浆态床

摘要： 基于浆态床二维轴对称流体力学模型,结合蒽醌加氢反应动力学、物质输送与扩散方程和热量传递模型,构建了浆态床蒽醌加氢反应器数学模型,获得了浆态床内气液固三相流场分布、组分浓度分布、温度分布及停留时间分布等关键信息。模拟结果表明:浆态床内物料呈现中心向上而壁面向下的循环流动特征,流体返混强烈,液体的返混状态接近于全混流,气体返混状态近似为两级等体积全混流;反应物浓度或催化剂含量表现为底部高而顶部低的分布规律,浆态床底部的反应更为强烈,气液传质特性对于蒽醌加氢反应有较大影响;受进料影响,温度分布为底部低而顶部略高,通过夹套换热,全塔温差控制在5 K以内。反应器模型的模拟结果与工业数据符合较好,可应用于工业装置的设计及优化。

摘要： 气体分布器是费托合成浆态床反应器的主要内构件,影响反应器的流体力学状态和反应性能。根据已有的工程实际经验设计了多层结构的管式气体分布器,以充分利用底部封头的空间。在给定的5层气体分布器整体尺寸及基准设计条件下,采用计算流体力学方法 (CFD)对其进行模拟计算和结构优化。首先气体按三维稳态不可压缩流体处理,由于分布器喷嘴出口处于湍流状态,因此选用SST-kω单相湍流模型以匹配分布器存在曲率流动的工况;随后在流体的连续性方程和动量方程等控制方程基础上建模,采用计算流体力学软件STAR-CCM+求解方程组,并对多层气体分布器的三维流场进行数值模拟,发现基准设计条件下的分布器存在偏流和流量分布不均的问题;最后,以各层喷嘴的数量、直径和长度为设计变量,以气体分布均匀性为目标函数,在分布器喷嘴出口气体速度不高于75 m/s的限制条件下,采用SHERPA算法,对15个设计参数进行了120次迭代计算和优化,优化过程覆盖了各参数的取值范围。优化结果为每层喷嘴数量在9~15个、喷嘴半径在9~14 mm、喷嘴长度接近150 mm的上限,调节流体通过的压降,克服分布器各层最大的静压差,使气体在各层环形分布管之间均匀分配;同时喷嘴半径应随层数的增加而增加,喷嘴数量也须与半径和长度相互协调,才能得到最优的气体均布性能。最终优化设计的分布器可以获得均匀合理的流量分配,不存在短路现象,且流线较为光滑,不存在局部漩涡等非理想流场。

摘要： 浆态床反应器因传质性能优异而应用广泛,但因采用细粉微球催化剂,高效固液分离是保障其长周期稳定运行的技术关键,这对大处理量的浆态床蒽醌法生产双氧水技术开发尤为重要。通过一系列冷模试验,对催化剂平均粒径、过滤材料孔径、搅拌桨叶端线速度、过滤压差等因素影响过滤通量的规律进行了详细研究,开发出了一种集反应、过滤、气液分离于一体的高效浆态床反应器。将该浆态床反应器应用到烷基蒽醌加氢过程中,开展热模评价试验,连续稳定运转1000 h,无需反冲操作仍可保持高通量过滤,验证了所开发的高效浆态床反应器的可行性。

摘要： 采用干灰化的样品预处理方法,使用电感耦合等离子体发射光谱仪,建立浆态床渣油加氢物料中钼(有机钼和无机钼)含量测定的分析方法。考察样品前处理过程中的灰化温度、灰化时间和酸处理条件等对钼含量测定的影响。结果表明,当灰化温度为430-480°C、灰化时间不小于10 h、溶解灰分的酸为盐酸或硝酸时,可准确测定浆态床渣油加氢物料中的钼(有机钼和无机钼)含量。该方法的相对标准偏差不大于1%,加标回收率为97%-102%。满足元素分析的一般要求。与国家标准GB/T 37160—2019方法相比,该方法降低了灰化温度,减少了酸用量,钼含量测定结果更准确。

摘要： 近年来国内原油进口依存度一直处于高位,原油资源需要高效利用。重质馏分油特别是渣油的高效转化至关重要,浆态床渣油加氢技术由于其能加工劣质原料且转化率高,是将重油转化为高价值运输燃料和石化产品的较好选择。重点介绍了国内外典型浆态床渣油加氢技术,包括委内瑞拉国家石油公司的HDH-Plus技术、美国环球石油公司的Uniflex技术、美国雪佛龙鲁姆斯公司的LC-Slurry技术和VRSH技术、意大利埃尼公司的EST技术、中石化石油化工科学研究院有限公司的RMAC技术,比较了上述技术的特点,分析其技术难点,建议加强浆态床渣油加氢工艺、工程和催化剂等方面的研究。

摘要： 费-托合成催化剂CNFT-1的工业试验在4 Mt/a煤制油装置的两个系列费-托合成反应器中分两个阶段进行,第一阶段为逐步替换原有催化剂的工业试验,最终置换率超过了95％,结果表明:催化剂CNFT-1性能满足工业生产要求.第二阶段基于工业替换试验数据,采用浆态床费-托合成反应器模拟软件,对采用100％催化剂CNFT-1运行的工艺条件进行优化,指导工业试验.在最优条件,即新鲜气负荷102.34％、催化剂藏量69.3 t、有效新鲜气空速5112 m3/(h·t)、温度273°C、压力2.81 MPa、循环比2.4、脱碳比(Φ)0.156、新鲜气H2/CO体积比1.66下,CO总转化率为97.4％,CO2选择性为18.8％,CH4选择性为2.0％,生成每吨油品(C3+)的合成气消耗量为5630 m3.

摘要： 采用固相法、共沉淀法、柠檬酸法和溶胶-凝胶法制备了CuAl2O4尖晶石,在浆态床反应器上对其进行一氧化碳加氢反应活性评价,并对CuAl2O4尖晶石的结构进行了表征.研究发现,不同方法制备的CuAl2O4尖晶石在织构参数、表面富集程度和分解还原性能上存在明显差异,进而影响其催化性能.固相法所制尖晶石的孔径和孔容大,CuAl2O4表面富集程度最高,致使尖晶石分解不完全,但是其分解释放的CuO全部被还原,且Cu+/Cu0占比相当高,有利于提高产物中C2+OH选择性(达到31.1％).而表面富集程度相对低的其它3种尖晶石分解完全,但部分CuO未被还原,且还原产物中Cu0占比提高,Cu0和γ-Al2O3发生协同作用促进二甲醚的生成,其选择性最高可达72.9％.

摘要： 随着我国社会经济的快速发展,我国进口重质原油总量逐年成倍上涨.传统原油加工工艺已无法满足重质原油的加工要求,以及煤化工生产过程低碳排放应用转型政策的落实,浆态床生产工艺技术在应用中不断得到推广.文中主要分析浆态床生产工艺设备的堵塞现象,以及各项防堵技术措施在相关装置中的有效应用.

摘要： 浆态床反应器是煤炭间接液化工艺中的核心装置之一,为保障反应器长周期安全运行,必须将反应器中的合成油连续有效地从固液两相中分离出来,采取动态错流过滤可以达到这一目的.根据固液动态错流过滤的基本原理和滤饼的特性,提出了一种新型动态错流过滤技术方案.对其进行了模拟研究,结果表明:通过内构件控制过滤管外侧液体流速,形成两相过滤,可以保证过滤面外流场均匀,进而使滤饼动态均匀,提高了过滤效果.结合模拟研究结果并通过理论分析认为,在浆态床费托合成(F-T合成)反应器内采用梯级金属粉末烧结过滤管和动态错流过滤技术,可以实现合成油与催化剂油浆的连续有效分离.

摘要： 浆态床渣油加氢工艺是加工劣质油品的有效方法,由于原料具有高沥青质、高金属含量的特点,工艺的核心在于提供稳定高效的加氢裂化催化剂.油溶性催化剂前体能够原位转化为纳米级尺寸的催化剂活性相,其分散度高、加氢活性高,因而成为浆态床渣油加氢工艺的首选.本文主要介绍了4类常见的油溶性有机钼化合物,即二烷基(芳基)二硫代氨基甲酸钼(Mo-DTC)和二烷基二硫代磷酸钼(Mo-DTP)、环烷酸钼(MoNaph)、异辛酸钼、六羰基钼,比较它们在氢气和硫作用下的转化过程以及对重质原料的加氢性能,找出各自在应用过程中的优缺点,为深入研究和设计开发油溶性催化剂前体提供思路和借鉴.

摘要： 重油高效转化一直是炼油工业面临的挑战之一,渣油浆态床加氢技术因原料适应性强、转化率高等特点,在加工超重原油方面具有明显的优势.从催化剂研发,新型反应器设计,工艺研究三个方面介绍了中海油劣质重油浆态床加氢裂化技术的开发进展:通过对重油高效转化反应化学工程的深入研究,开发出了新型高效均相油溶性催化剂与新型旋流式反应器.以惠州石化减压渣油为原料,累计运行300h,转化率达到95％以上,总生焦率控制在0.8％以内,反应器并无明显结焦现象.

摘要： 希夫碱金属配合物独特的载氧性能能活化分子氧来脱除油品中的有机硫.本文通过水杨醛和乙二胺制备salen配体,并与离子交换法制备的CoY分子筛以不同放大比例合成Co(salen)Y.同时,按正常比例制备了Cu(salen)Y催化剂.通过XRD、FT-IR、ICP表征得到催化剂组成和结构,确定了催化剂最佳放大合成比例.小试实验对比了正常比例下制备的Co(salen)Y和Cu(salen)Y催化剂,脱硫率高达95％左右.将二苯并噻吩和正辛烷配置成模拟油,以氧气作为氧化剂,在浆态床反应器中考察了催化剂的氧化脱硫性能.结果显示,实验最佳反应条件是温度100°C,空气气速100ml/min,剂油比0.8g/100ml,最终脱硫率为76％.

摘要： 着重介绍了近年来固液动态错流过滤技术的原理和方法,并通过理论分析认为,在费托合成浆态床反应器内采用梯级金属烧结粉末过滤管和动态错流过滤技术,可以实现合成油与催化剂油浆的连续有效分离.

摘要： 蒽醌法是当今世界上应用最广泛的过氧化氢生产方法.本文综述了国内外有关蒽醌法过氧化氢生产技术的研究及发展,介绍了以中国石化石油化工科学研究院为主研发的浆态床过氧化氢生产技术.本文指出浆态床氢化工艺取代固定床将是我国生产过氧化氢生产技术的发展方向及重大突破.

摘要： FT合成技术是煤/天然气等清洁利用的关键技术之一,是替代能源技术研究中的热点.本文介绍了中国石化浆态床FT合成SFT-2催化剂的研发及中试应用情况.中试结果表明SFT-2催化剂在CO转化率大于90％时,甲烷选择性接近5％,C5选择性维持在89％以上,表现出优异的催化性能;同时,催化剂的耐磨性能突出,蜡油经一次过滤后同含率低于0.002％.主要技术指标接近世界先进水平.

摘要： 建立了一个总高为0.8m，床宽、床深为0.1m和0.01m的可视化准三维浆态床系统，对床层压差的变化规律进行了试验研究。空气、水和玻璃粉分别作为浆态床中气液固三相。分析了不同的固相体积分数下，床层压降随表观气速的变化规律。利用床层膨胀法，求出全床平均气含率，找到流型转变气速点，分析均匀流、第一转变点、过渡流和第二转变点四种情况下的压差曲线和对应的流型图。

摘要： 概述了浆态床中以合成气为原料一步法合成二甲醚双功能催化剂的研究现状与最新进展,分别介绍了传统固体催化剂及新型浆状催化剂在浆态床中的应用。

摘要： 中国石化在费托合成催化剂开发、工艺过程控制优化、合成油产品的加工和综合利用、废水处理、工程化等方面开展技术开发,分别完成了固定床费托合成技术和浆态床费托合成技术的开发,并进行了3kt/a规模的中试验证,完成多种规模工艺包编制,形成完整的合成油技术路线.固定床RFT-2催化剂和相关工艺性能优良、过程可靠,在原料气总转化率高于93％的情况下,C5+液体烃产品选择性高于86％,CO2生成选择性仅为0.13％,每千克催化剂C5+烃时空收率近170g/h.浆态床SFT-2催化剂选择性高、固液分离技术效果优异、催化剂再生工艺简便,在原料气总转化率高于90％的情况下,C5+液体烃产品选择性达到87％,CO2生成选择性为0.42％,每千克催化剂C5+烃时空收率超过300g/h.

摘要： 中国石化从2003年开始进行煤间接液化技术研究，在这十年内共完成固定床费托合成油技术和浆态床费托合成油技术的开发，在煤气化、合成气制备、催化剂开发、反应水处理、工业化等方面取得了许多进展。

摘要： 熔铁催化剂是最好的合成氨催化剂,也是第一个实现商业化的费托合成催化剂.传统熔铁催化剂费托合成反应温度较高.本文将新一代Fe1-xO基熔铁催化剂应用于费托合成,发现该催化剂比传统熔铁催化剂有更高的活性,更低的反应温度.在固定床和浆态床反应器中研究了Fe1-xO催化剂费托合成反应性能和稳定性,并与传统熔铁催化剂和沉淀铁催化剂进行了比较.实验结果表明,Fe1-xO催化剂在固定床反应器中,在305°C时,产物分布中低碳烃(C2～C11)占67.5％,其中气相产物中烯烃(C2=～C4=)占79.67％,液相产物(C5～C18)中汽油馏分(C5～C11)占84.0％,J2+的时空收率达到0.458g· g-1·h-1；在250°C和3000h-1条件下,CO和(CO+ H2)转化率分别达到98.5％和76.5％,C2+收率达到161.3g·m-3,产物分布向重质烃偏移.在相同反应条件下与固定床反应器相比,在浆态床反应器中CO和(CO+ H2)转化率分别为93.8％和62.9％,略低于固定床,且降低了CH4选择性.与沉淀铁催化剂相比,费-托合成反应性能相近,而C2+的时空收率,按体积计算Fe1-xO催化剂大于沉淀铁催化剂,按质量计算则刚好相反.长周期的稳定性试验结果表明,Fe1-XO催化剂不仅具有良好的活性和选择性,而且非常稳定.

摘要： 本发明提供了一种浆态床反应器，所述浆态床反应器包括：反应器筒体(1)，设置在所述反应器筒体之内的多个下降管(28)、多个喷射器(13)和气体分布器(27)，中部外循环装置和/或顶部外循环装置，所述中部外循环装置用来将反应器筒体内的至少一部分浆态物料引出并至少一部分外循环回反应器筒体，所述顶部外循环装置用来将反应器筒体内的至少一部分气态物料引出并将至少一部分从气态物料中分离出的液体物质外循环回反应器筒体，其中，所述多个下降管沿所述反应器筒体(1)的内壁设置，所述喷射器(13)在所述筒体(1)中央区域设置在不同的垂直高度，所述喷射器(13)的开口方向朝向正上方或斜上方。该反应器通过浆液外循环来强化所述浆态床反应器内的颗粒悬浮、液固混合、以及传热和传质。本发明还提供了用来进行浆态床反应的方法。

摘要： 本发明公开了一种浆态床加氢与固定床加氢组合制备1,4‑丁二醇的方法，包括至少一个浆态床反应器和至少一个固定床反应器，质量浓度为20±5％的丁二酸水溶液与氢气混合后进入浆态床反应器，与加氢催化剂接触进行加氢反应；从浆态床反应器出来的液相物料Ⅰ经过滤后与从浆态床反应器出来的气相物料Ⅰ混合后直接进入固定床反应器进行加氢反应；从固定床反应器出来的气相物料Ⅱ和液相物料Ⅱ一起进入高压分离罐；从高压分离罐出来的气相物料Ⅲ返回浆态床反应器，从高压分离罐出来的液相物料Ⅲ进入精馏塔，经过分离得到1,4‑丁二醇、四氢呋喃和水，其中水返回用于配制丁二酸水溶液。本发明组合工艺具有能量利用合理、工艺流程紧凑、操作灵活等特点；丁二酸的转化率＞98％，1,4‑丁二醇的选择性＞96％，副产物四氢呋喃的选择性低，产品质量好。

摘要： 本发明提供了一种浆态床反应器，所述浆态床反应器包括：反应器筒体(1)，设置在所述反应器筒体之内的多个下降管(28)、多个喷射器(13)和气体分布器(27)，中部外循环装置和/或顶部外循环装置，所述中部外循环装置用来将反应器筒体内的至少一部分浆态物料引出并至少一部分外循环回反应器筒体，所述顶部外循环装置用来将反应器筒体内的至少一部分气态物料引出并将至少一部分从气态物料中分离出的液体物质外循环回反应器筒体，其中，所述多个下降管沿所述反应器筒体(1)的内壁设置，所述喷射器(13)在所述筒体(1)中央区域设置在不同的垂直高度，所述喷射器(13)的开口方向朝向正上方或斜上方。该反应器通过浆液外循环来强化所述浆态床反应器内的颗粒悬浮、液固混合、以及传热和传质。本发明还提供了用来进行浆态床反应的方法。

摘要： 本发明提供一种防止催化剂沉降的浆态床反应装置，包括浆态床反应器，所述浆态床反应器内设置有气体分布器；所述浆态床反应器的底部入口通过合成气管线依次与主循环气压缩机和合成气空冷器相连通；所述合成气空冷器设置有辅助出口，通过管线与辅助循环气压缩机入口分液罐的合成气入口相连通；所述辅助循环气压缩机入口分液罐的顶部出口与辅助循环气压缩机相连通，底部设置有轻污油出口，中部设置有脱碳尾气入口，所述脱碳尾气入口用于接入来自脱碳单元的脱碳尾气；所述辅助循环气压缩机设置有脱碳尾气出口和合成气出口，所述合成气出口与浆态床反应器的底部入口相连通。本发明还提供了一种防止浆态床反应器中催化剂沉降的方法。

摘要： 本发明公开了用于浆态床反应器的气体分布装置及浆态床反应器。气体分布装置包括：进气管，进气管具有进气口和出气口；均布件，均布件设在进气管上，均布件内设有气体通道，气体通道与出气口连通，气体通道的底壁上设有多个均气孔，多个均气孔绕进气管的周向间隔分布；扰流件，扰流件包括多个位于釜体内的喷气管，每个喷气管具有开口朝下的喷气口，每个喷气口位于均气孔的下方，每个喷气管通过伸出釜体的连接管路与进气管的位于釜体外的部分连通。根据本发明的气体分布装置，可在较低压降下实现釜体内的气体的均匀分布，并能有效解决釜体内固体颗粒的沉积的问题。

摘要： 本实用新型公开费托合成浆态床反应器产出管路，包括产出管道，产出管道内并列设置有多条细流道，所有的细流道的输入端均与费托合成浆态床反应器的内腔连通，细流道用于将费托合成浆态床反应器产生的浆液产品引出。本实用新型还公开了包括上述费托合成浆态床反应器产出管路的费托合成浆态床反应器，本实用新型提供的费托合成浆态床反应器产出管路及费托合成浆态床反应器，产出管路的内壁不易结垢，可减少检修清洗产出管路的次数。

摘要： 本实用新型公开了用于浆态床反应器的气体分布装置及浆态床反应器。气体分布装置包括：进气管，进气管具有进气口和出气口；均布件，均布件设在进气管上，均布件内设有气体通道，气体通道与出气口连通，气体通道的底壁上设有多个均气孔，多个均气孔绕进气管的周向间隔分布；扰流件，扰流件包括多个位于釜体内的喷气管，每个喷气管具有开口朝下的喷气口，每个喷气口位于均气孔的下方，每个喷气管通过伸出釜体的连接管路与进气管的位于釜体外的部分连通。根据本实用新型的气体分布装置，可在较低压降下实现釜体内的气体的均匀分布，并能有效解决釜体内固体颗粒的沉积的问题。

摘要： 本实用新型属于化工设备领域，提出一种乙炔加氢制乙烯浆态床的气体分布器和具有其的浆态床，所述气体分布器包括隔板、气体上升管、两组斜向交叉的气体分布管组；所述隔板水平放置在浆态床内，隔板上开有管口，管口上安装气体上升管，所述气体上升管与所述气体分布管组连通；所述气体分布管组所在平面与水平面间的夹角为锐角。本实用新型提出的气体分布器是两组斜向交叉、中央连通的气体分布管组。通过浆态床底部设置的气体挡板，改变气体进口方向，使得气体均匀进入气体空间，避免进气直接进入气体上升管，造成气体偏流情况。斜向布置的气体分布器可获得更大的气体分布面积，分布器上开孔更多，浆态流动形式更好，气泡破碎率好。

摘要： 本实用新型公开了加氢处理‑加氢裂化工艺中固定床与浆态床串并联装置，包括固定床、浆态床和空心的装置外壳，所述装置外壳侧壁贯穿固定连接有若干连接管，所述连接管与浆态床连通，所述装置外壳上表面焊接有中转块，所述中转块为空心结构，所述中转块侧壁贯穿固定连接有进气管，所述中转块底壁与装置外壳顶壁共同贯穿转动连接有转动管，所述转动管位于装置外壳内部的一段贯穿固定连接有若干出气管，所述中转块内密封滑动套接有泵板，所述泵板远离进气管一侧的侧壁焊接有齿框。本实用新型将一个固定床与多个浆态床进行串联或并联，从而大大提高加工效率，且可以使得加入的氢气与油气混合物混合的更加均匀，更加有利于下一步反应。

摘要： 本实用新型公开了一种用于固定床与浆态床串联工艺的油气混合器，包括筒体，所述筒体的下端一体成型有锥形管，所述锥形管的输出端连通有混合油气排出管，所述筒体中上部的侧壁上连通有进油管，所述进油管沿筒体截面的切线方向设置，所述筒体上端的内壁上固定设置有导流板，所述导流板采用螺旋结构，所述筒体的上端设置有贯穿筒体的进气管，所述进气管延伸至筒体内的一端转动连接有转动盘，所述转动盘内设置有分流腔，所述进气管与分流腔连通。本实用新型通过设置进油管和导流板，使得油相在筒体内呈环形流动，通过设置转动盘和导流通道，促使气相在筒体内形成环流，该环流方向与油相的环流方向相反，促进油相与液相碰撞混合。