[实用新型]等温甲烷化反应器

说明书

本实用新型涉及一种等温甲烷化反应器。等温甲烷化反应器包括外筒、反应框及催化剂床层，所述反应框内具有多个等温反应区，所述多个等温反应区均设有多个换热管，所述多个等温反应区沿气流方向依次设置，且沿所述气流方向位于上游的所述等温反应区内的所述换热管的管孔占有率大于位于下游的所述等温反应区内的所述换热管的管孔占有率；其中，每一所述等温反应区内的所述换热管的管孔占有率范围为8％～48％。本实用新型的等温甲烷化反应器，可使得在反应初始阶段，使移热面积大，移热量大，故能保证了移热及时，而对催化剂床层不造成烧坏的影响，随着反应的进程，移热面积逐渐减小，也就是移热量逐渐减小，故不会存在材料的浪费，降低了设备成本。

技术领域

本实用新型涉及化工技术领域，特别是涉及一种等温甲烷化反应器。

背景技术

合成气甲烷化反应是CO与H2、CO2与H2在一定温度、压力和催化剂存在条件下发生的强放热反应。

甲烷化基本反应方程式为：

3H2+CO＝CH4+H2O+206.4KJ

CO2+4H2＝CH4+2H2O+164.9KJ

副反应方程式为：

2CO＝CO2+C析炭反应

Ni+4CO＝Ni(CO)4羰基化反应

甲烷化的反应热为甲醇合成2倍，1％CO生成CH4温升72℃。因此，反应温度必须加以控制，才可防止超温而使催化剂失活，甚至烧坏。

现有等温反应器均采用换热管进行移热，但仍然存在移热不及时而出现催化反应超温的情况。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有等温反应器，存在移热不及时而出现催化反应超温的情况的问题，提供一种移热及时的等温甲烷化反应器。

一种等温甲烷化反应器，包括外筒、设置于所述外筒内的反应框及设置于所述反应框内的催化剂床层；

所述反应框内具有多个等温反应区，所述多个等温反应区均设有多个换热管，所述多个等温反应区沿气流方向依次设置，且沿所述气流方向位于上游的所述等温反应区内的所述换热管的管孔占有率大于位于下游的所述等温反应区内的所述换热管的管孔占有率；

其中，每一所述等温反应区内的所述换热管的管孔占有率范围为8％～48％。

在其中一个实施例中，所述反应框内的所述等温反应区的数量不小于3个，沿所述气流方向位于最上游的所述等温反应区的所述换热管的管孔占有率与相邻的所述等温反应区的所述换热管的管孔占有率之间的差值，大于其他任意两个相邻的所述等温反应区的所述换热管的管孔占有率之间的差值。

在其中一个实施例中，相邻两个所述等温反应区的所述换热管的管孔占有率之间的差值范围为10％～25％。

在其中一个实施例中，同一所述等温反应区内的相邻两个所述换热管之间的间距相同。

在其中一个实施例中，任意两个所述等温反应区内的所述换热管之间的间距、所述换热管的管孔面积、所述换热管的数量中的至少有一种不同。

在其中一个实施例中，每一所述等温反应区内的所述换热管的管孔占有率范围为14％～47％。

在其中一个实施例中，在所述反应框内的所述气流方向与所述外筒的径向方向平行，所述等温反应区为以所述外筒的中心为圆心的圆环区域。

在其中一个实施例中，在所述反应框内的所述气流方向与所述外筒的轴向方向平行，所述等温反应区为沿所述外筒的轴向分段的柱状区域。

在其中一个实施例中，所述反应框还具有绝热反应区，所述绝热反应区沿所述气流方向位于最下游的所述等温反应区的下游。