[發明專利]一種催化反應器

有效

• 申請號: 201610551826.6
• 申請日: 2016-07-13
• 公開（公告）號: CN107617392B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 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
• 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

1.一種催化反應器，其特征在于，該反應器包括圓筒形密封承壓殼體(1)、從所述殼體(1)頂部伸入到殼體內部的第一直管(19)、從所述殼體(1)底部伸入到殼體內部的第二直管(10)、設置在所述殼體(1)內所述第一直管(19)下方所述第二直管(10)上方的徑向催化反應區；

所述徑向催化反應區的上下分別由頂部密封板(3)和底部密封板(12)密封，所述徑向催化反應區包括中心筒(8)以及套設在中心筒(8)外的至少一個套筒(13)；中心筒(8)具有中心管(14)，中心管(14)穿過底部密封板(12)與第二直管(10)流體連通；中心筒外側壁(15)與最內層套筒的內側壁(16)之間以及相鄰套筒(13)的筒壁之間形成有空隙(7)；最外層的套筒(13)的外壁與殼體(1)的內壁之間形成有環隙(6)；

所述中心筒(8)和套筒(13)各自獨立地具有可徑向流體連通的徑向催化反應區或者徑向微通道反應區，所述徑向微通道反應區中包括至少一個徑向設置的徑向微反應通道(17)，所述徑向微通道反應區與所述中心筒(8)或套筒(13)的外部僅通過該徑向微反應通道(17)流體連通；所述第一直管(19)通過其下方的環隙(6)與最外層套筒(13)的徑向催化反應區或徑向微通道反應區連通；中心筒(8)中的徑向催化反應區或徑向微通道反應區通過中心管(14)與第二直管(10)流體連通；

所述殼體(1)的側壁上設置有至少一對冷卻介質入口和冷卻介質出口，所述冷卻介質入口通過冷卻介質管線(20)與所述冷卻介質出口流體連通；所述冷卻介質管線(20)均勻布設于所述中心筒(8)與套筒(13)的筒壁之間形成的空隙(7)和/或相鄰兩個套筒(13)之間形成的空隙(7)中；

所述徑向微反應通道(17)內設置有增加流體湍動作用的導流組件(21)；每個所述導流組件(21)包括3-100個導流元件(23)；所述導流元件(23)的外表面負載有催化活性組分。

2.根據權利要求1所述的催化反應器，其中，所述徑向微反應通道(17)的直徑在2-50毫米之間；所述徑向微反應通道(17)的直徑從微通道反應物入口(4)向微通道反應產物出口(5)的方向逐漸減小；所述微通道反應物入口(4)的直徑與所述微通道反應產物出口(5)的直徑的比值為(1.1-25)：1；所述徑向微反應通道(17)的內部空間的總體積為所述徑向微通道反應區的體積的30％-80％。

3.根據權利要求1所述的催化反應器，其中，所述徑向微反應通道(17)為選自錐形管、喇叭形管、Y形管和梯形管中的其中一種。

4.根據權利要求1所述的催化反應器，其中，所述導流組件(21)包括與所述徑向微反應通道(17)固定連接的固定軸(22)和串聯在所述固定軸(22)上的導流元件(23)，所述導流元件(23)朝向所述徑向微反應通道(17)進氣方向的一端為凸形。

5.根據權利要求4所述的催化反應器，其中，所述導流元件(23)為選自半球體、半球面、球面、球體、實心錐體、錐形面和空心錐體中的至少一種。

6.根據權利要求5所述的催化反應器，其中，所述實心錐體、錐形面和空心錐體的底面直徑以及所述半球體、半球面、球面和球體的球面直徑均小于徑向微反應通道(17)的微通道反應產物出口(5)的直徑與徑向微反應通道(17)的微通道反應物入口(4)的直徑中的較大者；相鄰兩個所述導流元件(23)的間距不小于所述實心錐體、錐形面和空心錐體的底面直徑或所述半球體、半球面、球面和球體的球面直徑。

7.根據權利要求1所述的催化反應器，其中，所述套筒(13)的數量為1-100個。

8.根據權利要求1所述的催化反應器，其中，所述徑向微反應通道(17)的內表面負載有催化活性組分。

9.根據權利要求1所述的催化反應器，其中，所述催化反應單元的底部與所述殼體(1)的底部之間設置有隔熱材料區(11)。