[發明專利]一種冷激式反應器

有效

• 申請號: 201610342085.0
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN107398236B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 張旭;戴文松;蔣榮興
• 申請（專利權）人: 中國石化工程建設有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;B01J19/00
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 周建秋;王浩然

本發明公開了一種冷激式反應器，該反應器包括徑向圓筒形密封承壓殼體(1)、1#直管(23)、2#直管(12)、以及催化反應區，所述催化反應區包括中心筒(9)和套設在中心筒(9)外的至少一個套筒(16)；中心筒(9)與最內層的套筒(16)的筒壁之間以及相鄰套筒(16)的筒壁之間形成有空隙(8)；空隙(8)內具有多個冷卻介質分布器(14)，該冷卻介質分布器(14)通過冷卻介質管線(2)與殼體(1)上的冷卻介質入口流體連通。該反應器催化劑活性組分使用量少、壓降低、床層溫度低且不會出現“飛溫”現象。

技術領域

本發明涉及一種冷激式反應器。

背景技術

固定床反應器主要有兩種類型，一種是軸向固定床反應器，另一種是徑向固定床反應器。軸向固定床反應器設計、加工過程相對容易、操作簡單，但存在反應器設備尺寸龐大、床層壓降大、容易出現局部飛溫、移熱緩慢、轉化率低、放大效應明顯等問題。徑向床反應器高徑比較大、床層壓降小、反應物在催化劑床層停留時間短，但很難實現反應物在徑向上的均勻分布、單位催化劑床層的生產強度較低。

為了克服傳統化工中存在傳熱、傳質效率低的問題，二十世紀八九十年代興起了微化工技術。微反應器作為微化工技術的核心組成部分，它是以毫米、微米為量級的化學反應系統。一方面微反應器具有微尺度化、較大的比表面、擴散距離短、停留時間短、阻力小等特點，其傳質、傳熱和反應效果較普通反應器高1-3個數量級；另一方面，可以根據實際的工業生產能力要求，通過具有功能化的微反應器模塊集成以及數量的增減達到控制和調節生產，有利于實現設備的最大利用效率，同時縮短設備的加工時間。

對于放熱反應而言，從工藝流程角度而言，在各段反應器之間，一般采用設置廢熱鍋爐、蒸汽過熱器來對高溫工藝氣體進行降溫處理，如，中國專利CN104152201A、CN104312651A；或是采用循環部分產品氣來稀釋原料氣，從而達到控制轉化深度的目的，如中國專利CN103740428A、CN103013598A、CN103540376A、CN103710425A，雖然采用循環工藝可以降低床層溫度，但是需要設置循環壓縮機，增加了投資和能耗，同時循環物料增加了床層失活的風險。從反應器角度看，采用列管式反應器，或者通過移熱手段移出床層部分熱量，也能夠起到降低床層溫度的目的，如中國專利CN105154128A、CN204469677U公開的技術。另外，中國專利CN104818065A通過向原料氣中通入水蒸氣能夠抑制催化劑積炭，不足之處在于床層壓降大、原料轉化率低，容易出現局部“飛溫”現象。

發明內容

本發明的目的是提供一種冷激式反應器，該反應器催化劑活性組分使用量少、壓降低、床層溫度低且不會出現“飛溫”現象。

為了實現上述目的，本發明提供一種冷激式反應器，該反應器包括徑向圓筒形密封承壓殼體、從所述殼體頂部伸入到殼體內部的1#直管、從所述殼體底部伸入到殼體內部的2#直管、以及設置在所述殼體內所述1#直管的下方、所述2#直管上方的催化反應區，催化反應區的上下由頂部密封板和底部密封板密封，催化反應區的外側壁與殼體的內側壁之間形成有環隙，環隙的下端封閉且上端與所述1#直管流體連通，其特征在于：所述催化反應區包括中心筒和套設在中心筒外的至少一個套筒；所述中心筒和/或所述套筒為與殼體同軸的、內外側壁之間具有多個徑向微反應通道的筒形結構，該筒形結構的筒體內外僅通過該徑向微反應通道流體連通；或者，所述中心筒和/或所述套筒為與殼體同軸的、內外側壁之間可容納催化劑床層的腔壁結構，該腔壁結構的內外側壁為流體可透過結構；中心筒的中空部分具有或形成有中心管，中心管與2#直管流體連通；中心筒與最內層的套筒的筒壁之間以及相鄰套筒的筒壁之間形成有空隙；空隙內具有多個冷卻介質分布器，該冷卻介質分布器通過冷卻介質管線與殼體上的冷卻介質入口流體連通。

優選地，所述徑向微反應通道內設置有增加流體湍動作用的導流組件，所述導流組件包括與所述徑向微反應通道固定連接的固定軸和串聯在所述固定軸上的導流元件，所述導流元件朝向所述徑向微反應通道進氣方向的一端為凸形。