[实用新型]一种高温热辐射流化床裂解反应器

说明书

本实用新型属于化工设备技术领域，具体为一种高温热辐射流化床裂解反应器。该反应器包括包括圆柱状壳体以及在圆柱状壳体下端设置的工艺气进口和生成气出口，在圆柱状壳体内的工艺气进口管道上设置进口气体分布器，在反应器上半部设置旋风分离器，在旋风分离器底部设置下料腿；在反应器下半部设置反应床层，在反应床层内设置辐射加热器组；下料腿通入反应床层。反应床层内装有裂解反应催化剂。工艺气从工艺气进口进入到反应器的气体分布器被均匀分布，然后进入反应床层。该反应器适应于吸热反应工艺过程，利用热辐射管加热，可更有效的控制反应床层温度。

技术领域

本实用新型属于化工设备技术领域，具体为一种高温热辐射流化床裂解反应器。

背景技术

流化床催化反应器是以固体为催化剂，利用气体或液体自下而上通过固体颗粒床层，使固体处于悬浮状态，进行气固相或液固相催化反应的设备，广泛应用于石油炼制工业、无机化工工业，有机化工工业等领域。

裂解反应需要高温吸热反应，一般裂解反应的范围为450℃-1200℃，目前现有的反应器多是以熔盐作为加热介质，熔盐的使用温度为在150℃-550℃，但在450℃以上亚硝酸钠就会产生缓慢分解现象，所以熔盐的常规利用系统的工作温度在250-350℃以内。现有熔盐加热的方式无法长周期使用。

熔盐的温度与被加热介质的温差下，需要更大的换热面积，结构复杂，投资高。换热器内温度较高，设备内的加热装置容易受到热应力问题而损坏。

发明内容

本实用新型的发明目的正是针对现有裂解反应器存在的技术问题，提供一种高温热辐射流化床裂解反应器。该反应器适应于吸热反应工艺过程，利用热辐射管加热，可更有效的控制反应床层温度。

为了实现以上实用新型的发明目的，本实用新型的技术方案为：

一种高温热辐射流化床裂解反应器，包括圆柱状壳体以及在圆柱状壳体下端设置的工艺气进口和圆柱状壳体顶部设置的生成气出口。其中，在圆柱状壳体内的工艺气进口管道上设置进口气体分布器，在反应器上半部设置旋风分离器，在旋风分离器底部设置下料腿；在反应器下半部设置反应床层，在反应床层内设置辐射加热器组；下料腿通入反应床层。反应器内反应床层中装填有裂解催化剂。

所述工艺气进口的气体至少包括氨气和或二氧化碳气。生成气出口气体至少包括单氰胺。氨气和或二氧化碳气作为流化床的载气，其中可以增加尿素、三聚氰胺等物质，作为原料，生成气只要产物为单氰胺，氨气和二氧化碳依然存在。

所述辐射加热器组包括燃烧机、燃烧火焰进口、热辐射管、燃烧尾气出口和弯转结构；燃烧机设置圆柱状壳体的外部，热辐射管设置在设备内部，燃烧机通过燃烧火焰进口与热辐射管的一端连通，热辐射管设置在反应床层中，弯曲的地方设置弯转结构，热辐射管的另外一端设置燃烧尾气出口。燃烧机的火焰直接加热热辐射管。反应器的内的温度范围为450℃-800℃，能过满足裂解反应器的加热的需求。

作为本申请中的一种较好的实施方式，所述辐射加热器组为1-20组。热辐射管直径为100-600mm。对于大型设备可以进行分组设置，增加热辐射管的组数，热辐射管可并联设置。管径的合理设置可以提高换热效率。

作为本申请中的一种较好的实施方式，所述热辐射管与弯转结构组成“U”型管、“W”型管或“M”型管。热辐射管在设备内部具有弯转结构，可以改变方向。热辐射管中的一段与设备连接，作为固定端，另一端与设备未连接，可以在设备内自由膨胀，解决设备内构件的热应力问题。

作为本申请中的一种较好的实施方式，气体分布器包括环形支管、喷嘴或喷管和直管；环形支管通过直管与工艺气进口相连，在环形支管上设置喷嘴或喷管。直管的数量均为N根，N≥2；喷嘴或喷管的数量均为N个，N＞1,优选30个。气体分布器增加有一定的阻力，依靠阻力，起到气体分布均匀，进一步保证反应器流化均匀的目的。