[實(shí)用新型]甲醇合成反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920292661.0
• 申請(qǐng)日: 2009-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN201701921U
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧正韜;王守杰;甘曉雁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天萬源煤化工工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B01J8/06
• 分類號(hào): B01J8/06;C07C31/04
• 代理公司: 北京英特普羅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種反應(yīng)器，更特別地，本實(shí)用新型涉及一種甲醇合成反應(yīng)器。本實(shí)用新型可應(yīng)用于以煤氣化生成的合成氣為原料合成甲醇的化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

甲醇合成反應(yīng)以含有一氧化碳、二氧化碳和氫的氣體作原料，在催化劑的作用下生成甲醇，催化劑在200℃-280℃之間有效，且該反應(yīng)是一強(qiáng)放熱的反應(yīng)。在目前甲醇生產(chǎn)領(lǐng)域中，管殼式反應(yīng)器得到較為廣泛的應(yīng)用。在管殼式反應(yīng)器中，在反應(yīng)管內(nèi)置入催化劑，反應(yīng)管外的殼程充滿加熱或冷卻介質(zhì)。合成氣從反應(yīng)器的上方進(jìn)入反應(yīng)管內(nèi)，殼程里是沸騰的鍋爐水。在催化劑的作用下合成氣進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)，合成反應(yīng)放出的熱量傳遞給殼程的沸騰水，由水的部分氣化帶走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，由此保持預(yù)定的反應(yīng)條件。反應(yīng)器中心部位產(chǎn)生的蒸汽需通過支持板上的蒸汽上升孔，然后上升至蒸汽出口才能排出反應(yīng)器，完成熱量傳遞。

然而，在現(xiàn)有的反應(yīng)器中，反應(yīng)管的布置不合理。圖2所示了現(xiàn)有技術(shù)的反應(yīng)器中采用的支持板4的結(jié)構(gòu)，其中附圖標(biāo)記A表示反應(yīng)管穿插孔，B表示蒸汽上升孔。反應(yīng)管緊密布置在一個(gè)圓形區(qū)域中，反應(yīng)器中心部位產(chǎn)生的蒸汽只能從反應(yīng)管的間隙向支持板的邊緣擴(kuò)散，要通過布管圓半徑的距離才能到達(dá)支持板蒸汽上升孔，而在邊緣部位的反應(yīng)管附近產(chǎn)生的蒸汽就可以很快通過蒸汽上升孔B。在負(fù)荷高時(shí)，產(chǎn)生的蒸汽量增加，由于反應(yīng)器中心部位產(chǎn)生的蒸汽不能迅速的到達(dá)蒸汽上升孔，因此聚集在反應(yīng)器中心部位，導(dǎo)致中心部位壓力上升，使殼程液面呈凹液面。產(chǎn)生的凹液面致使部分反應(yīng)管外壁不能與水接觸而是與蒸汽接觸，由于蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)大大低于水的導(dǎo)熱系數(shù)，因此與蒸汽接觸的這部分反應(yīng)管中的反應(yīng)熱不能及時(shí)傳遞出去，致使反應(yīng)管內(nèi)的溫度升高，催化劑燒結(jié)失活，使生產(chǎn)的效率下降，同時(shí)反應(yīng)器阻力增加，給生產(chǎn)安全帶來危險(xiǎn)。

此外，當(dāng)前的反應(yīng)器還存在另一個(gè)問題。合成氣入口直接使合成氣通入反應(yīng)器內(nèi)，由于合成氣通入的流速較大，會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)部上管板上的催化劑分布不均勻，呈V型分布，催化劑局部厚度增加，催化劑沒有及時(shí)冷卻形成硬塊，造成催化劑燒結(jié)現(xiàn)象，使產(chǎn)量下降。

因此，需要對(duì)現(xiàn)有的反應(yīng)器進(jìn)行改進(jìn)，以克服上述缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容

上述問題的解決，是通過本實(shí)用新型提出的改進(jìn)的甲醇合成反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)的。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提出了一種甲醇合成反應(yīng)器，該甲醇合成反應(yīng)器包括外殼，設(shè)置在外殼上的合成氣入口和合成氣出口，設(shè)置在外殼內(nèi)的反應(yīng)管，和固定支持反應(yīng)管的支持板。該甲醇合成反應(yīng)器的特征在于，在板的外圍以及沿徑向方向開有數(shù)列蒸汽上升孔，在中間區(qū)域開有反應(yīng)管穿插孔。

優(yōu)選地，本實(shí)用新型的甲醇合成反應(yīng)器還包括設(shè)置在支持板上方的用于放置第一催化劑層的上管板。

優(yōu)選地，本實(shí)用新型的甲醇合成反應(yīng)器還包括設(shè)置在殼體底部的觸媒支撐。

優(yōu)選地，所述觸媒支撐上放置第二催化劑層和耐火球?qū)印?/p>

優(yōu)選地，所述合成氣入口上安裝有氣體分布器。

優(yōu)選地，所述氣體分布器為一端封閉、另一端打開的圓柱形筒體，并且筒體四周開設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)孔和多個(gè)短孔。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述短孔設(shè)置在打開的端部附近并且其長(zhǎng)度約為所述長(zhǎng)孔的一半，并且所述短孔在筒體圓周上占據(jù)了約90°的角度。

根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提出了一種甲醇合成反應(yīng)器，該甲醇合成反應(yīng)器包括安裝在合成氣入口上氣體分布器，其特征在于，所述氣體分布器為一端封閉、另一端打開的圓柱形筒體，并且筒體四周開設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)孔和多個(gè)短孔，所述短孔設(shè)置在打開的端部附近并且其長(zhǎng)度約為所述長(zhǎng)孔的一半，并且所述短孔在筒體圓周上占據(jù)了約90°的角度。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的甲醇反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有甲醇合成反應(yīng)器中采用的支持板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的支持板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的氣體分布器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記列表如下：

1、上封頭；2、上管板；3、蒸汽出口；4、支持板；5、反應(yīng)管；6、水進(jìn)口；7、耐火球；8、觸媒支撐；9、合成氣出口；10、人孔；11、卸料口；12、裙座；13、下封頭；14、下管板；15、筒體；16、氣體分布器；17、合成氣入口；A、反應(yīng)管穿插孔；B、蒸汽上升孔。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖并結(jié)合本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的描述。