專利名稱：多換熱方式徑向流動固定床催化反應器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型具體涉及徑向氣固相催化固定床反應器。
技術(shù)背景在甲醇合成、氨合成、 一氧化碳變換、有機化合物加氫、二甲醚合成、環(huán)氧乙烷合成、合成液體燃料等放熱反應中，都使用固體顆粒催化劑；都 存在熱量對反應結(jié)果的影響與回收利用問題；都是大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)過程， 上述生產(chǎn)過程的特點需要科學合理的反應器。目前國內(nèi)外使用的徑向流動固定床反應器，如托普索(T叩soe)徑向流 動反應器，采用三個徑向反應器串聯(lián)生產(chǎn)裝置。在反應器之間采用間接換 熱移去反應熱。該反應器是絕熱式催化反應器，反應熱沒有合理利用。同 時，因采用多個反應器串聯(lián)使用，反應器制造成本增加，整個裝置生產(chǎn)操 作較復雜。瑞士卡薩爾甲醇公司的專利(CN1533828)"特別適用于甲醇合 成的臥式化學反應器"是多段絕熱式催化反應器，絕熱段之間用換熱構(gòu)件 換熱。該反應器換熱系統(tǒng)復雜，埋在兩催化劑層之間；由于催化劑裝填需 要拆卸換熱構(gòu)件，催化劑裝填時間長、工作量大。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種多換熱方式徑向流動固定床催化反應 器，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，滿足有關(guān)領(lǐng)域的需要。本實用新型的多換熱方式徑向流動固定床催化反應器，包括 圓柱狀的密閉外筒；設置在所說的外筒內(nèi)的同軸的設有小孔的外多孔筒，外筒與外多孔筒 之間為外流道；設置在所說的外多孔筒內(nèi)的設有小孔的內(nèi)多孔筒；設置在外多孔筒與內(nèi)多孔筒之間的冷管；設置在外多孔筒頂部的上封板；設置在外多孔筒底部的下托板；設置在外筒上與外流道相連通的第一原料通道口 ；設置在外筒上與內(nèi)多孔筒相連通的第二原料通道口 ；所說的冷管的內(nèi)徑為18 60mm，單位體積的冷管面積為20 120m2/m3。上述型式反應器空速高，生產(chǎn)能力大，能根據(jù)實際情況選擇多種換熱 方式充分利用放熱反應放出的熱量，特別適合于合成氣制甲醇、氨合成、 一氧化碳變換、有機化合物加氫、二甲醚合成、環(huán)氧乙烷合成、合成液體 燃料等反應的大型化反應器。

圖1為原料向心方式徑向流動固定床催化反應器。 圖2為另一種原料向心方式徑向流動固定床催化反應器。 圖3為原料離心方式徑向流動固定床催化反應器。 圖4為另一種原料離心方式徑向流動固定床催化反應器。 圖5為另一種原料離心方式徑向流動固定床催化反應器。
具體實施方式
參見圖1 ，本實用新型的多換熱方式徑向流動固定床催化反應器，包括:圓柱狀的密閉外筒3;設置在所說的外筒3內(nèi)的同軸的設有小孔的外多孔筒6，外筒3與外多 孔筒6之間為外流道4;設置在所說的外多孔筒6內(nèi)的設有小孔的內(nèi)多孔筒17;設置在外多孔筒6與內(nèi)多孔筒17之間的冷管7，管間為催化劑層14;設置在外多孔筒6頂部的上封板9; 設置在外多孔筒6底部的下托板2;設置在外筒3上與外流道4相連通的第一原料通道口 10; 設置在外筒3上與內(nèi)多孔筒17相連通的第二原料通道口 20; 設置在外筒3上與冷管7的一端相連接的換熱介質(zhì)第一通道口 19; 設置在外筒3上與冷管7的另一端相連接的換熱介質(zhì)第二通道口 11; 所說的冷管7的內(nèi)徑為18 60mm，單位體積的冷管面積為20 120m2/m3;優(yōu)選的，外多孔筒6上的和內(nèi)多孔筒17上的小孔的直徑為3 8mm， 孔間距為40 100mm;優(yōu)選的如圖1，所說的第一原料通道口 IO為原料入口，設置在外筒3 的頂部，所說的第二原料通道口 20為反應產(chǎn)物出口，設置在外筒3的底部；優(yōu)選的，所說的冷管7通過花格8固定在外多孔筒6內(nèi)；優(yōu)選的，還包括設置在外筒3頂部的人孔12和設置在外筒3底部的卸 催化劑口 1;本實用新型原料的流向是這樣的原料由第一原料通道口 IO進入，通過上封板9進入外流道4，反應氣體通過外多孔筒6上的小孔徑向進入催化劑層14進行反應，在催化劑層14中原料徑向流動，反應放出的熱量由冷管7中的換熱介質(zhì)帶走，反應產(chǎn)物 和未反應的原料通過內(nèi)多孔筒17合流，由第二原料通道口 20排出，催化 劑可以通過人孔(12)裝填，由卸催化劑口 (1)卸出。參見圖2，所說的第一原料通道口 IO為原料入口，設置在外筒3的頂 部，所說的第二原料通道口20為反應產(chǎn)物出口，設置在外筒3的頂部；流向同實施例1。參見圖3，所說的第一原料通道口 IO為反應產(chǎn)物出口，設置在外筒3 的底部，所說的第二原料通道口20為原料入口，設置在外筒3的頂部；原料的流向是這樣的原料由第二原料通道口 20進入，進入內(nèi)多孔筒17，通過內(nèi)多孔筒17 上的小孔徑向進入催化劑層14進行反應，在催化劑層14中原料徑向流動， 反應產(chǎn)物通過外多孔筒6上的小孔進入外流道4合流后，由第一原料通道 口 IO排出；參見圖4，所說的第一原料通道口 IO為反應產(chǎn)物出口，設置在外筒3 的頂部，所說的第二原料通道口20為原料入口，設置在外筒3的頂部；流 向同實施例3。參見圖5，所說的第一原料通道口 IO為反應產(chǎn)物出口，設置在外筒3 的底部，所說的第二原料通道口 20為原料入口，設置在外筒3的底部；流 向同實施例3。
權(quán)利要求1.多換熱方式徑向流動固定床催化反應器，包括圓柱狀的密閉外筒(3)；設置在所說的外筒(3)內(nèi)的同軸的設有小孔的外多孔筒(6)，外筒(3)與外多孔筒6之間為外流道(4)；設置在所說的外多孔筒(6)內(nèi)的設有小孔的內(nèi)多孔筒(17)；設置在外多孔筒(6)與內(nèi)多孔筒(17)之間的冷管(7)；設置在外多孔筒(6)頂部的上封板(9)；設置在外多孔筒(6)底部的下托板(2)；設置在外筒(3)上與外流道(4)相連通的第一原料通道口(10)；設置在外筒(3)上與內(nèi)多孔筒(17)相連通的第二原料通道口(20)；其特征在于所說的冷管(7)的內(nèi)徑為18～60mm，單位體積的冷管面積為20～120m2/m3。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多換熱方式徑向流動固定床催化反應器，其 特征在于，外多孔筒(6)上的和內(nèi)多孔筒(17)上的小孔的直徑為3 8mm， 孔間距為40 100mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多換熱方式徑向流動固定床催化反應器， 其特征在于，所說的第一原料通道口 (10)為原料入口，設置在外筒(3) 的頂部，所說的第二原料通道口 (20)為反應產(chǎn)物出口，設置在外筒(3) 的底部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多換熱方式徑向流動固定床催化反應器， 其特征在于，所說的第一原料通道口 (10)為原料入口，設置在外筒(3)的頂部，所說的第二原料通道口 (20)為反應產(chǎn)物出口，設置在外筒(3) 的頂部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多換熱方式徑向流動固定床催化反應器， 其特征在于，所說的第一原料通道口 (10)為反應產(chǎn)物出口，設置在外筒(3)的底部，所說的第二原料通道口 (20)為原料入口，設置在外筒(3) 的頂部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多換熱方式徑向流動固定床催化反應器， 其特征在于，所說的第一原料通道口 (10)為反應產(chǎn)物出口，設置在外筒(3)的頂部，所說的第二原料通道口 (20)為原料入口，設置在外筒(3) 的頂部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多換熱方式徑向流動固定床催化反應器， 其特征在于，所說的第一原料通道口 (10)為反應產(chǎn)物出口，設置在外筒(3)的底部，所說的第二原料通道口 (20)為原料入口，設置在外筒(3) 的底部。
專利摘要本實用新型具體涉及徑向氣固相催化固定床反應器，提供了一種多換熱方式徑向流動固定床催化反應器，包括外筒，設置在外筒內(nèi)的同軸的設有小孔的外多孔筒，外筒與外多孔筒之間為外流道，設置在外多孔筒內(nèi)的設有小孔的內(nèi)多孔筒，設置在外多孔筒與內(nèi)多孔筒之間的冷管，設置在外多孔筒頂部的上封板，設置在外多孔筒底部的下托板，設置在外筒上與外流道相連通的第一原料通道口，設置在外筒上與內(nèi)多孔筒相連通的第二原料通道口，冷管的內(nèi)徑18～60mm，單位體積的冷管面積20～120m²/m³。本實用新型生產(chǎn)能力大，能根據(jù)實際情況選擇換熱方式，特別適合于合成氣制甲醇、氨合成、一氧化碳變換、有機化合物加氫、二甲醚合成、環(huán)氧乙烷合成、合成液體燃料等反應的大型化反應器。
文檔編號B01J8/12GK201088911SQ200720074979
公開日2008年7月23日 申請日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者應衛(wèi)勇, 張海濤, 房鼎業(yè), 馬宏方 申請人:華東理工大學