[實用新型]一種列管式固定床反應器

有效

• 申請號: 201820090388.2
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN208049900U
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 梁巍;張紅衛;何聰聰;王躍輝;楊莉;朱明陽
• 申請（專利權）人: 河南神馬催化科技股份有限公司
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06
• 代理公司: 鄭州明德知識產權代理事務所(普通合伙) 41152
• 代理人: 李艷玲;張燕

本實用新型公開了化工設備技術領域的一種列管式固定床反應器，旨在解決現有固定床反應器存在原料反應不徹底、導熱效果不佳的技術問題，包括反應器本體，所述反應器本體上連通有氣體進口管路和氣體出口管路；氣體混合器，所述氣體混合器的氣體輸入端至少與兩相原料氣管路連通、氣體輸出端通過所述氣體進口管路與所述反應器本體連通；以及原料氣二次循環管路，所述原料氣二次循環管路連通所述氣體進口管路和氣體出口管路；所述反應器本體內部沿軸向固定排列有用于裝填催化劑的反應管，所述反應管的內表面光滑、外表面設有凹槽。本實用新型具有原料反應徹底、產物產量大，導熱快的優點，而且反應管內的原料所受阻力小。

技術領域

本實用新型涉及化工設備技術領域，具體涉及一種列管式固定床反應器。

背景技術

固定床反應器又稱填充床反應器，裝填有固體催化劑或固體反應物用以實現多相反應過程的一種反應器。固體物通常呈顆粒狀，粒徑2-15mm左右，堆積成一定高度(或厚度)的床層，床層靜止不動，流體通過床層進行反應。固定床反應器用于實現氣固相催化反應時，床層需填裝固體催化劑，如合成氨；用于氣固相或液固相非催化反應時，床層則填裝固體反應物。

固定床反應器有三種基本形式:①軸向絕熱式固定床反應器，流體沿軸向自上而下流經床層，床層同外界無熱交換；②徑向絕熱式固定床反應器，流體沿徑向流過床層，可采用離心流動或向心流動，床層同外界無熱交換；③列管式固定床反應器，由多根反應管并聯構成，管內或管間置催化劑，載熱體流經管間或管內進行加熱或冷卻。

使用固定床反應器進行催化反應時，直接通入固定床反應器的多相原料氣在未充分混合的情況下與催化劑接觸反應，會造成原料氣反應不徹底，產物產量低；而且部分未反應原料氣會伴隨產物排出固定床反應器，造成原料氣的浪費，簡介增加生產成本，如合成氨中的氮氣；而有些催化反應中的原料氣還會對環境產生不好的影響，需要額外增加處理裝置，甲烷化反應中的一氧化碳。

同時，對于如氨合成、甲醇合成、甲烷化等放熱反應，在反應時，需要及時將反應過程中產生的熱量傳遞出去。現有的列管式反應器均采用殼層外循環換熱的方式，催化劑裝填在管束中，原料氣與催化劑接觸發生反應，冷卻介質從反應器殼層通過，在反應管壁進行換熱將反應熱導出。這種形式只適用于放熱量小的反應，如果反應放熱劇烈，熱量的導出會受到反應管傳熱的限制，從而在反應管軸向和徑向內形成較大的溫度梯度，有可能使催化劑因局部過熱結焦、副反應增多、催化劑利用率下降。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種列管式固定床反應器，以解決現有固定床反應器原料氣反應不徹底、導熱效果不佳的技術問題。

本實用新型所采用的技術方案為：

設計一種列管式固定床反應器，包括

反應器本體，所述反應器本體上設有氣體進料口和氣體出料口，所述氣體進料口、氣體出料口分別對應連通有氣體進口管路、氣體出口管路；

氣體混合器，所述氣體混合器的氣體輸入端至少與兩相原料氣管路連通、氣體輸出端通過所述氣體進口管路與所述反應器本體連通；

以及原料氣二次循環管路，所述原料氣二次循環管路連通所述氣體進口管路和氣體出口管路，以用于未反應原料氣的二次利用；

所述反應器本體內部沿軸向固定排列有用于裝填催化劑的反應管，所述反應管的內表面光滑、外表面設有凹槽，以增加反應管與導熱介質間接觸面積，加快熱傳導速率。

優選的，所述反應器本體包括反應器殼體、第一上管板、第一下管板、上反應管、第二上管板、第二下管板和下反應管，所述上反應管的上下兩端分別由所述第一上管板、第一下管板固定排列于所述反應器殼體上部，裝填催化劑后形成上部催化劑層；所述下反應管的上下兩端分別由所述第二上管板、第二下管板固定排列于所述反應器殼體下部，裝填催化劑后形成下部催化劑層。