專利名稱：低阻力甲醇合成反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種氣固相催化反應(yīng)裝置，尤其是有效利用壓力容器空間，降低甲醇合成反應(yīng)阻力，有效利用反應(yīng)熱、高效節(jié)能的低阻力甲醇合成反應(yīng)器。它應(yīng)用于化工原料甲醇的生產(chǎn)工藝中。
背景技術(shù)：
在目前的甲醇合成工業(yè)中，低阻力高效甲醇合成反應(yīng)器是生產(chǎn)甲醇工藝路線中的關(guān)鍵設(shè)備。目前的聯(lián)醇甲醇合成反應(yīng)器為外筒和反應(yīng)內(nèi)件所組成的組合式甲醇合成塔。該塔由于結(jié)構(gòu)需要存在內(nèi)件，容器空間利用率低，觸媒裝填系數(shù)小，塔進(jìn)出口阻力較大，有明顯的壓力降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是依據(jù)甲醇原料氣的氣-固相催化放熱反應(yīng)的特點(diǎn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種合成反應(yīng)器系統(tǒng)阻力小、觸媒層溫差小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封可靠，操作性能好的低阻力甲醇合成反應(yīng)器。
低阻力甲醇合成反應(yīng)器，主要由上蓋1、雙錐面墊圈2、筒體3、隔板4、冷管膽5組成；上蓋1由平蓋1-1、進(jìn)口管1-2、進(jìn)氣分布器1-3、冷激管1-4組成或由帶法蘭的封頭1-1、進(jìn)口管1-2、進(jìn)氣分布器1-3、冷激管1-4組成；筒體3由下法蘭3-1、筒節(jié)3-2、下封頭3-3、出口氣分布器3-4、出口管3-5、卸料管3-6、支撐圈3-7組成；隔板4由圓板4-1、填料函4-2組成；冷管膽5由進(jìn)氣管5-1、上環(huán)管5-2、下環(huán)管5-3、上行冷管5-4、下行冷管5-5、并帽5-6組成，如圖1所示，當(dāng)上蓋1由平蓋1-1、進(jìn)口管1-2、進(jìn)氣分布器1-3、冷激管1-4組成時(shí)，平蓋1-1與筒體3的下法蘭3-1通過(guò)雙錐面墊圈2連接；隔板4與筒體3的支撐圈3-7連接；隔板4將筒體3分為上氣室和下氣室；冷管膽5的進(jìn)氣管5-1通過(guò)上環(huán)管5-2與下行冷管5-5連接，下行冷管5-5通過(guò)下環(huán)管5-3與上行冷管5-4連接；冷管膽5通過(guò)并帽5-6固定在隔板4上；冷管膽5通過(guò)填料函4-2與隔板4密封；如圖2所示，當(dāng)上蓋1由帶法蘭的封頭1-1進(jìn)口管1-2、進(jìn)氣分布器1-3、冷激管1-4組成時(shí)，平蓋1-1與筒體3的下法蘭3-1通過(guò)雙錐面墊圈2連接；隔板4與筒體3的支撐圈3-7連接；隔板4將筒體3分為上氣室和下氣室；冷管膽5的進(jìn)氣管5-1通過(guò)上環(huán)管5-2與下行冷管5-5連接，下行冷管5-5通過(guò)下環(huán)管5-3與上行冷管5-4連接；冷管膽5通過(guò)并帽5-6固定在隔板4上；冷管膽5通過(guò)填料函4-2與隔板4密封；筒體3均為復(fù)合鋼板結(jié)構(gòu)，外部為碳鋼，內(nèi)部襯不銹鋼板；冷管膽5為同軸心不同軸徑的進(jìn)氣管5-1、上環(huán)管5-2、下環(huán)管5-3、上行冷管5-4、下行冷管5-5的組合而成。每組上行冷管5-4和下行冷管5-5筒體的橫截面上均勻分布。每組上行冷管5-4和下行冷管5-5之比為0.4～0.7；甲醇合成原料氣經(jīng)上蓋1頂部的進(jìn)口管1-2、進(jìn)氣分布器1-3進(jìn)入上氣室，進(jìn)行氣體分布后，進(jìn)入冷管膽5進(jìn)氣管5-1、上環(huán)管5-2，氣體均勻分配至各下行冷管5-5，氣體在下行冷管中由上向下流動(dòng)，與管外的甲醇合成反應(yīng)氣進(jìn)行并流換熱，氣體進(jìn)入下環(huán)管5-3進(jìn)行再次分布后流入上行冷管5-4，繼續(xù)與管外的甲醇合成反應(yīng)氣進(jìn)行逆流換熱；然后，氣體進(jìn)入下氣室，經(jīng)觸媒催化，進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)，反應(yīng)后的甲醇?xì)饨?jīng)出氣分布器3-4、出氣管3-5出甲醇反應(yīng)器，出甲醇合成反應(yīng)器的部分氣體進(jìn)入下道工序；出甲醇合成反應(yīng)器的其余氣體與新鮮原料氣混合后，經(jīng)提壓后重新進(jìn)入該甲醇合成反應(yīng)器進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)。
該低阻力甲醇合成反應(yīng)器適用于甲醇合成工藝流程，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有反應(yīng)器系統(tǒng)阻力小，觸媒層溫差小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空間利用率高，密封可靠，操作性能好，具有較大的實(shí)施價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
四

圖1為高壓低阻力甲醇合成反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1-上蓋，2-雙錐面墊圈，3-筒體，4-隔板，5-冷管膽。1-1-平蓋，1-2-進(jìn)口管，1-3-進(jìn)氣分布器，1-4-冷激管。3-1-下法蘭，3-2-筒節(jié)，3-3-下封頭，3-4-出氣分布器，3-5-出口管，3-6-卸料管，3-7-支撐圈。4-1-圓板，4-2-填料函。5-1-進(jìn)氣管，5-2-上環(huán)管，5-3-下環(huán)管，5-4-上行冷管，5-5-下行冷管，5-6-并帽。
圖2為中壓低阻力甲醇合成反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1-上蓋，2-雙錐面墊圈，3-筒體，4-隔板，5-冷管膽。1-1-帶法蘭的封頭，1-2-進(jìn)口管，1-3-進(jìn)氣分布器，1-4為冷激管。3-1-下法蘭，3-2-筒節(jié)，3-3-下封頭，3-4-出氣分布器，3-5-出口管，3-6-卸料管，3-7-支撐圈。4-1-圓板，4-2-填料函。5-1-進(jìn)氣管，5-2-上環(huán)管，5-3-下環(huán)管，5-4-上行冷管，5-5-下行冷管，5-6為并帽。
五具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1如圖1所示，該低阻力甲醇合成反應(yīng)器適用于甲醇合成原料氣在高壓10.0～15.0MPa范圍內(nèi)合成甲醇的工藝流程，其溫度范圍為220～300℃。低阻力甲醇合成反應(yīng)器主要由上蓋1、雙錐面墊圈2、筒體3、隔板4、冷管膽5組成；上蓋1由平蓋1-1、進(jìn)口管1-2、進(jìn)氣分布器1-3、冷激管1-4組成；筒體3由下法蘭3-1、筒節(jié)3-2、下封頭3-3、出氣分布器3-4、出口管3-5、卸料管3-6、支撐圈3-7組成；隔板4由圓板4-1、填料函4-2組成；冷管膽5由進(jìn)氣管5-1、上環(huán)管5-2、下環(huán)管5-3、上行冷管5-4、下行冷管5-5、并帽5-6組成，平蓋1-1與筒體3的下法蘭3-1通過(guò)雙錐面墊圈2連接；隔板4與筒體3的支撐圈3-7連接；隔板4將筒體3分為上氣室和下氣室；冷管膽5的進(jìn)氣管5-1通過(guò)上環(huán)管5-2與下行冷管5-5連接，下行冷管5-5通過(guò)下環(huán)管5-3與上行冷管5-4連接；冷管膽5通過(guò)并帽5-6固定在隔板4上；冷管膽5通過(guò)填料函4-2與隔板4密封；筒體3底部、下環(huán)管5-3下部裝有瓷球，瓷球上面至上環(huán)管5-2裝有觸媒層，甲醇合成原料氣經(jīng)上蓋1頂部的進(jìn)口管1-2、進(jìn)氣分布器1-3進(jìn)入上氣室，進(jìn)行氣體分布后，進(jìn)入冷管膽5的進(jìn)氣管5-1、上環(huán)管5-2，該氣體均勻分配至各下行冷管5-5，在下行冷管5-5中由上向下流動(dòng)，與下行冷管5-5外由上而下的甲醇合成反應(yīng)氣進(jìn)行并流換熱，該氣體進(jìn)入下環(huán)管5-3進(jìn)行再次分布后流入上行冷管5-4，在上行冷管5-4中由下而上流動(dòng)，繼續(xù)與上行冷管5-4外由上而下的甲醇合成反應(yīng)氣進(jìn)行逆流換熱，上行冷管5-4管內(nèi)經(jīng)換熱的氣體進(jìn)入下氣室，經(jīng)觸媒催化，進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)，反應(yīng)后的甲醇?xì)饨?jīng)出氣分布器3-4、出氣管3-5出甲醇反應(yīng)器。
該低阻力甲醇合成反應(yīng)器適用于甲醇合成工藝流程，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有反應(yīng)器系統(tǒng)阻力小，僅為現(xiàn)有技術(shù)的40％左右，觸媒層溫差小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容器空間利用率高，密封可靠，操作性能好，具有較大的實(shí)施價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)施例2如圖2所示，該低阻力甲醇合成反應(yīng)器適用于甲醇原料氣在中壓4.0～10.0MPa范圍內(nèi)合成甲醇的工藝流程，其溫度范圍為220～300℃。低阻力甲醇合成反應(yīng)器主要由上蓋1、雙錐面墊圈2、筒體3、隔板4、冷管膽5組成；上蓋1由帶法蘭的封頭1-1、進(jìn)口管1-2、進(jìn)氣分布器1-3、冷激管1-4組成；筒體3由下法蘭3-1、筒節(jié)3-2、下封頭3-3、出氣分布器3-4、出口管3-5、卸料管3-6、支撐圈3-7組成；隔板4由圓板4-1、填料函4-2組成；冷管膽5由進(jìn)氣管5-1、上環(huán)管5-2、下環(huán)管5-3、上行冷管5-4、下行冷管5-5、并帽5-6組成，帶法蘭的封頭1-1與筒體3的下法蘭3-1通過(guò)雙錐面墊圈2連接；隔板4與筒體3的支撐圈3-7連接，隔板4將筒體3分為上氣室和下氣室；冷管膽5的進(jìn)氣管5-1通過(guò)上環(huán)管5-2與下行冷管5-5連接，下行冷管5-5通過(guò)下環(huán)管5-3與上行冷管5-4連接；冷管膽5通過(guò)并帽5-6固定在隔板4上；冷管膽5通過(guò)填料函4-2與隔板4密封。筒體3底部、下環(huán)管5-3下部裝有瓷球，瓷球上面至上環(huán)管5-2裝有觸媒層，甲醇合成原料氣經(jīng)上蓋1頂部的進(jìn)口管4-2、進(jìn)氣分布器5-3進(jìn)入上氣室，進(jìn)行氣體分布后，進(jìn)入冷管膽5進(jìn)氣管5-1、上環(huán)管5-2，該氣體均勻分配至各下行冷管5-5，在下行冷管5-5中由上向下流動(dòng)，與下行冷管5-5外由上而下的甲醇合成反應(yīng)氣進(jìn)行并流換熱，該氣體進(jìn)入下環(huán)管5-3進(jìn)行再次分布后流入上行冷管5-4，在上行冷管5-4中由下而上流動(dòng)，繼續(xù)與上行冷管5-4外由上而下的甲醇合成反應(yīng)氣進(jìn)行逆流換熱，上行冷管5-4管內(nèi)經(jīng)換熱的氣體進(jìn)入下氣室，經(jīng)觸媒催化，進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)，反應(yīng)后的甲醇?xì)饨?jīng)出氣分布器3-4、出氣管3-5出甲醇反應(yīng)器。
該低阻力甲醇合成反應(yīng)器適用于甲醇合成工藝流程，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有反應(yīng)器系統(tǒng)阻力小，觸媒層溫差小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封可靠，容器空間利用率高，操作性能好，具有較大的實(shí)施價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.低阻力甲醇合成反應(yīng)器主要由上蓋(1)、雙錐面墊圈(2)、筒體(3)、隔板(4)、冷管膽(5)組成；上蓋(1)由平蓋(1-1)、進(jìn)口管(1-2)、進(jìn)氣分布器(1-3)、冷激管(1-4)組成或由帶法蘭的封頭(1-1)、進(jìn)口管(1-2)、進(jìn)氣分布器(1-3)、冷激管(1-4)組成；筒體(3)由下法蘭(3-1)、筒節(jié)(3-2)、下封頭(3-3)出氣分布器(3-4)、出口管(3-5)、卸料管(3-6)、支撐圈(3-7)組成；隔板(4)由圓板(4-1)、填料函(4-2)組成；冷管膽(5)由進(jìn)氣管(5-1)、上環(huán)管(5-2)、下環(huán)管(5-3)、上行冷管(5-4)、下行冷管(5-5)、并帽(5-6)組成，其特征是當(dāng)上蓋(1)由平蓋(1-1)進(jìn)口管(1-2)、進(jìn)氣分布器(1-3)、冷激管(1-4)組成時(shí)，平蓋(1-1)與筒體(3)的下法蘭(3-1)通過(guò)雙錐面墊圈(2)連接；隔板(4)與筒體(3)的支撐圈(3-7)連接；隔板(4)將筒體(3)分為上氣室和下氣室；冷管膽(5)的進(jìn)氣管(5-1)通過(guò)上環(huán)管(5-2)與下行冷管(5-5)連接，下行冷管(5-5)通過(guò)下環(huán)管(5-3)與上行冷管(5-4)連接；冷管膽(5)通過(guò)并帽(5-7)固定在隔板(4)上；冷管膽(5)通過(guò)填料函(4-2)與隔板(4)密封；當(dāng)上蓋(1)由帶法蘭的封頭(1-1)進(jìn)口管(1-2)、進(jìn)氣分布器(1-3)、冷激管(1-4)組成時(shí)，帶法蘭的封頭(1-1)與筒體(3)的下法蘭(3-1)通過(guò)雙錐面墊圈(2)連接；隔板(4)與筒體(3)的支撐圈(3-7)連接，隔板(4)將筒體(3)分為上氣室和下氣室；冷管膽(5)的進(jìn)氣管(5-1)通過(guò)上環(huán)管(5-2)與下行冷管(5-5)連接，下行冷管(5-5)通過(guò)下環(huán)管(5-3)與上行冷管(5-4)連接；冷管膽(5)通過(guò)并帽(5-6)固定在隔板(4)上；冷管膽(5)通過(guò)填料函(4-2)與隔板(4)密封。
全文摘要
低阻力甲醇合成反應(yīng)器主要由筒體、上蓋、雙錐面墊圈、隔板、冷管膽組成；筒體被隔板分為上氣室和下氣室。筒體下部裝有瓷球，瓷球上面裝有觸媒層；冷管膽由隔板固定。冷管膽的進(jìn)氣管穿過(guò)隔板并用填料函密封；甲醇原料氣由進(jìn)氣管進(jìn)入上氣室，經(jīng)分配后進(jìn)入冷管膽，通過(guò)冷管膽中的冷管與管外的觸媒層中的氣流進(jìn)行并、逆流換熱，進(jìn)入下氣室，經(jīng)觸媒催化，進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)。該甲醇合成反應(yīng)器適用于高壓(11.0～15.0MPa)或中壓(4.0～＜10.0MPa)甲醇合成工藝流程，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有反應(yīng)器系統(tǒng)阻力小，觸媒層溫差小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封可靠，操作性能好，具有較大的實(shí)施價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C07C31/00GK1736573SQ20051006031
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月5日
發(fā)明者沈建沖, 徐新中, 周友明 申請(qǐng)人:杭州快凱高效節(jié)能新技術(shù)有限公司