[发明专利]高效等温径向反应器

说明书

技术领域

本发明属于催化反应器技术领域，具体涉及一种高效等温径向反应器，尤其适应于高温、高放热、小温差、小压差的极端气气反应领域。

背景技术

在化工行业中，经常会遇到气气相、气液相和液液相的强放热反应，如低压甲醇合成、CO等温变换、乙酸乙酯催化加氢、甲醇羰基氧化制乙酸等。在该类装置中催化剂是反应的核心，而等温反应器则是实现工业化的关键。只有二者结合，才能实现节能降耗和最佳工艺指标。

目前，工业装置中反应器的种类繁多，结构型式也多种多样，但在实际生产中却并不理想，仍存在如：温度控制精度低、传热效率低、换热面积大、径向气体分布不均匀、加工制造难度大等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种传热效率高、温度控制精、压差控制小的高效等温径向反应器，尤其适用于高温、高放热、温差及压差控制要求小的气气放热反应。

为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：

高效等温径向反应器，包括反应器壳体，所述反应器壳体的侧部设置有若干沿径向设置的反应气进口；

所述反应器壳体内同轴设置有与所述反应气进口相连通的层级蜂巢式进气分布器，所述层级蜂巢式进气分布器的内侧设置有内降膜外翅片换热管，所述内降膜外翅片换热管之间填充催化剂床层，所述内降膜外翅片换热管的中心设置有集气通道，所述集气通道周侧设置有催化剂挡网，所述集气通道连接有集气管，所述集气管的底端伸出至所述反应器壳体的外部而形成反应气出口；

所述内降膜外翅片换热管的顶端安装有浮头管板，所述浮头管板的上部设置有浮头盖；所述反应器壳体的顶部设置有冷却液进管，所述冷却液进管伸入至所述浮头盖内而形成冷却液进口；所述浮头管板上位于所述冷却液进管的周侧设置有分液板，所述分液板上分布有分液孔；所述内降膜外翅片换热管的管口对应安装有降膜头；所述反应器壳体的底部设置有冷却液出口和冷却液蒸发气出口。

作为优选，所述内降膜外翅片换热管的底部管段呈C形弯折，所述内降膜外翅片换热管的底端构成锥形结构且通过锥形管板支撑。

作为优选，所述层级蜂巢式进气分布器包括分布筒，所述分布筒内分层设置有格栅网。

作为优选，所述内降膜外翅片换热管包括管体，所述管体的内侧布置有再成膜器，所述管体的外周壁上设置有散热翅片。

作为优选，所述降膜头具有螺旋内切线进液线。

作为优选，所述分液板的分液孔分上下两层，上层所述分液孔为梯形结构。

作为优选，所述催化剂挡网采用正六边形格栅网结构。

作为优选，所述浮头管板上设有便于进入所述集气通道的人孔。

由于采用上述技术方案，本发明具有至少以下有益效果：

(1)合成气采用径向进气，经进气分布器的分布筒和格栅网的层级蜂巢结构均匀分布后进入反应器内，能够使径向进料的合成气在反应器内均匀分布。

(2)通过控制反应器内换热管内冷却液压力，使换热管内各处温度相同，从而可以控制反应器内各点处温度处于等温状态，保证反应器各点等温反应，副反应少；本反应器适用于反应温度控制要求高、压差小的气气催化反应的放热或吸热领域，特别适应于高温、高放热、小温差、小压差的极端气气反应场合；非常适合在气体氢化反应、气体氧化反应、气体羰化反应、气体腈化等领域推广。

(3)反应器压差小，在大循环量循环时，循环压缩机功率低。

(4)内降膜外翅片换热管的底部管段呈C形弯折，这样一方面便于催化剂的排缷与更换，使催化剂的卸料更彻底；另一方面换热管和锥形管板(下管板)以C形连接，可减少换热管形变对管板的拉力，能够适应温度不同条件下的大温变，换热器使用寿命长。

(5)采用内降膜外翅片换热管，换热效率高；反应器节能高效、安全可靠。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是格栅网的结构示意图；

图4是内降膜外翅片换热管的结构示意图；

图5是本发明实施例的局部结构示意图；

图6是降膜头的横剖面结构示意图；

图7是再成膜器的俯视结构示意图；

图8是分液板的俯视结构示意图；

图9是分液板的展开结构示意图。