[實用新型]一種激冷氣調溫的氣固相反應固定床催化反應器

有效

• 申請號: 201720395958.4
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN206701231U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 代松濤;劉玲;梁佳;朱桂生;邵守言;唐麗;凌榮春
• 申請（專利權）人: 江蘇索普工程科技有限公司;江蘇索普（集團）有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;C07C31/08;C07C29/149
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 湯磊

技術領域

本實用新型涉及一種石油化工領域的反應裝置，特別是一種用于醋酸及其酯類系列產品為原料制取乙醇的工藝過程中，進行加氫時采用的氣、固相反應的固定床催化反應器。

背景技術

反應器是完成兩種或兩種以上介質所發生化學反應過程的設備，是石油化工裝置中的核心設備。通常情況下，反應器中的氣體或液體等反應物，以流動的狀態穿過固定不動的催化劑床層來完成反應過程，且氣相或液相流動，催化劑靜止不動。反應介質的均勻流動，是保證反應充分和完全的關鍵，也是衡量反應器性能的重要指標。因此改善介質的均勻流動至關重要。

在進行醋酸及其酯類系列產品加氫制乙醇的反應時，會產出大量的反應熱，需要注意及時移走熱量，如若超溫，可能會造成反應效率的降低甚至使催化劑失活。加氫反應通入氫氣的量可以控制醋酸及酯類等生成目標產品乙醇，尤其是中間產物酯類的進一步加氫，減少副產物的產生，提高乙醇收率。

目前，醋酸及其酯類系列產品加氫制乙醇的反應通常采用的是固定列管式反應器，該類反應器床層溫度較為均勻，操作方便，副產蒸汽，能量可回收合理利用。但該類反應器存在以下問題：催化劑時空產率低，催化劑床層上段溫度較低，床層上段催化劑利用率不高；催化劑裝填困難，在裝填過程中容易造成催化劑裝填不均勻；催化劑易中毒，影響使用壽命；反應器單位面積生產能力低，設備加工難度大及加工周期長。

實用新型內容

實用新型目的：針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種用于醋酸及其酯類系列產品加氫制乙醇反應的固定床催化反應器，防止反應超溫，提高催化劑床層利用率。

技術方案：一種激冷氣調溫的氣固相反應固定床催化反應器，反應器罐體由筒體、上封頭、下封頭構成，所述上封頭設有氣體進口，所述下封頭設有卸料口和反應產物出口；

所述反應器罐體分為頂部的絕熱段和位于絕熱段下方的反應段，所述絕熱段裝填有惰性耐火瓷球層A，所述反應段中部設有混合分布器，將反應段分為上反應段和下反應段，激冷氣進口與所述混合分布器連通，所述混合分布器上下均裝填有惰性耐火瓷球層B，所述上反應段和所述下反應段中均裝填滿加氫催化劑，所述下反應段下部裝填有惰性耐火瓷球層C。

最佳的，所述惰性耐火瓷球層A上方設有壓板，反應氣體經壓板均勻分布進入惰性耐火瓷球層A，防止氣體偏流，保證反應器內軸向各處催化劑床層的負荷一致。

最佳的，所述惰性耐火瓷球層A與所述上反應段中的加氫催化劑通過絲網耦合連接。絕熱段與上反應段通過絲網直接串聯在一起，有效耦合，裝填催化劑時可通過絕熱段進行，裝填操作面大，效率高，且便于反應段內催化劑裝填均勻。

最佳的，所述惰性耐火瓷球層A的裝填高度為30～200mm，惰性耐火瓷球直徑為10～30mm；所述惰性耐火瓷球層B的裝填高度為100～300mm，惰性耐火瓷球直徑為10～30mm；所述惰性耐火瓷球層C由上下兩層構成，上層的裝填高度為30～200mm，惰性耐火瓷球直徑為10～30mm，下層的裝填高度為50～400mm，惰性耐火瓷球直徑為30～50mm。

所述混合分布器為噴射式或擴散式。

最佳的，所述激冷氣進口上設有旁路調節閥。反應段內溫度由激冷氣旁路調節閥自動進行調節控制，根據反應段內工作環境的溫度變化，自動導通或者斷開旁路調節閥，從而可以調節通入的激冷氣氣量的大小，來保證反應段的反應溫度的高低。

最佳的，激冷氣為氮氣、氫氣，所述氫氣為反應經冷卻后分離出的未充分利用的氫氣，既可轉移反應段內催化劑上進行加氫反應所放出的熱量，又可循環利用氫氣，促進反應。

有益效果：與現有技術相比，本實用新型的優點是：

1、在反應段的上面設置絕熱段，使催化劑床層溫度迅速升高，達到反應所需要的溫度，提高催化劑床層利用率和使用壽命；

2、在反應器中部的激冷氣進口設有混合分布器使激冷氣與氫氣、醋酸及其酯類蒸汽均勻分布，采用激冷氣調節反應段的反應溫度，可將醋酸及其酯類系列產品加氫制乙醇反應時產出的大量反應熱及時移走熱量，防止反應超溫，以免造成反應效率降低甚至使催化劑失活；

3、同時通過控制激冷氣的通入量，可以控制醋酸及酯類等生成目標產品乙醇，尤其是中間產物酯類的進一步加氫，減少副產物的產生，提高乙醇收率；

4、絕熱段與反應段有效耦合，具有反應氣體分布均勻、床層溫度分布合理、生產能力大、能量回收利用率高、催化劑裝填便捷、催化劑使用壽命延長的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

具體實施方式