[實用新型]一種帶有排管壁式內外筒的固定床軸徑向反應器

有效

• 申請號: 201220355637.9
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN202700474U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 劉磊;張西原;張仲敏
• 申請（專利權）人: 上海國際化建工程咨詢公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本實用新型涉及石油化工技術領域，尤其涉及一種適用于固定床氣固相催化反應裝置，特別涉及一種反應氣沿軸徑向掠過催化劑，催化劑裝填于特殊的內外收集筒內的帶有排管壁式內外筒的固定床軸徑向反應器，該固定床軸徑向反應器特別適用于合成氨、CO變換、甲醇氧化重整制氫、催化重整、乙苯催化脫氫制苯乙烯等。

背景技術

隨著化工生產的發展，為適應不同的傳熱要求和傳熱方式，出現多種固定床反應器的結構形式，其中尤以利用氣態的反應物料，通過由固體催化劑所構成的床層進行反應的氣固相催化反應器在化工生產中應用最為廣泛。

固定床反應器從反應原理上主要分為絕熱式和換熱式兩大類。絕熱式固定床反應器結構簡單，催化劑均勻堆置于床內，與外界沒有熱量交換，床層溫度沿物料的流向而變化。按照工藝氣進入床層的流向可以將固定床反應器分為軸向流、徑向流、軸徑向流三種反應模式。

軸向流動反應器2中的氣體1流向與軸向流動反應器2的軸2a平行，如圖1所示。軸向固定床反應器2結構簡單，生產能力大。軸向固定床反應器也有較大的缺點，阻力降較大，對反應的選擇性、催化劑的活性和壽命、設備的強度等均極不利。

徑向流動催化床反應器3中的氣體4在垂直于徑向流動催化床反應器3軸3a的各個橫截面上沿半徑方向流動，如圖2所示。徑向流動催化床反應器3的氣體流道短，流速低，可大幅度地降低催化床壓降，為使用小顆粒催化劑提供了條件。徑向流動催化床反應器3的設計關鍵是合理設計流道使各個橫截面上的氣體流量均等，對分布流道的制造要求較高，且要求催化劑有較高的機械強度，以免催化劑破損而堵塞分布小孔，破壞流體的均勻分布。

軸徑向流動催化床反應器5中的氣體6分兩個流道，小部分氣體6a從床層5a頂部軸向進入床層5a，大部分氣體6b垂直于軸徑向流動催化床反應器5軸5b的各個橫截面上沿半徑方向流動，如圖3所示。軸徑向流動催化床反應器5具備徑向反應器的所有優點，其流道使得催化劑的利用率得以最大化，極大限度的減小了床層頂部死區，充分發揮催化劑活性并使得壓降最小化。

目前國內對這三種模式的固定床反應器研究都非常的多，尤其是徑向和軸徑向反應器的研究是非常熱門的課題。大部分相關專利即圍繞實現徑向或軸徑向反應器內件即催化劑內外筒的開發，如專利200310109323.6《一種催化重整和催化脫氫固定床徑向反應器》，其內外筒為在卷制的圓筒上打小圓孔來實現催化劑的支承和氣體流通，類似工業化產品還有長條孔板、橋孔板或者約翰遜網等。但上述產品均存在一定的缺陷，如制造復雜、加工費用高、開孔率低、內外筒強度低等問題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述問題，而提供一種新型的帶有排管壁式內外筒的固定床軸徑向反應器。其具有強度高、結構簡單、開孔率大、催化劑死區小的特點，內外筒可根據設備規格整體或分塊制造安裝，同時由于管/桿間縫隙呈軸向連續狀，可將催化劑裝填、沉降過程中產生的磨損最小化。

本實用新型所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現：

一種帶有排管壁式內外筒的固定床軸徑向反應器，包括承壓殼體和安裝在所述承壓殼體內的催化劑筒體部分，所述催化劑筒體部分包括內件底部支撐、催化劑外筒、催化劑內筒和催化劑頂部環形格柵，所述內件底部支撐固定在所述承壓殼體的底部，所述催化劑外筒和催化劑內筒固定在所述內件底部支撐上，所述催化劑頂部環形格柵安裝在所述催化劑外筒和催化劑內筒頂部上，催化劑填充在由內件底部支撐、催化劑外筒、催化劑內筒和催化劑頂部環形格柵圍成的空間內，其特征在于，所述催化劑外筒采用周向間隔排列的若干第一換熱管或若干第一圓桿構成。

所述催化劑外筒中的若干第一換熱管或若干第一圓桿采用若干個軸向間隔排列的第一環形多孔板連接。

所述若干個軸向間隔排列的第一環形多孔板采用第一縱向連接板連接。

每一第一環形多孔板由若干塊第一弧形多孔板連接而成，這樣使得催化劑外筒可以分塊制造。

所述第一換熱管或第一圓桿之間的間隙依據工藝需求及催化劑顆粒大小而確定。

所述催化劑內筒由一段不開孔的圓管和一段管壁上按規則開孔的開孔圓筒以及采用周向間隔排列在所述開孔圓筒外壁上的第二換熱管或第二圓桿構成，其中所述圓管位于催化劑內筒的頂部，所述開孔圓筒的頂部與圓管的底部連接，開孔圓筒的底部連接在所述內件底部支撐上，所述催化劑頂部環形格柵的內緣與所述圓管連接。

所述催化劑內筒中的若干第二換熱管或若干第二圓桿采用若干個軸向間隔排列的第二環形多孔板連接，所述開孔圓筒與所述第二環形多孔板連接。