[實用新型]氣—液相管殼式滴流床固相催化反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320357660.6
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN203316109U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 商紅巖;張也賢;洪正鵬;李成岳;呂仲明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京東方紅升新能源應(yīng)用技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種氣—液相管殼式滴流床固相催化反應(yīng)器，屬于化工過程技術(shù)領(lǐng)域，特別是歸屬于以甲醇、甲醛及其系列產(chǎn)品為原料生產(chǎn)發(fā)動機替代液體燃料的子領(lǐng)域，是生產(chǎn)柴油優(yōu)質(zhì)十六烷值調(diào)合成分——聚甲氧基二烷基醚及同系物的工藝過程中所需要的重要設(shè)備之一，也適用于生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品和定制化學(xué)品時，相類似的需用氣-液相滴流（涓流）床固相催化反應(yīng)的過程。?

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的氣--液相滴流（涓流）床固相催化反應(yīng)器都是釆用絕熱式液相滴流（涓流）床固相催化反應(yīng)器，如中國專利號“CN200710039089.2”公開的滴流床反應(yīng)器，其公開日為2008年10月08日。由于在加氫反應(yīng)過程中一般均伴隨有放熱反應(yīng)，為保證反應(yīng)器催化劑床層中溫度分布均勻，大多采用將催化劑床層分成多段，每一催化劑床層出口送入部分冷的氣—液相物料（均需設(shè)置混合分布器）進行冷激降溫后（或者，在段間將熱的反應(yīng)氣抽出，通過在反應(yīng)器外的冷卻器，冷卻后再通入下一個催化劑層），再進入下一催化劑層，以保證催化劑床的溫度不至于過高，這樣處理后，溫度雖然可以控制在一定范圍，但催化劑床層的溫度分布呈現(xiàn)有規(guī)律的“鋸齒形”波動，“鋸齒形”波動的波幅與反應(yīng)放熱量、催化劑層數(shù)設(shè)置和冷激物料分配比例有關(guān)，一般溫度的波幅約為50℃~80℃。在合成聚甲氧基二烷基醚（DMMn）工藝過程的催化精制時，反應(yīng)放熱較大、反應(yīng)放熱難以及時移出，而且釆用的催化劑對反應(yīng)溫度較敏感：反應(yīng)溫度對催化精制效果影響較大，釆用絕熱式反應(yīng)器時溫度“鋸齒形”波動，不但會明顯降低催化精制的精度并影響產(chǎn)品質(zhì)量、而且減少催化劑的使用壽命。?

現(xiàn)有的管殼式固相催化反應(yīng)器，只適用于氣—氣相和氣—汽相物料進行固相催化反應(yīng)，因為氣體（例如氫氣）與液體物料氣化成蒸汽的混合很容易，氣—汽混合后可以很均勻地進入管殼式固相催化反應(yīng)器，并且均勻地分布到每根反應(yīng)管中，確保了氣—汽相物料在管殼式固相催化反應(yīng)器中有滿意的反應(yīng)運行效果，在眾多的氣—氣相和氣—汽相物料在工業(yè)管殼式固相催化反應(yīng)器中的成功運行獲得了證實。但是，在氣—液相(反應(yīng)條件無法滿足液相物料汽化要求)物料采用管殼式固相催化反應(yīng)器時,?液相(液滴)無法象氣體（或蒸汽）一樣均勻分布到眾多反應(yīng)管中(通常每個反應(yīng)紫有幾千根外徑為38~45mm的反應(yīng)管)，而且液體物料進入反應(yīng)管中之后，在反應(yīng)管之間就無法再重新調(diào)節(jié)分布，導(dǎo)致不同反應(yīng)管的反應(yīng)條件不相同——液體流量不同、溫度及溫度分布不同、反應(yīng)壓力分布不同、催化劑壽命縮短、催化劑層阻力不同、導(dǎo)致氣體流量也不均勻，造成氣—液物料總體反應(yīng)效果差、產(chǎn)物質(zhì)量不均勻、消耗上升、能耗上升，嚴(yán)重時導(dǎo)致裝置無法正常運行。所以,?在需要采用氣—液相滴流床固相催化反應(yīng)的工業(yè)裝置中，均采用多段絕熱式液相滴流（涓流）床固相催化反應(yīng)器。?

合成聚甲氧基二烷基醚（DMMn）工藝過程的精制工藝條件、反應(yīng)熱導(dǎo)致溫升較大和配套的催化劑性能要求較嚴(yán)格。傳統(tǒng)的絕熱式液相滴流（涓流）床固相催化反應(yīng)器和現(xiàn)有的管殼式固相催化反應(yīng)器均難以適應(yīng)合成聚甲氧基二烷基醚（DMMn）工藝過程的技術(shù)要求。?

綜上，傳統(tǒng)氣—液相絕熱式滴流(涓流)床固相催化反應(yīng)器的催化劑床層溫度分布不均勻、溫度波幅大，導(dǎo)至氣—液相絕熱式滴流(涓流)床固相催化反應(yīng)器使用范圍嚴(yán)重受到限制。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有氣—液相絕熱式滴流床固相催化反應(yīng)器存在的上述問題，提供一種氣—液相管殼式滴流床固相催化反應(yīng)器。本實用新型在反應(yīng)器橫截面上氣—液相物流分布均勻、催化劑床層內(nèi)溫度平穩(wěn)、催化劑床層內(nèi)軸、徑向溫度差小；反應(yīng)溫度的控制準(zhǔn)確、靈敏；能以較高位能回收反應(yīng)熱；反應(yīng)床層中無氣體返混現(xiàn)象，催化劑床層軸向溫度不會形成鋸齒狀大幅波動。?

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：?

一種氣—液相管殼式滴流床固相催化反應(yīng)器，包括進料口、出料口、反應(yīng)器筒體和反應(yīng)器筒體內(nèi)設(shè)置的氣液分布器，其特征在于：所述氣液分布器下部設(shè)置有泡罩盤式分布器，泡罩盤式分布器下設(shè)置有管殼式反應(yīng)器；所述泡罩盤式分布器包括與反應(yīng)器筒體內(nèi)腔圓周大小匹配的盤體和盤體上均勻分布的多個泡罩，所述泡罩包括固定在盤體上的溢流管和設(shè)置在益流管上的蓋帽，所述溢流管分別與盤體上下的反應(yīng)器筒體連通，蓋帽四周均勻分布多個通道。

所述進料口包括氣體進口和液體進口，進料口處設(shè)置有文丘里噴射混合器、擴散式混合分布器或噴射式混合分布器。?

所述益流管上固定設(shè)置有支撐固定件，蓋帽與支撐固定件固定連接。?

所述泡罩的數(shù)量為3~300個，每個蓋帽四周的通道的數(shù)量為2~20個。?