[發(fā)明專利]一種軸徑向等溫反應器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610054719.2
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105664804A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 胡力;劉英明;邢濤;傅建敏;趙國忠;李鳳清;龐睿;陸亞東;王偉;劉芹
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術(shù)研究院有限公司;中石化煉化工程(集團)股份有限公司;德艾柯工程技術(shù)(上海)有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到化工設備，具體指一種軸徑向等溫反應器。

背景技術(shù)

變換反應是將CO與H₂O在催化劑作用下生成CO₂和H₂的放熱反應，現(xiàn)有的工藝 中，反應器一般為絕熱式反應器。為了避免反應器的超溫，通常采用高水氣比和低水氣 比兩種工藝，但是不論是高水氣比流程還是低水氣比流程，都避免不了床層溫度的大幅 度提高。由于反應平衡受制于反應溫度，對于變換放熱反應，在溫度高于催化劑起活溫 度的基礎(chǔ)上，溫度越低越有利于反應向正方向進行。因此為了推動反應向正方向進行， 必須經(jīng)過一段絕熱反應器，然后降溫，繼續(xù)反應，直至反應深度滿足生產(chǎn)需求。

所以，現(xiàn)有的絕熱變換反應流程，都是多段反應、多段降溫，均存在流程過長、壓 降過大的問題。

為克服以上缺陷，CN102059078A提出了《一種等溫徑向變換反應器》，其將換熱 器和反應器集成在一起。集成在反應器中的換熱器為固定管板式，在兩塊管板之間有一 催化劑框，催化劑分布于管板和催化劑框組成空間中。原料氣頂部的入口進入反應器， 通過催化劑框與反應器間的環(huán)隙空間徑向進入催化劑床層，然后由中心管出反應器。反 應熱由分布于催化劑床層中的換熱管移除反應器。等溫設計解決了反應床層溫度過高的 問題。徑向設計在滿足壓降的同時可以適當增大長徑比，從而解決了大規(guī)模裝置中由于 氣量大，催化劑裝填多，反應器超限的問題。

CN103071431A公開了《一種用于耐硫變換工藝的軸徑向反應器結(jié)構(gòu)》，其包括殼 體，殼體的頂部設有氣流入口，殼體的底部設有氣流出口；其特征在于該反應器結(jié)構(gòu)還 包括第一氣體分布器、用于對氣流進行二次再分布后進入催化劑床層的第二氣體分布 器，第二氣體分布器的外筒體與所述殼體的內(nèi)壁之間間隔有間隙，和設置在第二氣體分 布器內(nèi)的氣體收集器；第二氣體分布器的封蓋與第一氣體分布器的罩網(wǎng)之間間隔有間 隙；第二氣體分布器的上方還設有格柵，所述格柵和所述罩網(wǎng)之間填充有由耐火球構(gòu)成 的第二隔熱層。該反應器具有殼體壁溫低、壓降低、設備直徑小、催化劑死區(qū)小、反應 器空間利用率高、設備材質(zhì)要求低、設備重量輕等特點，但是仍然存在反應超溫的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能有效控制催化劑床 層溫度且壓降低、空間利用率高的軸徑向等溫反應器。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：該軸徑向等溫反應器，包括：

殼體，殼體的頂部設有氣體入口，殼體的底部設有氣體出口；

第一筒體，套設在所述殼體內(nèi)，并與殼體的內(nèi)壁之間具有間隙，該間隙形成連通所 述氣體入口的氣流通道；第一筒體設置在內(nèi)支撐件上，所述內(nèi)支撐件設置在所述殼體的 內(nèi)壁上；第一隔熱層填充在所述殼體的底部并位于所述第一筒體的下方；第一筒體的上 端口上設有第二隔熱層，第一筒體的側(cè)壁上均布有多個連通所述氣流通道和第一筒體內(nèi) 腔的進氣孔；

第二筒體，套設在所述第一筒體內(nèi)，其側(cè)壁上間隔設有多個集氣孔，第二筒體的上 端口封閉，下端口連通所述氣體出口；

所述第一筒體和第二筒體之間為反應區(qū)；

其特征在于所述反應區(qū)內(nèi)還設有至少一個冷卻單元，所述冷卻單元的入口連接冷媒 輸入管道，所述冷卻單元的出口連接輸出管道。

較好的，所述冷卻單元有多個，間隔設置在所述第一筒體和第二筒體之間的反應區(qū) 內(nèi)。

冷卻單元的結(jié)構(gòu)可以有多種，較好的，所述冷卻單元包括縱向設置在所述反應區(qū)內(nèi) 的腔室，各所述腔室以所述第二筒體為中心呈放射狀布置；各所述腔室的入口均連接所 述輸入管道，各所述腔室的出口均連接所述輸出管道；各所述冷卻單元設置在支架上， 所述支架橫向設置在所述殼體內(nèi)。

所述腔室的內(nèi)壁上間隔設有多個所述腔室的凸起。凸起的設置能增加流體的湍流， 提高傳熱效率，在達到相等傳熱量的情況下，換熱面積更小，減省了設備投資。

所述凸起可以有多種結(jié)構(gòu)，較好的，可以將所述腔室相對的兩側(cè)內(nèi)壁對向焊接，焊 點即為所述凸起。

作為改進，所述輸入管道包括設置在所述殼體內(nèi)的輸入環(huán)管，所述輸入環(huán)管上連接 有輸入分支管，所述輸入分支管連接所述冷卻單元的入口，所述輸入環(huán)管還連接有多根 連接界外冷媒的冷媒管，各所述冷媒管均布在所述輸入環(huán)管上；