本實(shí)用新型涉及反應(yīng)器領(lǐng)域，尤其涉及一種坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，從天然氣出發(fā)制取乙烯的方法有直接法和間接法。直接法有氧化偶聯(lián)、氯化偶聯(lián)、直接脫氫法；間接法是先將天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣，再由合成氣制烯烴，包括改良F—T法、甲醇裂解制烯烴等方法。

從技術(shù)、資源利用、環(huán)境保護(hù)等方面考慮，間接法不是經(jīng)濟(jì)合理的選擇，而天然氣即甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯(OCM)是最直接的方法，因此幾十年來(lái)，OCM一直是世界各國(guó)科學(xué)家研究的重點(diǎn)。

然而，從化學(xué)性質(zhì)的角度講，甲烷十分穩(wěn)定，目的產(chǎn)物之一的乙烯卻十分活潑，高溫和氧氣的存在也使得甲烷和產(chǎn)物(乙烷和乙烯，總稱C2烴)都有可能被深度氧化為CO及COx，并且該反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，這在本質(zhì)上導(dǎo)致了OCM過(guò)程進(jìn)行的難度。雖然催化劑的開(kāi)發(fā)和反應(yīng)機(jī)理的研究是目前的重點(diǎn)，但是反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、工程放大及流程安排也是工業(yè)化過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提出了一種適用于甲烷偶聯(lián)制乙烯反應(yīng)的坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，當(dāng)反應(yīng)器在高溫、大尺寸下，保證各處結(jié)構(gòu)的應(yīng)力在許用范圍內(nèi)、流體分配均勻、變形協(xié)調(diào)、內(nèi)外溫度合理等，最終使反應(yīng)器有較高的轉(zhuǎn)化效率及較高的使用壽命。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，包括進(jìn)口漸縮管、反應(yīng)腔體和出口漸擴(kuò)管，其外設(shè)置鋼殼體，所述反應(yīng)腔體的數(shù)量為1～n，每一反應(yīng)腔體由于其間的導(dǎo)流板隔開(kāi)，所述導(dǎo)流板的數(shù)量為0～n-1，每一反應(yīng)腔體對(duì)應(yīng)一流體坑道且在水平方向上并列布置，所有反應(yīng)腔體共用水平布置于反應(yīng)器結(jié)構(gòu)內(nèi)的床層，所述床層上鋪設(shè)催化劑；其中n為大于等于1的整數(shù)。

優(yōu)選的，所述坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)為甲烷偶聯(lián)制乙烯反應(yīng)器。

優(yōu)選的，所述床層的形式為剛玉板拼接，在所述床層上設(shè)有大量均勻分布的流體孔道。

優(yōu)選的，所述床層由位于其底部的側(cè)床層支撐墻和內(nèi)床層支撐墻支撐，并設(shè)置膨脹縫。

優(yōu)選的，所述鋼殼體的內(nèi)表面上設(shè)置耐高溫隔熱襯里，所述耐高溫隔熱襯里設(shè)置膨脹縫。

優(yōu)選的，每一反應(yīng)腔體內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流墻。

優(yōu)選的，所述床層、側(cè)床層支撐墻、內(nèi)床層支撐墻、導(dǎo)流墻、導(dǎo)流板與所述剛殼體的連接方式均為可拆卸連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

采用變截面型式的進(jìn)口漸擴(kuò)管和出口漸擴(kuò)管，適配流量和壓力，使原料氣均勻進(jìn)入和流出反應(yīng)腔體并通過(guò)催化劑及催化劑床層，并可靈活地通過(guò)調(diào)整反應(yīng)腔體數(shù)量，適當(dāng)布置導(dǎo)流板(墻)及內(nèi)床層支撐墻，達(dá)到適應(yīng)不同流量的需求以及均勻化流體的分配，均勻的流體分配有利于提高反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命；

催化劑床層采用剛玉板，同時(shí)配合開(kāi)孔的方式，保證流體均勻地通過(guò)催化劑，有利于改善其在高溫下的應(yīng)力分布，有利于高溫膨脹吸收及制造安裝，床層無(wú)膨脹應(yīng)力，變形小，高溫下強(qiáng)度剛度較好；

反應(yīng)器結(jié)構(gòu)殼體為鋼材質(zhì)，具有承受反應(yīng)內(nèi)壓以及一定的支撐作用，且在殼體內(nèi)部設(shè)置耐高溫隔熱襯里，既可保護(hù)外部鋼結(jié)構(gòu)被高溫破壞，又能減少能量損失，提高經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)在耐高溫隔熱襯里設(shè)有膨脹縫，吸收支撐墻及襯里的高溫膨脹量以及金屬殼體與襯里的高溫膨脹差。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所述的坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是如圖1所示的坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的A-A剖面圖；

圖3是本實(shí)用新型所述的坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的組合示意圖；

圖中的附圖標(biāo)記為：

1、鋼殼體；2、耐高溫隔熱襯里；3、床層；4、側(cè)床層支撐墻；5、進(jìn)口漸縮管；6、反應(yīng)腔體；7、出口漸擴(kuò)管；8、導(dǎo)流墻；9、內(nèi)床層支撐墻；10、導(dǎo)流板；11、流體坑道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

圖1為本實(shí)用新型所述的坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為如圖1所示的坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的A-A剖面圖。如圖1～圖2所示，本實(shí)用新型所述的坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，包括進(jìn)口漸縮管5、反應(yīng)腔體6和出口漸擴(kuò)管7，其外設(shè)置鋼殼體1，所述反應(yīng)腔體6的數(shù)量為1～n，每一反應(yīng)腔體6由于其間的導(dǎo)流板10隔開(kāi)，所述導(dǎo)流板10的數(shù)量為0～n-1，每一反應(yīng)腔體6對(duì)應(yīng)一流體坑道11且在水平方向上并列布置，所有反應(yīng)腔體6共用水平布置于反應(yīng)器結(jié)構(gòu)內(nèi)的床層3，所述床層3上鋪設(shè)催化劑；其中n為大于等于1的整數(shù)，反應(yīng)腔體6的數(shù)量根據(jù)總的反應(yīng)氣流量調(diào)整。

圖3是本實(shí)用新型所述的坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的組合示意圖。如圖3所示，反應(yīng)腔體6的數(shù)量為n個(gè)，各反應(yīng)腔體6并聯(lián)設(shè)置，各反應(yīng)腔體6的入口總管為進(jìn)口漸縮管5，各反應(yīng)腔體6的出口總管為出口漸擴(kuò)管7。

實(shí)施例一

本實(shí)用新型所述的坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)適用于甲烷偶聯(lián)制乙烯反應(yīng)器，所述床層3的形式為剛玉板拼接，在所述床層3上設(shè)有大量均勻分布的流體孔道，所述孔道的數(shù)量及開(kāi)孔尺寸根據(jù)設(shè)備尺寸、催化劑規(guī)格、原料氣流量等調(diào)整確定；所述床層3由位于其底部的側(cè)床層支撐墻4和內(nèi)床層支撐墻9支撐，并設(shè)置膨脹縫；所述鋼殼體1的內(nèi)表面上設(shè)置耐高溫隔熱襯里2，所述耐高溫隔熱襯里3設(shè)置膨脹縫；每一反應(yīng)腔體6內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流墻8，所述導(dǎo)流墻8及內(nèi)床層支撐墻9的數(shù)量根據(jù)反應(yīng)腔體6的寬度適當(dāng)設(shè)置，起到導(dǎo)流作用；所述床層3、側(cè)床層支撐墻4、內(nèi)床層支撐墻9、導(dǎo)流墻8、導(dǎo)流板10與所述鋼殼體1的連接方式均為可拆卸連接。

實(shí)施例二

所述反應(yīng)腔體6的數(shù)量為1個(gè)，不設(shè)置導(dǎo)流板10，其余均與實(shí)施例一相同。

實(shí)施例三

所述反應(yīng)腔體6的數(shù)量為5個(gè)，所述導(dǎo)流板10的數(shù)量為4個(gè)，其余均與實(shí)施例一相同。

實(shí)施例四

所述反應(yīng)腔體6的數(shù)量為10個(gè)，所述導(dǎo)流板10的數(shù)量為9個(gè)，其余均與實(shí)施例一相同。

實(shí)施例五

所述反應(yīng)腔體6的數(shù)量為15個(gè)，所述導(dǎo)流板10的數(shù)量為14個(gè)，其余均與實(shí)施例一相同。

由上述實(shí)施例可知，本實(shí)用新型所述的坑道式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)保證了各處結(jié)構(gòu)的應(yīng)力在許用范圍內(nèi)、流體分配均勻、變形協(xié)調(diào)、內(nèi)外溫度合理等，最終使反應(yīng)器有較高的轉(zhuǎn)化效率及較高的使用壽命。

以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該實(shí)用進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。