CN201135882Y

CN201135882Y - 轴径向低阻力合成反应器

Info

Publication number: CN201135882Y
Application number: CNU200720184534XU
Authority: CN
Inventors: 沈建冲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2017-10-29

Abstract

本实用新型公开了一种轴径向低阻力合成反应器，在本反应器的下方设有由集气器、导流器和分气器组成的气体径向导流装置，可用于合成甲醇等化工产品的场合，具有阻力低、动力消耗少、产量高、生产成本低、使用方便，还可副产蒸气等优点。

Description

轴径向低阻力合成反应器

技术领域

本实用新型涉及一种合成反应器，尤其是带有气体径向导流装置的轴径向低阻力合成反应器，可用于合成甲醇等化工产品的场合。

背景技术

目前，国内外化工企业普遍采用的冷管型全轴向结构的甲醇合成反应器，是通过冷管来传递合成反应中产生的热量，从而减小反应床层的径向和轴向温差，但是，由于该种反应器的塔径较小、气体流程较长，因此，这种反应器的压差和阻力较大，生产过程中的动力消耗较高；此外，全轴向中小塔径反应器的下部普遍设有换热器，而换热器的一部分热量来自于回收出反应床层的高温气体，因而，降低了出塔气的温度，减少了出塔气可回收的热量；同时还因换热器的存在而减小了塔内有效空间，减少了触媒的装填量，降低了合成气的产量。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的不足，提供一种气体流动时阻力小、动力消耗低、可回收的热量多、产量高、生产成本低的轴径向低阻力合成反应器。

为实现以上发明目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种轴径向低阻力合成反应器，包含小盖板1、大盖板2、筒体3、冷管束4、支架5、触媒支撑机构10、出气口12和进气口13，在支架5的下方设有气体径向导流装置，所述的气体径向导流装置包含集气器7、导流器8和分气器9；集气器7是由上盖板71、集气筒72、下盖板73组成的空腔，集气筒72上开有进气孔721；导流器8是与集气器7相互连通的空腔，导流器8中的导流筒81上开有出气孔811；分气器9是环绕筒体3内侧的空腔，分气器9中的分流筒92上开有进气孔921，分气器9底部开有出气孔931。

作为上述技术方案的一个较好的实例，集气筒72上的进气孔721、导流筒81上的出气孔811、分流筒92上的进气孔921的中心线与反应器的径向平行。

作为上述技术方案的另一个较好的实例，上盖板71和下盖板73呈锥形，集气筒72呈圆柱形，上盖板71、下盖板73与集气筒72之间形成橄榄形的空腔。

作为上述技术方案的另一个较好的实例，触媒支撑机构10是由锥形板101、圆筒体102、封头103组成的喇叭状的空腔；进气口13和中心管11经圆管14连通。

作为上述技术方案的另一个较好的实例，冷管束4包含引气管41、上分气管42、下行冷管43、上行冷管44和下分气管45，上分气管42与引气管41、下行冷管43连通，下分气管45与下行冷管43、上行冷管44连通，所述的上分气管42和下分气管45均是圆形直管。

作为上述技术方案的另一个较好的实例，在集气器7的内部还有环形冷却管6。

本实用新型的有益效果是，可以大幅度地降低合成反应器的阻力，与全轴向合成反应器相比可以降低塔阻35％-45％；可以大幅度地降低了动力消耗，节省能源；反应热回收率高，增加了副产蒸气的产量；触媒装填系数增大，提高了反应器的生产能力，降低生产成本；还可以自动卸出触媒，降低更换触媒时的劳动强度。

附图说明

图1是本发明中导流器、分气器独立设置的合成反应器的结构示意图；

图2是本发明中导流器独立设置的合成反应器的结构示意图；

图3是本发明中导流器、分气器与触媒支撑机构连结的合成反应器的结构示意图；

图4是本发明中具有触媒自卸机构的合成反应器的结构示意图。

具体实施方式

在图1所示的实施例中，轴径向合成反应器包含小盖板1、大盖板2、筒体3、冷管束4、支架5、环形冷却管6、集气器7、导流器8、分气器9、触媒支撑机构10、出气口12和进气口13，还可以包含中心管11。小盖板1、筒体3通过大盖板2密闭分开，形成上部分为集气室、下部分为反应室。冷管束4包含引气管41、上分气管42、下行冷管43、上行冷管44和下分气管45，上分气管42与引气管41、下行冷管43连通，下分气管45与下行冷管43、上行冷管44连通，上分气管42、下分气管45可以是圆形直管，也可以是圆形环管；下行冷管43、上行冷管44可以用U型冷管替代。引气管41通过填料函与大盖板2之间活动密封。冷管束4的下方设有支架5，用于支撑冷管束4。支架5的下方设有气体径向导流装置，该导流装置包含集气器7、导流器8和分气器9；集气器7是由上盖板71、集气筒72、下盖板73组成的空腔，优选方式是上盖板71和下盖板73呈锥形，集气筒72呈圆柱形，上盖板71、下盖板73与集气筒72之间形成橄榄形的空腔，以使气体流动顺畅，并有利于触媒装卸；集气筒72上开有径向进气孔721；在集气器7的内部还有环形冷却管6，从反应器的顶部引入的冷激气，经过环形冷却管6进入集气器7的空腔中，与从径向进气孔721进入到集气器7的空腔中的反应气会合，来调节集气器7空腔中的反应气的温度；导流器8是由导流筒81、底板82组成的空腔，导流筒81上开有径向出气孔811；导流器8与集气器7中的空腔相互连通；当反应器中设有中心管11时，集气器7、导流器8可以套装在中心管11上；分气器9是由封板91、分流筒92、底板93组成的环绕筒体3内侧的空腔，分流筒92上开有径向进气孔921，底板93上开有出气孔931。集气筒72上的进气孔721、导流筒81上的出气孔811、分流筒92上的进气孔921的中心线与反应器的径向平行，以引导反应气径向流动。触媒支撑机构10为圆形板，与分流筒92的下端连接，用以支撑反应室中的触媒层。在反应器的下方设有出气口12和进气口13；当反应器不设中心管11时，进气口13也可以设在反应器的顶部。

原料气从进气口13进入到集气室，经引气管41分流到上分气管42，由上分气管42重新分配后经下行冷管43向下流动，与管外的反应热进行换热，并加热原料气；加热后的原料气经下分气管45分流后经上行冷管44折流向上，并与管外的反应热进一步换热，并继续加热原料气，以此移走合成反应中产生的热量，并使原料气得到预热。当上分气管42、下分气管45是圆形直管时，由于下行冷管43、上行冷管44在反应层中分布得更加均匀合理，使得反应层的同平面温差更小，延长了触媒的使用寿命。出上行冷管44后的原料气进入触媒层在触媒的催化作用下进行合成反应。当合成反应气离开冷管段床层进入到设有气体径向导流装置的反应层时，反应气由轴向流动改为径向流动，经集气筒72上的径向进气孔721进入到集气器7的空腔中，在集气器7的空腔中由上而下流动。由于集气器7和导流器8的空腔中不安装触媒，因此，反应气十分流畅地进入到导流器8的空腔中，反应气经导流筒81上的径向出气孔811又进入到触媒层中进行合成反应，并经分流筒92上的径向进气孔921进入分气器9中，由出气孔931经出气口12出反应器。由于反应气在气体径向导流装置的作用下，使反应气由单一的轴向流动改为轴径向流动，因此，可以大幅度地降低反应层的轴向压差，从而降低反应器中气体流动的阻力。与全轴向合成反应器相比，可以降低塔阻30％-45％，进而可以大幅度地降低循环机的动力消耗，节约电能。由于本反应器中没有设置换热器，因此，可以有效提高触媒的装填系数，提高反应器的生产能力，降低单位产品的生产成本。并且，可以提高出塔气的温度，通过废锅回收反应热，增加副产蒸气的产量。

在图2所示的实施例中，与图1不同的是，分气器9是由封板91、分流筒92与触媒支撑机构10之间组成的环绕筒体3内侧的空腔，触媒支撑机构10为圆形板，在圆形板的外侧开有出气孔931。

在图3所示的实施例中，与图2不同的是，导流器8是由导流筒81与触媒支撑机构10之间组成的空腔。

在图4所示的实施例中，与图1不同的是，触媒支撑机构10是由锥形板101、圆筒体102、封头103组成的喇叭状的空腔。当反应器工作时，该空腔支撑触媒层；当需要检修设备或更换触媒时，通过打开封头103使触媒从反应器中自动卸出，以此降低更换触媒时的劳动强度。进气口13和中心管11经圆管14连通。原料气经进气口13进入，经圆管14后进入中心管11。

在联醇系统中使用本反应器，装填C207甲醇催化剂4.0立方，入塔气成分(％)为：H₂ 74.0、CO 3.8、CO₂ 0.4、N₂ 20.3、CH₄等1.5，入塔气压力12.2Mpa，入床层温度215℃，出塔气压力11.9Mpa，出塔气温度248℃，小时产醇1.6吨，副产0.5Mpa蒸汽850公斤。

Claims

1、一种轴径向低阻力合成反应器，包含小盖板(1)、大盖板(2)、筒体(3)、冷管束(4)、支架(5)、触媒支撑机构(10)、出气口(12)和进气口(13)，其特征在于在支架(5)的下方设有气体径向导流装置，所述的气体径向导流装置包含集气器(7)、导流器(8)和分气器(9)；集气器(7)是由上盖板(71)、集气筒(72)、下盖板(73)组成的空腔，集气筒(72)上开有进气孔(721)；导流器(8)是与集气器(7)相互连通的空腔，导流器(8)中的导流筒(81)上开有出气孔(811)；分气器(9)是环绕筒体(3)内侧的空腔，分气器(9)中的分流筒(92)上开有进气孔(921)，分气器(9)底部开有出气孔(931)。

2、根据权利要求1所述的反应器，其特征在于集气筒(72)上的进气孔(721)、导流筒(81)上的出气孔(811)、分流筒(92)上的进气孔(921的中心线与反应器的径向平行。

3、根据权利要求1所述的反应器，其特征在于上盖板(71)和下盖板(73)均呈锥形，集气筒(72)呈圆柱形，上盖板(71)、下盖板(73)与集气筒(72)之间形成橄榄形的空腔。

4、根据权利要求1所述的反应器，其特征在于触媒支撑机构(10)是由锥形板(101)、圆筒体(102)、封头(103)组成的喇叭状的空腔；进气口(13)和中心管(11)经圆管(14)连通。

5、根据权利要求1至4中任一项所述的反应器，其特征在于在集气器(7)的内部还有环形冷却管(6)。

6、根据权利要求5所述的反应器，其特征在于冷管束(4)包含引气管(41)、上分气管(42)、下行冷管(43)、上行冷管(44)和下分气管(45)，上分气管(42)与引气管(41)、下行冷管(43)连通，下分气管(45)与下行冷管(43)、上行冷管(44)连通，所述的上分气管(42)和下分气管(45)均是圆形直管。