡悬浮反应器。对于生成液体产物的过程(如费托合成过程)，三相反应器中的含细颗粒催化剂的浆液必须进行液固分离以获得液体产物，理想的液固分离过程应是在反应器内进行的，即将液体移出反应器，但催化剂颗粒留在反应器内；而对于液体为惰性介质的过程(如用合成气生成含氧化合物的过程)液体也必须定时移出和补加，以使液体中的杂质维持在一定水平。三相浆态床反应器的催化剂浆液的液-固分离常在反应器外进行，悬浮液的输送必须使用特殊泵进行，过滤下来的催化剂仍需要以浆液形式返回到反应器中。该过程易于造成催化剂颗粒的破损，因而对反应器的长时间连续操作带来问题。对于内部设置的液固分离装置，在美国能源部的一篇报告里曾经对费托合成浆态床反应器中浆液过滤的问题进行了分析，认为设置在反应器内部的液固分离装置将随着过滤时间的增长很快堵塞，引起运行中断。针对这一报告，挪威国家石油公司在一篇中国专利(申请号9410116.X)提出了一种固/液悬浮体处理设备和多相催化反应设备，该设备为设置在反应器内部的液固分离装置，其主要的特点在于该设备通过将滤出区与反应区之间连通，可以防止固体物质在过滤元件上生成。但是，该专利提供的设备仍然有很大的不足，一是结构复杂，这样将导致维修困难；二是由于没有明确提出程序化的自动反冲洗措施，仍然无法回避随着过滤时间的增长很快堵塞，引起运行中断的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构合理、避免堵塞、能够确保反应器连续正常运行的用于三相浆态床反应器液固分离的自动过滤/反冲系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种用于三相浆态床反应器液固分离的自动过滤/反冲系统，其特征在于，该系统包括三个部分过滤单元、液体处理单元和反冲单元；所述的过滤单元由设置在反应器内的1～5层一级液固分离装置组成，每层液固分离装置包括1～50组过滤器元件；所述的液体处理单元包括至少一台液体收集槽和至少一套二级液固分离装置及其配套的液体输送泵；所述的反冲单元用于冲洗过滤元件，所用的反冲介质可以采用液体，也可以采用气体，所述的采用液体作为反冲介质的液体反冲单元包括至少一台反冲液体收集槽和至少一台用于提供反冲液体的反冲液体槽，或者包括至少一台反冲液体收集槽和至少一台反冲液体泵，所述的采用气体作为反冲介质的气体反冲单元包括至少一台反冲气体罐；所述的每组过滤元件配置一组过滤/反冲阀门，包括一个过滤阀门和一个反冲阀门，该过滤阀门和反冲阀门分别设置在反应器外与过滤器元件相连的上下总管上，所述的过滤的推动力来自于反应器与液体收集槽之间的压差。所述的过滤单元中，每组过滤器元件又由1～40根并列的管式过滤元件组成，并列的管式过滤元件通过上下两个连通管件和2～80组管道连接件组合在一起，再连接到反应器外的总管上。所述的液体处理单元还包括至少一台过滤液体冷却器和/或至少一台液体缓冲槽。所述的包括反冲液体收集槽和用于提供反冲液体的反冲液体槽的液体反冲单元还包括至少一台用于将反冲液体加热到接近反应器温度的反冲液体加热器，反冲液体靠反冲液体槽与反应器之间的压差对反应器内的过滤元件进行冲洗，反冲液体槽前设置至少一台反冲液体泵，以补充反冲液体收集槽内用于反冲的液体。所述的包括反冲液体收集槽和反冲液体泵的液体反冲单元还包括至少一台用于将液体加热到接近反应器温度的反冲液体加热器，反冲液体靠反冲液体泵提供的压力对反应器内的过滤元件进行冲洗。所述的气体反冲单元还包括至少一台将气体加热到接近反应器温度的反冲气体加热器，反冲气体可以是与反应气体相同的气体，也可以是与之不同的惰性气体，反冲气体靠反冲气体罐与反应器之间的压差对反应器内的过滤元件进行冲洗。所述的过滤/反冲阀门将被顺序化地按步骤执行所需的过滤/反冲程序，从而实现某些过滤元件处于过滤状态，某些过滤元件处于反冲状态，某些过滤元件处于两个过程之间的静置状态，过滤、反冲和静置构成一组过滤元件的一个完整动作周期。所述的过滤步骤包括关闭某组过滤元件反冲液体的反冲阀门，同时打开同一过滤元件组的过滤阀门，从而依靠反应器与液体收集槽之间的压差将液体从反应器浆液中滤出；所述的反冲步骤包括关闭某组过滤元件过滤液体出口的过滤阀门，同时打开同一过滤元件组的反冲阀门，从而以一个较高的流体反冲脉冲对过滤元件进行反冲洗；而所述的静置步骤包括同时关闭同一过滤元件组的反冲和过滤阀门。所述的单组过滤元件的过滤时间、反冲时间和静置时间都是可调的，该可调的过滤/反冲/静置的时间设置为过滤5～60分钟，一次反冲为0.5～5秒钟，静置为10～30分钟。所述的过滤/反冲程序首先根据设定的总过滤时间和用于过滤的过滤元件数量来计算单组过滤元件的过滤周期，再根据过滤周期和预先决定的过滤/反冲次序来依次执行阀门组的过滤/反冲/静置操作，过滤/反冲程序每执行完一次，需根据反应器液位的高低和反应器与液体收集槽之间的压差，确认是否改变用于过滤的过滤元件的数量并相应重新计算过滤/反冲周期。所述的液体收集槽处于反应器下游，操作温度与压力比反应器略低，用于接收过滤后的液体，常需设液体加热保温设施，液体收集槽压力靠驰放管线上的调节阀予以调节，也可以增加一条其它气体管线，通过该气体加入量和驰放气量的调节来实现压力的分程控制。所述的液体缓冲槽用于收集来自液体收集槽的液体，操作温度和压力根据输送距离、后处理要求决定，而且操作温度应至少比液体的凝固点高20～50℃，常需设液体加热保温设施，如液体收集槽的压力较高，该缓冲槽还可用于冷却后液体的减压闪蒸，缓冲槽压力靠驰放管线上的调节阀予以调节，也可以增加一条其它气体管线，通过该气体加入量和驰放气量的调节来实现压力的分程控制，在三相床反应器操作温度较高时，需要在液体缓冲罐前设置过滤液体冷却器。所述的对液体作进一步过滤的二级液固分离装置和与之配套的液体输送泵，考虑备用时为多套，液体输送泵设置在二级液固分离装置前和液体缓冲槽之后，一般只需考虑补偿过滤压差和为液体输送到界区外和反冲液体收集槽提供足够的扬程；所述的二级液固分离装置设置是为了将来自反应器内的一级液固分离装置液体中可能夹带的微细颗粒除去，对于以液体为反冲介质的反冲单元，二级过滤后液体中所含固体颗粒的浓度应满足一定要求，一般为1～100ppm，以防止反冲时引起液固分离装置内过滤元件的堵塞。所述的反冲液体收集槽设置在二级液固分离装置后，用于收集用于反冲的液体，其操作温度一般与二级液固分离装置出口温度相同，操作压力则取决于后续设备，反冲液体收集槽的压力靠驰放管线上的调节阀予以调节，还可以增加一条其它气体管线，通过该气体加入量和驰放气量的调节来实现压力的分程控制；所述的二级液固分离装置出口分为两路，一部分送出系统去后续处理单元，另一部分送去反冲液体收集槽作为反冲用液体；所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱继承，耿加怀，王信，褚宏春，
申请(专利权)人：上海兖矿能源科技研发有限公司，
类型：发明
国别省市：