[實用新型]一種新型甲醛氧化反應(yīng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420486251.0
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN204275940U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向家勇;許引;張鴻偉;張勛;楊科岐
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇凱茂石化科技有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;C07C47/04;C07C45/38
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于化工生產(chǎn)工藝及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及用于甲醛生產(chǎn)的氧化反應(yīng)器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的甲醛生產(chǎn)以精甲醇為原料，采用石銀法生產(chǎn)工藝。98％的精甲醇在甲醇蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，然后與一定比例的空氣混合，并加入配料蒸汽，經(jīng)過加熱器加熱到100℃～130℃，再經(jīng)過濾器、阻火器后進(jìn)入甲醛氧化反應(yīng)器。在反應(yīng)器內(nèi)，甲醇、空氣、水蒸氣三元氣體被電爐點火升溫后，在銀催化劑作用下，甲醇發(fā)生氧化和脫氫反應(yīng)生成高溫甲醛氣體，再將高溫甲醛氣體冷卻到100℃以下，經(jīng)吸收塔吸收，得到甲醛溶液。

甲醛氧化器是銀法生產(chǎn)甲醛的核心設(shè)備，在甲醛氧化器內(nèi)，原料甲醇與空氣在銀催化劑的作用下發(fā)生脫氫氧化反應(yīng)從而生產(chǎn)甲醛，由于高溫條件下副反應(yīng)較多因此必須在反應(yīng)器必須快速經(jīng)過催化劑床層并且迅速移出大量熱量。甲醛氧化器的功能為原料提供催化觸媒空間，并且快速移出反應(yīng)熱量的裝置。甲醛氧化器是直接影響到原料的消耗，甲醛的生產(chǎn)成本，影響了甲醛生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，是甲醛生產(chǎn)裝置內(nèi)的核心生命所在。

目前使用的甲醇氧化反應(yīng)器為三段式氧化反應(yīng)器，即由以下三部分組成，上段為氧化段，甲醇、空氣、水蒸氣三元混合氣體在進(jìn)入被電爐點火加熱的催化劑層時發(fā)生甲醇氧化反應(yīng)并放出熱量，進(jìn)而發(fā)生甲醇脫氫反應(yīng)，生成甲醛氣體；中段為余熱回收段，回收從氧化段來的高溫甲醛氣體走管程，水和水蒸氣走殼程，利用高溫?zé)崮苌a(chǎn)低壓蒸汽；下段為氣體冷卻段，從余熱回收段來的甲醛氣體走管程，冷卻水走殼程，逆向換熱后，將甲醛冷卻到100℃以下。

這種三段式結(jié)構(gòu)的甲醛氧化反應(yīng)器的缺點：工作條件惡化，使余熱回收段高溫側(cè)部位管板，管板與換熱管的連接處在高溫(600℃～660℃)下，既要承受壓力，又要受到高溫、高速氣體的沖擊和磨蝕，管子與管板連接處極易損壞，加之奧氏體不銹鋼在使用溫度高于525℃時材料的強度、塑性及抗氧化性顯著下降，造成損壞處無法修復(fù)，導(dǎo)致設(shè)備使用壽命非常短。

長期以來，甲醛氧化器在620-660℃的溫度下運行時上管板列管的焊接接?頭處受到腐蝕出現(xiàn)裂紋，補焊效果也不好，使用壽命只有1-2年，這樣一套幾十萬元的設(shè)備就報廢了。因此解決甲醛氧化器廢熱鍋爐的腐蝕問題，延長使用壽命，已成為我國甲醛業(yè)急待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述存在的問題和缺陷，本實用新型提供了新型甲醛氧化反應(yīng)裝置，解決了現(xiàn)有氧化器正常使用壽命短，催化劑更換頻率高等缺點，并且克服了由于傳熱效率影響和受限于高溫材料選擇目前氧化器大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備投資大的問題。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：一種新型甲醛氧化反應(yīng)裝置，包括兩頭封閉的筒體，該筒體從上至下依次分為氣體分布區(qū)域、氧化反應(yīng)區(qū)域和熱交換區(qū)域，所述氣體分布區(qū)域的筒體側(cè)壁設(shè)有氣體進(jìn)口，而內(nèi)部設(shè)有氣體分布器，該氣體分布器為截頭錐形喇叭狀，且大直徑開口端與筒體內(nèi)壁密封連接，所述氣體分布區(qū)域通過法蘭與氧化反應(yīng)區(qū)域連接；所述氧化反應(yīng)區(qū)域裝填有催化劑觸媒層；所述熱交換區(qū)域相對氣體流向垂直的設(shè)有用于流通換熱介質(zhì)的換熱管，而氧化反應(yīng)區(qū)域與熱交換區(qū)域的殼程連通；所述筒體的底部還設(shè)有氣體出口。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱交換區(qū)域為三段式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣體分布區(qū)域的外壁設(shè)有流通熱源的外伴管。

進(jìn)一步的，所述催化劑觸媒層為方形結(jié)構(gòu)，并通過支撐架鋪裝在換熱管上。

進(jìn)一步的，所述換熱管設(shè)有銅或鎳材質(zhì)的外翅片。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：。

附圖說明

圖1為本實用新型所述氧化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本實用新型，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

如圖1所示，一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，從上至下分為氣體分布區(qū)域、氧化?反應(yīng)區(qū)域和熱交換區(qū)域，氣體分布區(qū)域的筒體外壁設(shè)置氣體進(jìn)口，內(nèi)部設(shè)置氣體分布器，該氣體分布器為錐臺形喇叭狀，且大口端與筒體焊接；同時在筒體頂部和直筒部均設(shè)有外伴管。所述熱交換區(qū)域設(shè)置有與氣流方向垂直的換熱管，該換熱管內(nèi)流通用于冷卻的水。