[實用新型]用于執行放熱或吸熱反應的反應器

有效

• 申請號: 201621397989.5
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN206577737U
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 弗蘭克·卡斯提羅-維爾他;馬丁·羅泰梅爾;斯特凡·哈格;林林;克里斯托弗·德羅斯德措
• 申請（專利權）人: 喬治·克勞德方法的研究開發空氣股份有限公司
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 黃剛,車文

技術領域

本實用新型涉及用于用至少部分地填充催化劑的至少兩個反應空間轉化氣體或者液體反應介質的反應器，該反應器形成為在反應器中設置彼此大致平行布置的至少三個熱傳輸空間，這些熱傳輸空間至少部分地將各個反應空間彼此分離，其中熱傳輸空間每一個均由至少一個熱板形成，并且其中每一個熱板由兩塊板構成，所述兩塊板在它們的邊緣處被焊接在一起，并且在所述兩塊板的表面上分配有同樣連接這些板的多個點焊。

背景技術

在所謂的固定床反應器中執行許多典型的異相催化氣相反應。在該工藝中，催化劑粒子的床(固定床)或者被涂以催化劑的載體每一個均被反應介質橫穿。之后，反應流體流經熱交換器，以便在反應流體進入下一催化劑床中之前至少部分地耗散所獲得的反應熱。可替選地，也能夠通過引入用于淬火的材料流實現溫度降低。通常，典型的反應器具有彼此橫向的4至6個固定床。

將使用將甲醇轉化為丙烯(MTP工藝)的示例更詳細地解釋這些固定床反應器的構造。圖1示出通常用于將甲醇轉化為丙烯的反應器。經由導管13和13₁將甲醇供應至架空的反應器10。從反應器10起，甲醇首先在重力方向上抵達固定床11₁處，在該固定床11₁處，至少部分甲醇被轉化為丙烯。隨著反應放熱地進行，反應熱被釋放，反應熱在熱交換器12₁中耗散。可替選地，也能夠通過引入用于淬火的材料流實現溫度降低。然而，通過添加作為淬火流的對應調節材料流(例如，甲醇)，也能夠在進入隨后固定床11₂之前實現期望溫度。

之后，氧化物(優選為甲醇)、丙烯和其它反應產物的混合物進入固定床11₂中。經由導管13₂，這里的新鮮氧化物通常被再一次供應到實際固定床的上方，由此能夠附加地控制每一個固定床中的轉化并且因而也控制所獲得的熱量。之后，在熱交換器12₂上引導離析產物混合物。在固定床11₃、11₄、11₅和11₆以及對應的熱交換器12₃、12₄、12₅和12₆以及饋送導管13₃、13₄、13₅和13₆中重復該過程。最后，經由導管14抽取產物混合物。

在典型的MTP工廠中，每一個均設置三個這些反應器，每兩個反應器都并行操作，并且第三個待機，或者正在對催化劑再生。在DE 10 027 159或還在US 2009/0124841中發現這種工廠和工藝的典型設計。在完成催化劑再生后，反應器通過再生的催化劑再次操作，而包含最長服務壽命的催化劑的反應器現在被供應到再生。因而，在典型生產線中，始終2個反應器在執行反應的操作模式中，但是這2個反應器被填充有具有不同的老化狀態的催化劑。

現在的反應構思需要約2000m³(對于約450kta丙烯的工廠生產能力)的較大反應器容積，這是由以下事實引起的：除了絕熱催化劑床之外，也必須以熱交換器或者淬火段的形式提供已提及的冷卻區。而且，必須設置對應空間用于填充和排出催化劑。

通常，六個固定床被布置在彼此之上，這些固定床每一個均具有20至60cm的高度。在每一個反應器中，約150Mt的催化劑被分配在這六個催化劑床上，催化劑的總量隨著床增大。這意味著在第一催化劑床中將發現較少催化劑，因而在這里反應故意不能完全進行，而是受催化劑量限制。這應防止由于放熱反應而太多局部產生熱導致的反應的失控。通過最后的第六固定床包含最大量的催化劑的事實，能夠確保甲醇被完全或者近似完全地轉化。

通常，在每一個固定床中都存在被分別填充催化劑的近似100個隔間。與本實用新型的構思(僅一個床)相比，這種工藝相對昂貴。當固定床被催化劑橫穿時，應小心使得催化劑在所有隔間上都均勻接近，以便避免局部催化劑損傷。另外，也必須避免催化劑與液體接觸，因為這能夠導致催化劑的永久性損傷。為了調節每一個固定床中的溫度，已經被部分轉化的反應介質也與新鮮反應介質混合。

此外，在反應器中必須小心使得經由固定床發生盡可能低的壓力損失，以便確保對目標產物(短鏈烯烴，特別是丙烯)的選擇性。