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漿態(tài)床反應(yīng)器有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種類型
氣-液-固三相漿態(tài)床反應(yīng)器具有溫度分布均勻、傳質(zhì)效果好、生產(chǎn)能力大、能耗低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在能源化工、精細(xì)化工、材料化工和醫(yī)藥化工等方面應(yīng)用廣泛，也是當(dāng)今費(fèi)托合成反應(yīng)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(chǎn)物需及時(shí)從反應(yīng)器中移除，液固分離成為連續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)漿態(tài)床技術(shù)需要單獨(dú)的固液分離系統(tǒng)，存在連續(xù)性操作程度低、操作費(fèi)用高、產(chǎn)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(yīng)用。
針對(duì)以上難題，開發(fā)出一種新型內(nèi)循環(huán)漿態(tài)床混合與分離過程強(qiáng)化反應(yīng)器，無需額外動(dòng)力，利用內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器漿液提供的定向循環(huán)動(dòng)力在水力旋流器中實(shí)現(xiàn)了液固分離，可使粒徑大于59μm以上的氧化鋁顆粒長(zhǎng)時(shí)間截留在反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用。在前期成功的基礎(chǔ)上，應(yīng)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(qiáng)化反應(yīng)器。與內(nèi)循環(huán)漿態(tài)床反應(yīng)器相比，外循環(huán)漿態(tài)床反應(yīng)器的操作空間較大，能進(jìn)行多個(gè)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(yīng)器不僅可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、連續(xù)化生產(chǎn)，而且節(jié)能環(huán)保，工藝本質(zhì)安全，具有重大的工業(yè)應(yīng)用前景。
依據(jù)催化加氫過程進(jìn)料原料油性質(zhì)的不同，相應(yīng)地所采用的工藝流程和催化劑是不相同的，其反應(yīng)的形式也有各異，一般有三種類型：固定床反應(yīng)器、移動(dòng)床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器。
根據(jù)漿態(tài)床反應(yīng)器用狀態(tài)下，高溫介質(zhì)是否與器壁接觸，可以分為冷壁結(jié)構(gòu)及熱壁結(jié)構(gòu)。
冷壁式反應(yīng)器是在設(shè)備內(nèi)壁設(shè)置非金屬隔熱層，有些還在隔熱層內(nèi)襯不銹鋼套，使反應(yīng)器的設(shè)計(jì)壁溫降至300℃以下，因而就可以選用15CrMoR或碳鋼，內(nèi)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(yīng)器的隔熱層占據(jù)內(nèi)殼空間，減少了反應(yīng)器容積的利用率，浪費(fèi)了材料，而且冷壁式反應(yīng)器內(nèi)的非金屬隔熱層在介質(zhì)的沖刷下，或在溫度的變化中易損壞，操作一段時(shí)間后可能就需要修理或更換，且施工和修理費(fèi)用較高。如果操作時(shí)襯里脫落，襯里脫落處附近的反應(yīng)器壁會(huì)超過設(shè)計(jì)溫度，從外觀看，該處油漆會(huì)變色。因此反應(yīng)器的不安全隱患大大增加，嚴(yán)重時(shí)甚至造成裝置的被迫停車。
熱壁式反應(yīng)器的器壁直接與介質(zhì)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(yīng)器。雖然熱壁反應(yīng)器的制造難度較大，一次性投資較高，但它可以保證長(zhǎng)周期安全運(yùn)行，目前已在上普遍采用。