[实用新型]一种用于大型化酯加氢催化反应的板式反应器

说明书

本实用新型涉及一种用于大型化酯加氢催化反应的板式反应器，该反应器包括筒体外壳、上封头及下封头，筒体外壳的内部由上而下依次设有上瓷球层、上绝热催化剂层、主反应层、下绝热催化剂层及下瓷球层，主反应层内设有多个板片组，每个板片组内部均设有介质空腔，板片组之间填充有等温催化剂层，上封头上设有工艺气进气机构，下封头上设有工艺气出气机构，反应器还包括分别与介质空腔相连通的冷却介质出口机构、冷却介质进口机构。与现有技术相比，本实用新型能够降低乙二醇合成装置的造价，提高了单台乙二醇合成装置的产能、收率和催化剂装填量，降低乙二醇合成装置的阻力降，在实际运行中达到了优异的运行效果，应用广泛。

技术领域

本实用新型属于大型化加氢反应器技术领域，涉及一种用于大型化酯加氢催化反应的板式反应器。

背景技术

草酸酯加氢制乙二醇是常规煤制乙二醇路线的核心反应之一，目前国内乙二醇加氢反应器大都采用固定管板式反应器，催化剂装填在换热管中，氢气和草酸二甲酯的混合气从上部进到反应器内，在催化剂的作用下进行合成反应，反应热通过壳程的锅炉给水带走。从目前的工业应用来看，传统管壳式反应器最大单台产能在10万吨/年，反应器内径超过4.5m，存在着运输难、现场加工成本高、加工周期长等缺陷。从反应动力学角度来看，在同一催化剂床层高度，传统列管式反应器热点温差大，副产物杂质多，后续分离成本高。传统反应器的种种缺陷是乙二醇合成装置规模性放大的主要瓶颈所在，尤其对于30万吨及以上乙二醇合成装置来说，存在着反应器数量多、副产物分离能耗大、总投资高等问题。

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用于大型化酯加氢催化反应的板式反应器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于大型化酯加氢催化反应的板式反应器，该反应器包括竖直设置的筒体外壳、设置在筒体外壳顶部的上封头以及设置在筒体外壳底部的下封头，所述的筒体外壳的内部由上而下依次设有上瓷球层、上绝热催化剂层、主反应层、下绝热催化剂层及下瓷球层，所述的主反应层内设有多个板片组，每个板片组内部均设有介质空腔，所述的板片组之间填充有等温催化剂层，所述的上封头上设有与等温催化剂层相连通的工艺气进气机构，所述的下封头上设有与等温催化剂层相连通的工艺气出气机构，所述的反应器还包括分别与介质空腔相连通的冷却介质出口机构、冷却介质进口机构。筒体外壳的中心轴沿竖直方向设置。介质空腔内部通入冷却介质，板片组之间的等温催化剂层中通入工艺气(氢气和草酸二甲酯的混合气)。

作为优选的技术方案，多个板片组之间可根据需要设置镂空板片或阻隔工艺气的实心厚板，以将板片组之间的空间分成多个上下连通或者上下隔绝的模块空间，可以灵活改变主反应层内催化剂的装填容量，同时便于安装运输及检修。

进一步地，所述的主反应层与上绝热催化剂层之间、主反应层与下绝热催化剂层之间均设有格栅或分隔板。格栅(或分隔板)、板片组均为可拆卸式，可拆卸的格栅(或分隔板)分别安装于板片组的顶端、底端，用于承托催化剂、阻隔各催化剂层。

进一步地，所述的板片组包括一对并列设置在主反应层内的板片，两板片之间形成封闭的介质空腔，所述的介质空腔的顶部与冷却介质出口机构相连通，底部与冷却介质进口机构相连通。板片组设计成模块化组件，可根据需要，在筒体外壳内部安装所需数量、所需形式的板片组，并进行优化排列，以更好地利用主反应层内的反应空间，提高催化剂的装填率。

作为优选的技术方案，所述的主反应层内设有1-40个板片组，每个板片组的参数可以一致或宽度不等，呈矩形、扇形、梯形或其他多边形形式，以提高催化剂的装填系数。

作为进一步优选的技术方案，所述主反应层内共设有4个、8个、12个或16个呈矩形或扇形的板片组。

进一步地，所述的板片呈竖直方向设置，所述的板片的宽度为300-1000mm，高度为1-10m。