專利名稱：多重區(qū)間反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多重區(qū)間反應(yīng)裝置，尤其涉及一種應(yīng)用于將合成氣轉(zhuǎn)換成 甲醇的多重區(qū)間反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
甲醇為一重要的化工原料，工業(yè)上常用于制造甲醛、醋酸及其它衍生物，
也可行脫水反應(yīng)生成二甲醚(Dimethyl Ether， DME)。另一方面，甲醇常溫 常壓下呈現(xiàn)液態(tài)，容易釋放氫氣，為一種方便攜帶氫氣的媒介燃料，應(yīng)用于燃 料電池，來源充足、容易儲(chǔ)存、價(jià)格便宜，為理想的替代燃料之一。
工業(yè)上合成甲醇的方法，早期主要有以下幾種商業(yè)化制程(Rodney J. Dry， 1988) - 1. Lurgi Tubular Packed Bed Reactor, 2.工CI Quench Reactor, 3. Casale Mixed Flow Reactor, 4. Open-Catalyst Quench System, 5. Tube-Cooled Radial Flow System;其中以英國的ICI與德國的Lurgi是較具 代表性的工藝技術(shù)。傳統(tǒng)的甲醇合成工藝大都存在著單程轉(zhuǎn)化率低(小于10%) 以及反應(yīng)溫度不易控制等缺點(diǎn)，以Lurgi的外殼套管(Shell-and-tube)反應(yīng)器 為例，在5.0MPa壓力時(shí)，甲醇出口濃度為7. 12%(raol);另外，ICI的淬冷式 反應(yīng)器在8.4MPa壓力下，甲醇出口濃度為4。/。(mo1)。
然而目前合成氣轉(zhuǎn)換甲醇的商業(yè)化工藝，甲醇的單程轉(zhuǎn)化率大都在10%或 以下，普遍存在著溫度控制不易以及觸媒利用率過低，反應(yīng)氣體停留時(shí)間過短， 使得轉(zhuǎn)化率無法提升?，F(xiàn)有技術(shù)中的三相反應(yīng)器，是在一個(gè)反應(yīng)器中構(gòu)成一個(gè) 大范圍的反應(yīng)空間，利用合成氣體通過進(jìn)行觸媒的攪拌與反應(yīng)，因此氣體的流 量與觸媒的顆粒與攪拌速率的均勻性都會(huì)有連帶的影響，條件的變化程度關(guān)系 到轉(zhuǎn)化率的良莠極大，三相反應(yīng)器的昔知設(shè)計(jì)上，都只具有一個(gè)反應(yīng)特性空間， 應(yīng)用上如美國專利第5， 939， 350號(hào)即為典型的三相反應(yīng)器應(yīng)用，如圖一所示。 其原料氣體與觸媒反應(yīng)在同一個(gè)反應(yīng)空間1中，利用氣體通過的效應(yīng)，攪拌觸 媒并與之反應(yīng)。又例如中國大陸公開號(hào)1446783A專利，如圖2所示，其技術(shù)特征主要將合成氣與產(chǎn)品甲醇?xì)怏w于三相氣流床反應(yīng)器21的進(jìn)、出口方向做
變化，并且加上循環(huán)泵22與不同的噴嘴設(shè)計(jì)。如圖3所示，為現(xiàn)有技術(shù)的一 般單反應(yīng)區(qū)間反應(yīng)器3，其內(nèi)的觸媒顆粒將隨著送入的氣體攪拌而上升，然而 一般均需要甚高的氣體流速才得以維持良好的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提出一種多重區(qū)間反應(yīng)裝置，將反應(yīng)區(qū)間 域區(qū)分成數(shù)個(gè)小腔室，使得反應(yīng)氣體在通過不同腔室時(shí)，可以獲致不同的催化 效果，除了能增加反應(yīng)氣體與觸媒接觸的時(shí)間與接觸面積之外，使得一個(gè)反應(yīng) 器就能達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)需要數(shù)個(gè)的不同反應(yīng)器才能達(dá)到的催化效果的裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種反應(yīng)裝置，其具一三相反應(yīng)器，該反應(yīng) 器上方為一氣流床，下方為一漿液泡沫床，該漿液泡沫床區(qū)域設(shè)置有通過該具 多個(gè)孔板裝置所分隔而成的多個(gè)反應(yīng)區(qū)間。
較佳的是，該孔板裝置的孔洞可承載反應(yīng)觸媒并使合成原料氣體通過。
較佳的是，該孔板裝置的孔洞可為任意形狀與尺寸。
較佳的是，該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間之間為一連通設(shè)計(jì)而成的一氣體通道。
較佳的是，該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間具有相同的惰性油介質(zhì)。
較佳的是，該惰性油介質(zhì)為石蠟油。
較佳的是，該惰性油介質(zhì)為礦物油。
而且，為實(shí)現(xiàn)上述目的，在另一實(shí)施例中，本發(fā)明還提供一種反應(yīng)裝置，
其包含有 一塔體，其內(nèi)具有多個(gè)反應(yīng)區(qū)間，該每一個(gè)反應(yīng)區(qū)間內(nèi)均具有一惰 性油介質(zhì)以及一觸媒體； 一冷卻管體(未顯示)，其系設(shè)置于該塔體內(nèi)；以及一 氣體供應(yīng)單元，其設(shè)置于該塔體的一側(cè)，借以供應(yīng)合成氣體至該塔體內(nèi)部，經(jīng)
過該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間進(jìn)而形成一含醇類氣體。
較佳的是，該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間由多個(gè)孔板裝置所分隔而成。
較佳的是，該孔板裝置的孔洞可承載反應(yīng)觸媒并使合成原料氣體通過。
較佳的是，該孔板裝置的孔洞可為任意形狀與尺寸。
較佳的是，該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間之間為一連通設(shè)計(jì)而成的一氣體通道。
較佳的是，該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間具有相同的惰性油介質(zhì)。
較佳的是，該惰性油介質(zhì)為石蠟油。較佳的是，該惰性油介質(zhì)為礦物油。 較佳的是，該觸媒體系為一金屬觸媒。 較佳的是，該金屬觸媒系為銅觸媒。 較佳的是，該含醇類氣體系含有甲醇的成分。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1至圖3為現(xiàn)有技術(shù)的三相反應(yīng)器示意圖； 圖4為本發(fā)明的多重區(qū)間反應(yīng)器示意圖； 圖5為本發(fā)明的反應(yīng)區(qū)間結(jié)構(gòu)配置示意圖。 其中，附圖標(biāo)記
1:反應(yīng)空間
22:循環(huán)泵
4:多重區(qū)間反應(yīng)器
41:反應(yīng)器塔體
421:氣體輸送管道
44:漿液泡沫床
46:反應(yīng)觸媒
21:三相氣流床反應(yīng)器
3:單反應(yīng)區(qū)間反應(yīng)器
40:反應(yīng)區(qū)間
42:氣體供應(yīng)單元
43:氣流床
45:孔板裝置
47:孔洞
具體實(shí)施例方式
以下將參照隨附的附圖來描述本發(fā)明為達(dá)成目的所使用的技術(shù)手段與功 效，而以下附圖所列舉的實(shí)施例僅為輔助說明，以利貴審查委員了解，但本案 的技術(shù)手段并不限于所列舉附圖。
請(qǐng)參閱圖4所示，為本發(fā)明的多重區(qū)間反應(yīng)器示意圖。該多重區(qū)間反應(yīng)器 將利用若干個(gè)帶有孔洞的隔板將反應(yīng)裝置塔體由單一反應(yīng)區(qū)間分格成多個(gè)反 應(yīng)區(qū)間。反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)包括有 一塔體41，其內(nèi)具有多個(gè)反應(yīng)區(qū)間40，每 一個(gè)反應(yīng)區(qū)間40內(nèi)具有一惰性油介質(zhì)以及一觸媒體； 一冷卻管體(未顯示)， 其設(shè)置于該塔體內(nèi)；以及一氣體供應(yīng)單元42，其設(shè)置于該塔體的一側(cè)，該氣 體供應(yīng)單元可供應(yīng)合成氣體至該塔體內(nèi)部，經(jīng)過該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間而形成一含醇類氣體。該含醇類氣體系含有甲醇的成分。
本發(fā)明的多重區(qū)間反應(yīng)器4，其為一三相反應(yīng)器，該反應(yīng)器上方為一氣流 床43，下方為一漿液泡沫床44，該塔體41底部設(shè)置有一氣體輸送管道421 與一氣體供應(yīng)單元42相連結(jié)，使合成氣通過氣體供應(yīng)單元42輸入并流經(jīng)氣體 輸送管道421進(jìn)入反應(yīng)器的塔體41內(nèi)。該塔體41的塔體內(nèi)部以孔板裝置45 水平橫向設(shè)置并固定于腔壁上，該孔板裝置45面積約等同于塔體41橫向面積， 每個(gè)孔板裝置45間不必然具有相同距離，故可形成任意大小的反應(yīng)區(qū)間40， 每個(gè)反應(yīng)區(qū)間40內(nèi)均設(shè)置相同數(shù)量的反應(yīng)觸媒46 ，使反應(yīng)觸媒46的顆粒隨 合成氣的氣流攪拌而上升并形成反應(yīng)觸媒顆粒分布的均勻性。多個(gè)反應(yīng)區(qū)間 40之間為一連通設(shè)計(jì)而成的一氣體通道，使合成氣經(jīng)反應(yīng)觸媒46反應(yīng)過后上 升通過所有反應(yīng)區(qū)間40進(jìn)入氣流床43。該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間均置于漿液泡沫床44 內(nèi)，該漿液泡沫床44為惰性油介質(zhì)。該惰性油介質(zhì)可為石蠟油或礦物油，但 不以此為限。
再請(qǐng)參閱圖5，為本發(fā)明的反應(yīng)區(qū)間結(jié)構(gòu)配置示意圖。該每個(gè)反應(yīng)區(qū)間40 頂部及底部均各設(shè)置有一孔板裝置45，該孔板裝置45為可拆式的裝置。該頂 部及底部孔板裝置45的孔洞47大小為可承載反應(yīng)觸媒46并可供合成原料氣 體通過，該孔板裝置45的孔洞47的直徑可為任意尺寸設(shè)計(jì)，或可為由外往內(nèi) 逐漸放大或逐漸縮小設(shè)計(jì)方式以承載不同尺寸或不同特性系列的反應(yīng)觸媒 46。該反應(yīng)觸媒46為一金屬觸媒，譬如銅觸媒等，但不以此為限。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種反應(yīng)裝置，其為一三相反應(yīng)器，該反應(yīng)器上方為一氣流床，下方為一漿液泡沫床，其特征在于該漿液泡沫床區(qū)域設(shè)置有通過該具多個(gè)孔板裝置所分隔而成的多個(gè)反應(yīng)區(qū)間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該孔板裝置的孔洞可承 載反應(yīng)觸媒并使合成原料氣體通過。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該孔板裝置的孔洞可為 任意形狀與尺寸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間之間為一連通設(shè)計(jì)而成的一氣體通道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間具有相 同的惰性油介質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該惰性油介質(zhì)為石蠟油。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該惰性油介質(zhì)為礦物油。
8. —種反應(yīng)裝置，其特征在于，包含有一塔體，其內(nèi)具有多個(gè)反應(yīng)區(qū)間，該每一個(gè)反應(yīng)區(qū)間內(nèi)均具有一惰性油介 質(zhì)以及一觸媒體；以及一氣體供應(yīng)單元，其設(shè)置于該塔體的一側(cè)，借以供應(yīng)合成氣體至該塔體內(nèi) 部，經(jīng)過該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間進(jìn)而形成一含醇類氣體。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該孔板裝置所分隔而成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的反應(yīng)裝置，其特征在于可承載反應(yīng)觸媒并使合成原料氣體通過。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的反應(yīng)裝置 可為任意形狀與尺寸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的反應(yīng)裝置 間為 一連通設(shè)計(jì)而成的 一氣體通道。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的反應(yīng)裝置 石蠟油。其特征在于， 其特征在于，其特征在于:個(gè)反應(yīng)區(qū)間由多個(gè) 該孔板裝置的孔洞 該孔板裝置的孔洞 該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間之 該惰性油介質(zhì)可為
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該惰性油介質(zhì)可為 礦物油。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該觸媒體為一金屬 觸媒。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該金屬觸媒為銅觸媒。
17. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的反應(yīng)裝置，其特征在于，該含醇類氣體含有 甲醇的成分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多重區(qū)間反應(yīng)裝置，其主要應(yīng)用于將合成氣轉(zhuǎn)換成甲醇，該反應(yīng)裝置具一三相反應(yīng)器，該反應(yīng)器上方為一氣流床，下方為一漿液泡沫床，該漿液泡沫床區(qū)域設(shè)置有通過該具多個(gè)孔板裝置所分隔而成之多個(gè)反應(yīng)區(qū)間，該多個(gè)反應(yīng)區(qū)間由多個(gè)孔板裝置所分隔而成，該孔板裝置的孔洞可承載反應(yīng)觸媒并使合成原料氣體通過且其孔洞可為任意形狀與尺寸，以填充不同尺寸的觸媒或是不同特性系列的觸媒。
文檔編號(hào)C07C31/04GK101462927SQ200710301899
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者徐恒文, 王振慶, 許品超, 陳美燕 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院