[實用新型]自循環化學合成器

有效

• 申請號: 201320817732.0
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN203591778U
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 周昀煜
• 申請（專利權）人: 衢州昀睿工業設計有限公司
• 主分類號: B01J8/00
• 分類號: B01J8/00;C01C1/04;C07C31/04;C07C29/152;C07C43/04;C07C41/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種化工設備，特別涉及到一種化學合成反應器。

背景技術

當前，能源緊張，甲醇、二甲醚代替能源引起人們的興趣，近幾年來在甲醇、二甲醚代替能源用途方面的耗量已顯著增加，促進了甲醇、二甲醚工業的發展。

生產甲醇、二甲醚或合成氨需要在合成反應器中進行，在催化條件下，合成甲醇、合成二甲醚、合成氨或許多其它的化合反應都是可逆反應，當目標產物達到一定濃度后，將處于平衡，反應將不再向合成目標產物的方向進行，為了使反應能繼續向目標產物方向進行，必須使混合產物從合成反應器中輸出以及向合成反應器內補入新原料氣，使合成反應器內的目標產物濃度降低、破壞平衡后使化合反應繼續進行，混合產物從合成反應器中輸出后，通過分離設備把未反應氣分離出來，再把未反應氣返回合成反應器內進行循環反應，由于單程催化率僅在20%左右，原料氣必須通過多次循環壓縮后才能在合成反應器內反應成目標產物，而每次循環壓縮都需消耗很大的壓縮能耗。

現有的合成反應器中，在應用催化劑合成的條件下，合成氨的操作壓力在8MPa以上，合成甲醇的操作壓力在3～15MPa之間，合成氣直接合成二甲醚的操作壓力在2～5MPa之間，要獲得上述的操作壓力，必須采取多級壓縮才能實現，壓縮能耗很大，因此，現有的合成反應器必須進行多次循環和多級壓縮才能把原料氣合成為目標產物的生產過程，存在電能消耗大的缺點。

實用新型內容

本實用新型的目的是要克服現有化學合成設備需把原料氣進行反復循環壓縮電能消耗大的缺點，設計一種由合成反應器自己在內部進行自動循環催化的化學合成器，使原料氣只需通過一次壓縮就能全部合成為目標產物，以大幅降低電能消耗和提高催化效率，在合成氨、甲醇、二甲醚的生產及在其它需進行化學合成的生產過程中實現節能減排。

本實用新型的一種自循環化學合成器，其特征是化學合成器主要由反應室（Ⅳ）、上氣室（Ⅵ）、下降管束（25）、下氣室（Ⅲ）和冷卻室（Ⅴ）組成，其中，上氣室（Ⅵ）在反應室（Ⅳ）的上方，下氣室（Ⅲ）在反應室（Ⅳ）的下方，冷卻室（Ⅴ）環繞在反應室（Ⅳ）的外周邊，下降管束（25）穿過冷卻室（Ⅴ）中設置在上氣室（Ⅵ）與下氣室（Ⅲ）之間，反應室（Ⅳ）連通到上氣室（Ⅵ），上氣室（Ⅵ）通過下降管束（25）連通到下氣室（Ⅲ）；反應室（Ⅳ）由壁體（7）的內空間構成，反應室（Ⅳ）的底部有底板（11），在底板（11）上或反應室壁體（7）的下部有循環氣輸入口（24）接入和催化劑卸料出口（12）接出；冷卻室（Ⅴ）由反應室壁體（7）與外殼（9）之間的空間構成，冷卻室（Ⅴ）的上端有上隔板（5），冷卻室（Ⅴ）的下端有下隔板（22），冷卻室（Ⅴ）的下部有冷卻水進口（23）接入，冷卻室（Ⅴ）的上部有冷卻水出口（6）接出；上氣室（Ⅵ）由上端頭（3）與上隔板（5）之間的空間構成；下氣室（Ⅲ）由下端頭（16）與下隔板（22）之間的空間構成，下氣室（Ⅲ）有原料補氣接口（21）接入，下氣室（Ⅲ）通過循環氣輸入口（24）連通到反應室（Ⅳ）的下部，下氣室（Ⅲ）的下部為集液區（Ⅰ），集液區（Ⅰ）的底部有產物出口（17）接出。

本實用新型中，下降管束（25）由多支鋼管組成，多支鋼管以環繞方式設置在冷卻室（Ⅴ）中；循環氣輸入口（24）為多通孔的半隔斷結構；在反應室的壁體（7）的外側壁上安裝絕熱層（8）；在反應室（Ⅳ）的下部有加熱器（10），加熱器（10）為電熱器和熱交換器其中的一種；在反應室的循環氣輸入口（24）上有循環氣連通管（14），在下氣室（Ⅲ）中設置集氣罩（20），集氣罩（20）的頂部連接到循環氣連通管（14）的輸入口上，集氣罩（20）的內空間構成集氣室（Ⅱ），集氣室（Ⅱ）通過循環氣連通管（14）連通到反應室（Ⅳ）；在下氣室（Ⅲ）中有氣液分離器（15），氣液分離器（15）包括百頁窗式分離器、盤管冷卻分離器和表冷器式分離器；上端頭（3）為圓弧頂結構，在上端頭（3）的頂上有催化劑加料口（Ⅶ），催化劑加料口（Ⅶ）通過頂蓋（1）進行封閉，在頂蓋（1）與上端頭（3）連接面之間有密封圈a（2）；上隔板（5）連接在反應室壁體（7）的上端與外殼（9）之間，上端頭（3）安裝在上隔板（5）上，在上隔板（5）與上端頭（3）的連接面之間有密封圈c（26）；下隔板（22）連接在反應室壁體（7）的下端與外殼（9）之間；下端頭（16）為圓弧底結構，下端頭（16）安裝在外殼（9）的下端，外殼（9）的下端與下端頭（16）的連接面之間有密封圈b（19）。