[發(fā)明專利]一種雙封頭可控水移熱反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510072235.6
• 申請(qǐng)日: 2015-02-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104645897A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慶新;鄭高潮;凡殿才;高明林;王攬?jiān)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京敦先化工科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J8/02
• 分類(lèi)號(hào): B01J8/02;C01B3/16;C10G2/00;C07C69/36;C07C67/36;C07C31/20;C07C29/149;C07C31/04;C07C27/04;C07C1/04;C07C9/04
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固定床催化劑，氣相狀態(tài)下的變換、合成、加氫反應(yīng)器，尤其涉及的是一種雙封頭可控水移熱反應(yīng)器。

背景技術(shù)

CO變換反應(yīng)后器作為化工行業(yè)的一種廣泛應(yīng)用反應(yīng)器，其間，人們對(duì)變換反應(yīng)器進(jìn)行了多次的改進(jìn)，由原來(lái)全軸向改為全徑向，在催化劑床層阻力方面取得很好效果，但催化劑床層仍為絕熱反應(yīng)，催化劑床層分為若干床層，每床層之間采取間接換熱或用水冷激。這種間接換熱回收變換系統(tǒng)熱能品位低，回收顯熱和潛熱效率低、催化劑易超溫、同時(shí)變換還拌有甲烷化等副反應(yīng)等缺陷。

煤制乙二醇的羰基化合成反應(yīng)器，目前采用ф25X2的管內(nèi)裝填催化劑，管外用水移熱，一臺(tái)列管反應(yīng)器由數(shù)千個(gè)全軸向ф21圓柱形催化劑床層組成，氣體分布不均勻、副反應(yīng)物多、催化劑床層阻力大、熱應(yīng)力大、設(shè)備泄漏、一套20萬(wàn)噸/年的乙二醇裝置的羰基化合成反應(yīng)器需要6臺(tái)管殼反應(yīng)器并聯(lián)運(yùn)行，工程投資大等缺陷。

煤制乙二醇的酯化加氫反應(yīng)器，目前采用ф38X2的管內(nèi)裝填催化劑，管外用水移熱，一臺(tái)列管反應(yīng)器由數(shù)千個(gè)全軸向ф34圓柱形催化劑床層組成，氣體分布不均勻、副反應(yīng)物多、催化劑床層阻力大、熱應(yīng)力大、設(shè)備泄漏、工程投資大等缺陷。

目前，煤制天然氣的反應(yīng)采用：n個(gè)絕熱床層+n個(gè)廢過(guò)熱鍋爐的移熱方式，而且需要增加反應(yīng)物水蒸氣來(lái)抑制第一、第二絕熱床層反應(yīng)，同時(shí)配置循環(huán)氣，否則出現(xiàn)第一、第二絕熱床層飛溫現(xiàn)象，運(yùn)行能耗高、裝置投資大、系統(tǒng)阻力大等缺陷。

目前，煤制油、煤制石蠟的費(fèi)托合成反應(yīng)還沒(méi)有在運(yùn)行的大型化裝置，部分在運(yùn)行的小型費(fèi)托合成裝置反應(yīng)器也為列管式反應(yīng)器，F(xiàn)e(或Co)系催化劑裝填在ф76X4管內(nèi)，仍然存在氣體分布不均勻、超溫、積碳、長(zhǎng)碳鏈烷烴收率低、阻力大、設(shè)備泄漏、難以大型化等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種雙封頭可控水移熱反應(yīng)器，利用換熱管內(nèi)水轉(zhuǎn)化為蒸汽發(fā)生相變吸熱原理及時(shí)移走催化劑床層內(nèi)反應(yīng)熱量，并副產(chǎn)不同壓力下的飽和蒸汽。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括連為一體的催化劑裝填管、進(jìn)水管、上外封頭、隔板、出水管、至少一個(gè)導(dǎo)水管、至少一個(gè)換熱管、上內(nèi)封頭、上法蘭、氣體分布筒、集氣筒、下內(nèi)封頭和催化劑自卸管，連為一體的下法蘭、主筒體、下外封頭、催化劑自卸口、進(jìn)氣口和出氣口；所述進(jìn)水管開(kāi)設(shè)于上外封頭的頂部，隔板設(shè)置于上外封頭和上內(nèi)封頭之間，所述出水管設(shè)置于隔板和上內(nèi)封頭之間，所述上外封頭的底部、上內(nèi)封頭的底部和氣體分布筒的頂部分別連接在上法蘭上，所述氣體分布筒的底部連接在下內(nèi)封頭上，所述氣體分布筒套設(shè)在主筒體內(nèi)，所述主筒體的頂部連接下法蘭，主筒體的底部連接下外封頭，上法蘭和下法蘭相連；所述催化劑裝填管的一端連接在上內(nèi)封頭和氣體分布筒之間，另一端依次穿過(guò)隔板和上外封頭，所述導(dǎo)水管一端連通于隔板和上外封頭之間，另一端套設(shè)在換熱管內(nèi)，所述換熱管的管體位于氣體分布筒內(nèi)，換熱管的出口位于隔板和上內(nèi)封頭之間，所述集氣筒的筒體位于氣體分布筒內(nèi)，集氣筒的出口連接出氣口，所述催化劑自卸口、進(jìn)氣口和出氣口分別設(shè)置于下外封頭上，所述催化劑自卸管一端連接于下內(nèi)封頭上，另一端連接于催化劑自卸口上。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述上外封頭和上法蘭之間設(shè)置短接接筒，所述出水管設(shè)置于短接接筒上，短接接筒的一端連接上外封頭，另一端固定在上法蘭上，隔板位于短接接筒和上外封頭之間。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述換熱管為一端封閉一端開(kāi)口的結(jié)構(gòu)，換熱管的管體和封閉端位于氣體分布筒內(nèi)，換熱管的開(kāi)口端設(shè)置于隔板和上內(nèi)封頭之間，所述導(dǎo)水管套設(shè)在換熱管內(nèi)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述上內(nèi)封頭為撓性管板或標(biāo)準(zhǔn)封頭，所述標(biāo)準(zhǔn)封頭選自球形封頭、橢圓封頭、錐形封頭、蝶形封頭、球冠型封頭中的一種。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述上內(nèi)封頭和短接接筒分別焊接在上法蘭上。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述上法蘭為異形法蘭，所述異形法蘭為標(biāo)準(zhǔn)法蘭或非標(biāo)準(zhǔn)法蘭。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述上法蘭和下法蘭通過(guò)緊固件連接，上法蘭和下法蘭之間設(shè)有密封墊片。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述密封墊片為Ω密封墊片。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述氣體分布筒上設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣孔。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述集氣筒的筒體上設(shè)有多個(gè)集氣孔。