[实用新型]草酸二甲酯加氢制乙二醇用反应器

说明书

本实用新型涉及一种草酸二甲酯加氢制乙二醇用反应器，包括多根反应管，所述的反应管中在需要强化传热的部位设有盲管(1)。与现有技术相比，本实用新型具有强化了传热，避免了过度反应，设计简单，优化了反应器床层轴向和径向温度等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种反应器，尤其是涉及一种草酸二甲酯加氢制乙二醇用反应器。

背景技术

草酸二甲酯加氢反应放热，有较强的热效应。该反应对温度比较敏感：如果反应温度不够高，产物中原料和中间产物乙醇酸甲酯过多，表现为加氢不足；而温度过高，则过加氢产物乙醇和1,2-丁二醇含量上升。为节能降耗，生产中需要优化操作条件，尤其是对温度的控制，在提高原料转化率的同时，也要控制中间产物和过加氢产物的浓度；同时要使得单位床层体积的生产能力尽可能地高。为高效移除反应热，现有草酸二甲酯加氢固定床装置一般采用列管式反应器和蒸汽夹套移热，目前有两种代表性的反应管尺寸：一种是粗管，其内径为70mm；一种是细管，其内径是38mm。

对圆柱形反应管而言，单位床层体积的导热面积与反应管直径成反比。因此，与细反应管相比，粗反应管(内径70mm)的移热效率更低，受传热速率限制，其单位床层体积的最大生产能力更低；同时，由于粗反应管有更大热阻，其径向温度梯度更显著。导致在实际生产中粗管反应器生产负荷更低，而且操作窗口更窄。尤其是高活性催化剂的单位床层体积放热量更高，如果采用粗反应管，则中心区的温升会过高，导致在靠近反应器出口的区域出现反应管中心区过加氢，而边缘区加氢仍不足的现象。后果是出现最终产物中，加氢不足和加氢过度产物均过高的最差工况。

另一方面，从反应器床层轴向上看，理想的床层温度分布应该是前高后低：在入口段反应尚不充分，此时反应热导致的床层温升有利于提高催化活性，少移热可提高床层的转化率，还不会导致过加氢副反应；而在反应器出口段，由于主反应接近结束，温度过高只会加快过加氢的副反应，此时应该缩短停留时间，同时加快移热。因此，反应器设计应该针对该反应的特点进行优化，使反应器前后段具备不同的移热能力，达到提高反应转化率、抑制副反应的效果。

对现成的工厂而言，如果更换反应器其成本和施工难度较大，而催化剂则会不断改进，活性更高，选择性和稳定性也更好。但新催化剂的优越性能往往不能与原有反应器结构和尺寸匹配，导致新催化剂的效能难以发挥。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种草酸二甲酯加氢制乙二醇用反应器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种草酸二甲酯加氢制乙二醇用反应器，包括多根反应管，所述的反应管中在需要强化传热的部位设有盲管。

进一步地，所述的盲管占据反应管中热阻最大、温升最高的反应区，有减低床层热阻，均化床层径向温度的效果。

所述的盲管设置在反应管中心位置，盲管为变径盲管，其直径与对应位置需要移热的量呈正比。盲管直径可根据移热要求和催化剂填充颗粒大小变化。例如活性越高的催化剂，中心盲管占据的体积也越大，但要考虑反应管剩余的环型空隙与催化剂颗粒大小相匹配。催化剂颗粒大小和形状则根据对催化活性、副反应、扩散限制、压降、制造成本等因素综合考虑后确定。其次，根据反应特点，可以缩短盲管长度，或者在不同高度位置采用不同外径尺寸。例如，对前段需要升温后段需要移热的草酸酯加氢反应，可以在反应管入口段不装或采用管径较细的盲管，而在反应器中段及后段，盲管的外径分步放大。如果反应在前段过于激烈，而在后段热效应消失，反应不够充分，此时则将需要反向设计，即入口的盲管外径最大，中段和后段变细，甚至在后段取消盲管。

进一步地，所述的盲管的结构包括上小下大变径盲管或上大下小变径盲管。