專利名稱：一種氣相加氫反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新 型涉及一種氣相加氫反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)乙二醇生產(chǎn)中，加氫反應(yīng)中采用列管式反應(yīng)器，反應(yīng)器尺寸大，且填料裝填系數(shù)小，造成反應(yīng)效率低。目前生產(chǎn)能力為5萬噸/年乙二醇裝置，其加氫反應(yīng)工段需要2臺上述尺寸的反應(yīng)器并聯(lián)操作，如將產(chǎn)能增加到20萬噸/年，則需要6臺相似的反應(yīng)器，類似于小機(jī)群，給裝置運(yùn)行、操作、維修帶來很大困難。

實用新型內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種氣相加氫反應(yīng)器，包括殼體,殼體內(nèi)自上而下設(shè)有上管板、第一下管板和第二下管板將殼體內(nèi)分隔為原料氣回流區(qū)、反應(yīng)區(qū)、反應(yīng)氣流出區(qū)和原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)，殼體上對應(yīng)反應(yīng)區(qū)的位置設(shè)有冷源進(jìn)口和冷源出口，殼體上對應(yīng)反應(yīng)氣流出區(qū)的位置設(shè)有反應(yīng)氣出口，殼體上對應(yīng)原料進(jìn)入?yún)^(qū)的位置設(shè)有原料氣入口；換熱管，由內(nèi)管和套設(shè)于內(nèi)管外的外管構(gòu)成，內(nèi)管的長度大于外管的長度，內(nèi)管和外管之間裝填有催化劑，換熱管設(shè)于殼體內(nèi)，其中內(nèi)管和外管的上端口與原料氣回流區(qū)連通，外管的下端口與反應(yīng)氣流出區(qū)連通，內(nèi)管的下端口與原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)連通。作為優(yōu)選技術(shù)方案，外管的上端口以焊接方式固定于上管板，外管的下端口以焊接方式固定于第一下管板。作為優(yōu)選技術(shù)方案，內(nèi)管的下端口以螺紋連接方式固定于第二下管板。作為優(yōu)選技術(shù)方案，殼體上對應(yīng)反應(yīng)氣流出區(qū)的位置還設(shè)有催化劑卸料口。作為優(yōu)選技術(shù)方案，換熱管為多個，均勻排布于殼體內(nèi)。作為優(yōu)選技術(shù)方案，反應(yīng)氣流出區(qū)填充有填料。作為優(yōu)選技術(shù)方案，殼體內(nèi)還設(shè)有用于測定反應(yīng)區(qū)溫度的測溫儀。作為優(yōu)選技術(shù)方案，冷源進(jìn)口為冷卻水進(jìn)口，冷源出口為蒸汽出口。作為優(yōu)選技術(shù)方案，冷源出口位于冷源入口上方。本實用新型能夠達(dá)到以下技術(shù)效果I、本實用新型的氣相加氫反應(yīng)器循環(huán)比低，在催化劑一定的情況下，可以獲得較高的單程轉(zhuǎn)化率。2、合成氣相當(dāng)于一個預(yù)熱器來預(yù)熱入口氣體，新鮮合成氣在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)熱，從而可以省去換熱器，節(jié)省成本。3、能量回收好，可副產(chǎn)蒸汽。4、溫度分布均勻，可以得到適合反應(yīng)的最佳速率，工藝穩(wěn)定性好。

[0019]圖I是本實用新型的氣相加氫反應(yīng)器的示意圖。圖2是本實用新型的局部放大示意圖。I、殼體；11、原料氣回流區(qū)；12、反應(yīng)區(qū)；13、反應(yīng)氣流出區(qū)；14、原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)；121、冷源進(jìn)口 ；122、冷源出口 ；131、反應(yīng)氣出口 ；132、催化劑卸料口 ；141、原料氣入口 ；2、換熱管；21、內(nèi)管；22、外管；23、催化劑；211、上端口 ；221、上端口 ；212、下端口 ；222、下端口 ；31、上管板；32、第一下管板；33、第二下管板；4、測溫儀。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。結(jié)合圖I和圖2所示，本實用新型的氣相加氫反應(yīng)器，包括殼體1，殼體I內(nèi)自上而下設(shè)有上管板31、第一下管板32和第二下管板33將殼體內(nèi)分隔為原料氣回流區(qū)11、反應(yīng)區(qū)12、反應(yīng)氣流出區(qū)13和原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)14，殼體I上對應(yīng)反應(yīng)區(qū)12的位置設(shè)有冷源進(jìn)口 121和冷源出口 122，殼體I上對應(yīng)反應(yīng)氣流出區(qū)13的位置設(shè)有反應(yīng)氣出口 131，殼體I上對應(yīng)原料進(jìn)入?yún)^(qū)14的位置設(shè)有原料氣入口 141 ；換熱管2，由內(nèi)管21和套設(shè)于內(nèi)管21外的外管22構(gòu)成，內(nèi)管21的長度大于外管22的長度，內(nèi)管21和外管22之間裝填有催化劑23，換熱管2設(shè)于殼體I內(nèi)，其中內(nèi)管21和外管22的上端口 211、221與原料氣回流區(qū)11連通，外管22的下端口 222與反應(yīng)氣流出區(qū)13連通，內(nèi)管21的下端口 212與原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)14連通。殼體I上對應(yīng)反應(yīng)氣流出區(qū)13的位置還設(shè)有催化劑卸料口 132。換熱管2可設(shè)為多個，均勻排布于殼體I內(nèi)。殼體I內(nèi)還設(shè)有用于測定反應(yīng)區(qū)12溫度的測溫儀4。冷源進(jìn)口 121為冷卻水進(jìn)口，冷源出口 122為蒸汽出口。冷源出口 122優(yōu)選設(shè)于冷源入口 121上方。優(yōu)選地，外管22的上端口 221以焊接方式固定于上管板31，外管22的下端口 222以焊接方式固定于第一下管板32。內(nèi)管21的下端口 212以螺紋連接方式(圖中未示出)固定于第二下管板33。本實用新型為三管板、雙套管結(jié)構(gòu)。換熱管外管22與上下管板采用焊接的連接方式，內(nèi)管21與第二下管板33采用螺紋連接方式。催化劑23裝在內(nèi)管21和外管23之間，原料氣由下部原料氣入口 141進(jìn)入反應(yīng)器，經(jīng)過內(nèi)管21與外管22間的反應(yīng)氣體進(jìn)行換熱，預(yù)熱的原料氣帶走部分反應(yīng)熱，預(yù)熱后的原料氣經(jīng)過內(nèi)管21，進(jìn)入到原料氣回流區(qū)11，再進(jìn)入內(nèi)外管環(huán)隙之間與催化劑23充分接觸進(jìn)行反應(yīng)，最后進(jìn)入第一下管板與第二下管板之間的反應(yīng)氣流出區(qū)13，由反應(yīng)氣出口 131排出反應(yīng)器。沸水則在管殼間循環(huán)，冷卻反應(yīng)氣，帶走反應(yīng)熱，同時被里面的氣體冷卻，然后通過殼程熱水帶入汽包產(chǎn)生蒸汽。沿內(nèi)管和外管流動的氣流是相反的，合成氣進(jìn)入催化劑層的入口溫度最高，在向出口流動時逐漸降低，防止超溫和飛溫現(xiàn)象的產(chǎn)生。這樣使操作溫度更接近最佳溫度線，這樣的溫度分布可保證最佳的反應(yīng)速度，即在降低催化劑用量的情況下可獲得高的轉(zhuǎn)化率。這樣的反應(yīng)器具有獨(dú)特的催化劑冷卻系統(tǒng)。[0033]外管22與上下管板采用焊接+貼脹的連接方式，內(nèi)管21與第二下管板33采用螺紋連接方式，第一下管板32與第二下管板33之間的反應(yīng)氣流出區(qū)13盡量裝填無活性的填料，以防止反應(yīng)氣流出過快，增加的反應(yīng)區(qū)的換熱時間，同時防止反應(yīng)在此空間進(jìn)行。原料氣回流區(qū)11留有足夠空間，在卸催化劑時如果需要檢修人員進(jìn)入第一下管板32與第二下管板33之間的反應(yīng)氣流出區(qū)13時，需要將內(nèi)管從第二下管板33上擰下，提升一定高度，使檢修人員能夠進(jìn)入，進(jìn)行檢修。以草酸二甲酯加氫制備乙二醇的反應(yīng)為例來對本實用新型進(jìn)行說明草酸二甲酯和氫氣混合的原料氣從原料氣入口 141進(jìn)入原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)14。原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)14與換熱管內(nèi)管的下端口 212連通，原料氣進(jìn)入內(nèi)管21由外管22發(fā)生的加氫反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱預(yù)熱后進(jìn)入原料氣回流區(qū)11。外管22的上端口 221與原料回流區(qū)11連通，原料氣回流進(jìn)入內(nèi)管21與外管22環(huán)隙之間，在催化劑23的催化下發(fā)生加氫反應(yīng)，放熱反應(yīng)熱由內(nèi)管21中的原料氣和外管22外通入的冷卻水帶走(冷卻水被加熱為蒸汽后從蒸汽出口排出，可再利用)。加氫反應(yīng)后，反應(yīng)氣從外管22的下端口 222流入反應(yīng)氣流出區(qū)13，并從反應(yīng)氣出口 131流出?！ひ陨纤鰧嵤├齼H是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種氣相加氫反應(yīng)器，其特征在于，包括 殼體，所述殼體內(nèi)自上而下設(shè)有上管板、第一下管板和第二下管板將所述殼體內(nèi)分隔為原料氣回流區(qū)、反應(yīng)區(qū)、反應(yīng)氣流出區(qū)和原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)，所述殼體上對應(yīng)所述反應(yīng)區(qū)的位置設(shè)有冷源進(jìn)口和冷源出口，所述殼體上對應(yīng)所述反應(yīng)氣流出區(qū)的位置設(shè)有反應(yīng)氣出口，所述殼體上對應(yīng)所述原料進(jìn)入?yún)^(qū)的位置設(shè)有原料氣入口； 換熱管，由內(nèi)管和套設(shè)于內(nèi)管外的外管構(gòu)成，所述內(nèi)管的長度大于外管的長度，所述內(nèi)管和外管之間裝填有催化劑，所述換熱管設(shè)于所述殼體內(nèi)，其中所述內(nèi)管和所述外管的上端口與所述原料氣回流區(qū)連 通，所述外管的下端口與所述反應(yīng)氣流出區(qū)連通，所述內(nèi)管的下端口與所述原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述外管的上端口以焊接方式固定于所述上管板，所述外管的下端口以焊接方式固定于所述第一下管板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述內(nèi)管的下端口以螺紋連接方式固定于第二下管板。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述殼體上對應(yīng)所述反應(yīng)氣流出區(qū)的位置還設(shè)有催化劑卸料口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述換熱管為多個，均勻排布于所述殼體內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)氣流出區(qū)填充有填料。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述殼體內(nèi)還設(shè)有用于測定所述反應(yīng)區(qū)溫度的測溫儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述冷源進(jìn)口為冷卻水進(jìn)口，所述冷源出口為蒸汽出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣相加氫反應(yīng)器，其特征在于，所述冷源出口位于所述冷源入口上方。
專利摘要本實用新型公開了一種氣相加氫反應(yīng)器，包括殼體，殼體內(nèi)自上而下設(shè)有上管板、第一下管板和第二下管板將殼體內(nèi)分隔為原料氣回流區(qū)、反應(yīng)區(qū)、反應(yīng)氣流出區(qū)和原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)，殼體上對應(yīng)反應(yīng)區(qū)的位置設(shè)有冷源進(jìn)口和冷源出口，殼體上對應(yīng)反應(yīng)氣流出區(qū)的位置設(shè)有反應(yīng)氣出口，殼體上對應(yīng)原料進(jìn)入?yún)^(qū)的位置設(shè)有原料氣入口；換熱管，由內(nèi)管和套設(shè)于內(nèi)管外的外管構(gòu)成，內(nèi)管的長度大于外管的長度，內(nèi)管和外管之間裝填有催化劑，換熱管設(shè)于殼體內(nèi)，其中內(nèi)管和外管的上端口與原料氣回流區(qū)連通，外管的下端口與反應(yīng)氣流出區(qū)連通，內(nèi)管的下端口與原料氣進(jìn)入?yún)^(qū)連通。本實用新型的氣相加氫反應(yīng)器循環(huán)比低，在催化劑一定的情況下，可以獲得較高的單程轉(zhuǎn)化率。
文檔編號B01J8/06GK202752008SQ20122032574
公開日2013年2月27日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者常懷春, 孫風(fēng)剛, 陳慶忠, 王付嶺, 曾賀, 張憲州, 馬廷祿, 高嵐, 高傳奎, 侯志揚(yáng) 申請人:山東華魯恒升化工股份有限公司