[發明專利]一種管殼式固定床反應器系統

有效

• 申請號: 200910147724.8
• 申請日: 2009-06-18
• 公開（公告）號: CN101927143A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 吳昊;胡志海;聶紅;徐潤;田鵬程;夏國富
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明涉及一種固定床反應器系統，具體地說是一種適用于強放熱反應的列管式固定床反應器系統。

背景技術

對于氣固相催化反應體系，特別是一些氣相氧化反應和費-托合成反應都是強放熱反應。其反應裝置采用列管式反應器時，為了控制反應器床層溫度，現有技術中有減小列管管徑、用惰性顆粒分段稀釋催化劑、在催化劑床層內添加超導熱翅片等方法。此外，殼程外循環熱交換系統也是一種常用的方法。例如，可采取用蒸汽包取熱的方式。反應器管程裝填催化劑，反應原料在管程進行反應并放出熱量，反應器殼程通入一定溫度的循環水，反應放出的熱量通過反應管的管壁由反應管內部傳遞至循環水，吸收熱量后的循環水部分汽化，水蒸氣及循環水由反應器上部進入汽包，通過控制汽包壓力來調節反應器溫度。

但是，現有技術中常規列管式反應器殼體為一個整體腔體，腔體內循環水溫度均一。在這種情況下，如果反應器內原料分配不均，出現偏流現象，反應器內就會出現熱點。此時若通過降低循環水溫度來消除熱點，那么整個催化劑床層溫度均會受到影響，影響催化劑整體使用性能；若不降低循環水溫度來消除熱點，則反應器內存在超溫的風險，是生產過程中非常大的生產及安全隱患。

CN1736574A公開了一種無熱點列管式固定床反應器。其技術特點是反應器列管中的每支管采用套管結構，內管兩端封閉，在套管間隙中裝填催化劑形成催化劑床層，冷卻介質同時流過內管管程和反應器殼程。該發明在無需大量增加列管數量的條件下，可大幅增加列管式固定床反應器的換熱面積，同時縮短傳熱路徑。

CN2764474Y公開了一種用于環氧乙烷制備的列管式固定床反應器。該發明所述反應器為常規模式的管殼式反應器，其中反應管中填充有催化劑，所述的反應管的管徑為40～50mm。

CN?101209401A公開了一種殼程多腔式固定床反應器。該發明的殼體內在上管板和下管板之間沿殼體軸向設置兩個殼程擋板，殼程擋板將殼體分為三個腔體，其兩側的腔體內設置反應管，兩側的腔體內設置有半圓形的三塊折流板，因而管間熱交換介質的流動形式為錯流兼平行流。

發明內容

本發明的目的是在現有技術的基礎上提供一種適用于強放熱反應的管殼式固定床反應器系統，以解決現有技術中在反應器內出現偏流導致熱點存在時，無法實現反應器局部降溫的問題。

本發明提供的反應器系統為：

包括反應器殼體2、反應管3和反應器兩端管板30，在所述的反應器殼體2中設置至少2個沿軸向的反應器殼內擋板17，將反應器殼體分割成n個腔體，所述的反應器殼內擋板17是以反應器中心軸為端線，向反應器壁以放射狀設置，擋板17的上邊線和下邊線分別與反應器上下兩端管板30密封連接，擋板17的一條側邊線與反應器中心軸重合，另一條側邊線與反應器殼體2內壁密封連接。

所述的反應器系統中包括兩個蒸汽包取熱系統。

所述的每一個蒸汽包取熱系統設置有獨自的壓力控制系統。并且通過壓力控制來調節腔體內溫度的變化。

所述的反應器殼體中的任意一個腔體同時與兩個蒸汽包取熱系統連接。

所述的反應器殼體中的任意一個腔體與兩個蒸汽包取熱系統的連接方式為并聯。

反應器殼程每一個腔體分別設置兩個進口和兩個出口，分別與兩個汽包相連，每個進口和出口均安裝有閥門，以并聯操作的方式對反應器殼程腔體進行操作，即每個腔體都可以以汽包1進行溫度控制，也可以以汽包2進行溫度控制。

所述的反應器殼體是平均分割成n個腔體。

優選的所述的反應器殼體2中設置2～10個沿軸向的反應器殼內擋板17。所述的n為2～10的整數。

所述的反應器殼體內可設置折流擋板，而且對折流擋板沒有特殊限制。循環水在反應器殼體內在折流擋板的作用下呈S型流動，進而增強循環水與反應管的傳熱。

本發明主要適用于強放熱反應體系，尤其適用于費-托合成反應。

本發明的優點：

本發明解決了常規列管式反應器出現熱點時，使催化劑整體性能最大程度得到發揮與消除熱點之間的矛盾。可以在反應器內出現偏流導致熱點存在時，實現反應器的局部降溫，在消除熱點的同時，使催化劑整體性能得到最大程度的發揮。

附圖說明

圖1是本發明提供的管殼式固定床反應器系統結構示意圖的主視圖。

圖2是圖1的A-A剖視圖。

圖3是本發明提供的管殼式固定床反應器系統在費托合成反應中使用流程示意圖。

圖4是圖3的A-A剖視圖。

具體實施方式