專利名稱：一種氣相加氫反應器的制作方法
技術領域：
本實用新 型涉及一種氣相加氫反應器。
背景技術：
目前國內乙二醇生產(chǎn)中，加氫反應中采用列管式反應器，反應器尺寸大，且填料裝填系數(shù)小，造成反應效率低。目前生產(chǎn)能力為5萬噸/年乙二醇裝置，其加氫反應工段需要2臺上述尺寸的反應器并聯(lián)操作，如將產(chǎn)能增加到20萬噸/年，則需要6臺相似的反應器，類似于小機群，給裝置運行、操作、維修帶來很大困難。

實用新型內容為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種氣相加氫反應器，包括殼體,殼體內自上而下設有上管板、第一下管板和第二下管板將殼體內分隔為原料氣回流區(qū)、反應區(qū)、反應氣流出區(qū)和原料氣進入?yún)^(qū)，殼體上對應反應區(qū)的位置設有冷源進口和冷源出口，殼體上對應反應氣流出區(qū)的位置設有反應氣出口，殼體上對應原料進入?yún)^(qū)的位置設有原料氣入口；換熱管，由內管和套設于內管外的外管構成，內管的長度大于外管的長度，內管和外管之間裝填有催化劑，換熱管設于殼體內，其中內管和外管的上端口與原料氣回流區(qū)連通，外管的下端口與反應氣流出區(qū)連通，內管的下端口與原料氣進入?yún)^(qū)連通。作為優(yōu)選技術方案，外管的上端口以焊接方式固定于上管板，外管的下端口以焊接方式固定于第一下管板。作為優(yōu)選技術方案，內管的下端口以螺紋連接方式固定于第二下管板。作為優(yōu)選技術方案，殼體上對應反應氣流出區(qū)的位置還設有催化劑卸料口。作為優(yōu)選技術方案，換熱管為多個，均勻排布于殼體內。作為優(yōu)選技術方案，反應氣流出區(qū)填充有填料。作為優(yōu)選技術方案，殼體內還設有用于測定反應區(qū)溫度的測溫儀。作為優(yōu)選技術方案，冷源進口為冷卻水進口，冷源出口為蒸汽出口。作為優(yōu)選技術方案，冷源出口位于冷源入口上方。本實用新型能夠達到以下技術效果I、本實用新型的氣相加氫反應器循環(huán)比低，在催化劑一定的情況下，可以獲得較高的單程轉化率。2、合成氣相當于一個預熱器來預熱入口氣體，新鮮合成氣在反應器內預熱，從而可以省去換熱器，節(jié)省成本。3、能量回收好，可副產(chǎn)蒸汽。4、溫度分布均勻，可以得到適合反應的最佳速率，工藝穩(wěn)定性好。

[0019]圖I是本實用新型的氣相加氫反應器的示意圖。圖2是本實用新型的局部放大示意圖。I、殼體；11、原料氣回流區(qū)；12、反應區(qū)；13、反應氣流出區(qū)；14、原料氣進入?yún)^(qū)；121、冷源進口 ；122、冷源出口 ；131、反應氣出口 ；132、催化劑卸料口 ；141、原料氣入口 ；2、換熱管；21、內管；22、外管；23、催化劑；211、上端口 ；221、上端口 ；212、下端口 ；222、下端口 ；31、上管板；32、第一下管板；33、第二下管板；4、測溫儀。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。結合圖I和圖2所示，本實用新型的氣相加氫反應器，包括殼體1，殼體I內自上而下設有上管板31、第一下管板32和第二下管板33將殼體內分隔為原料氣回流區(qū)11、反應區(qū)12、反應氣流出區(qū)13和原料氣進入?yún)^(qū)14，殼體I上對應反應區(qū)12的位置設有冷源進口 121和冷源出口 122，殼體I上對應反應氣流出區(qū)13的位置設有反應氣出口 131，殼體I上對應原料進入?yún)^(qū)14的位置設有原料氣入口 141 ；換熱管2，由內管21和套設于內管21外的外管22構成，內管21的長度大于外管22的長度，內管21和外管22之間裝填有催化劑23，換熱管2設于殼體I內，其中內管21和外管22的上端口 211、221與原料氣回流區(qū)11連通，外管22的下端口 222與反應氣流出區(qū)13連通，內管21的下端口 212與原料氣進入?yún)^(qū)14連通。殼體I上對應反應氣流出區(qū)13的位置還設有催化劑卸料口 132。換熱管2可設為多個，均勻排布于殼體I內。殼體I內還設有用于測定反應區(qū)12溫度的測溫儀4。冷源進口 121為冷卻水進口，冷源出口 122為蒸汽出口。冷源出口 122優(yōu)選設于冷源入口 121上方。優(yōu)選地，外管22的上端口 221以焊接方式固定于上管板31，外管22的下端口 222以焊接方式固定于第一下管板32。內管21的下端口 212以螺紋連接方式(圖中未示出)固定于第二下管板33。本實用新型為三管板、雙套管結構。換熱管外管22與上下管板采用焊接的連接方式，內管21與第二下管板33采用螺紋連接方式。催化劑23裝在內管21和外管23之間，原料氣由下部原料氣入口 141進入反應器，經(jīng)過內管21與外管22間的反應氣體進行換熱，預熱的原料氣帶走部分反應熱，預熱后的原料氣經(jīng)過內管21，進入到原料氣回流區(qū)11，再進入內外管環(huán)隙之間與催化劑23充分接觸進行反應，最后進入第一下管板與第二下管板之間的反應氣流出區(qū)13，由反應氣出口 131排出反應器。沸水則在管殼間循環(huán)，冷卻反應氣，帶走反應熱，同時被里面的氣體冷卻，然后通過殼程熱水帶入汽包產(chǎn)生蒸汽。沿內管和外管流動的氣流是相反的，合成氣進入催化劑層的入口溫度最高，在向出口流動時逐漸降低，防止超溫和飛溫現(xiàn)象的產(chǎn)生。這樣使操作溫度更接近最佳溫度線，這樣的溫度分布可保證最佳的反應速度，即在降低催化劑用量的情況下可獲得高的轉化率。這樣的反應器具有獨特的催化劑冷卻系統(tǒng)。[0033]外管22與上下管板采用焊接+貼脹的連接方式，內管21與第二下管板33采用螺紋連接方式，第一下管板32與第二下管板33之間的反應氣流出區(qū)13盡量裝填無活性的填料，以防止反應氣流出過快，增加的反應區(qū)的換熱時間，同時防止反應在此空間進行。原料氣回流區(qū)11留有足夠空間，在卸催化劑時如果需要檢修人員進入第一下管板32與第二下管板33之間的反應氣流出區(qū)13時，需要將內管從第二下管板33上擰下，提升一定高度，使檢修人員能夠進入，進行檢修。以草酸二甲酯加氫制備乙二醇的反應為例來對本實用新型進行說明草酸二甲酯和氫氣混合的原料氣從原料氣入口 141進入原料氣進入?yún)^(qū)14。原料氣進入?yún)^(qū)14與換熱管內管的下端口 212連通，原料氣進入內管21由外管22發(fā)生的加氫反應產(chǎn)生的反應熱預熱后進入原料氣回流區(qū)11。外管22的上端口 221與原料回流區(qū)11連通，原料氣回流進入內管21與外管22環(huán)隙之間，在催化劑23的催化下發(fā)生加氫反應，放熱反應熱由內管21中的原料氣和外管22外通入的冷卻水帶走(冷卻水被加熱為蒸汽后從蒸汽出口排出，可再利用)。加氫反應后，反應氣從外管22的下端口 222流入反應氣流出區(qū)13，并從反應氣出口 131流出?！ひ陨纤鰧嵤├齼H是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護范圍之內。本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求1.一種氣相加氫反應器，其特征在于，包括 殼體，所述殼體內自上而下設有上管板、第一下管板和第二下管板將所述殼體內分隔為原料氣回流區(qū)、反應區(qū)、反應氣流出區(qū)和原料氣進入?yún)^(qū)，所述殼體上對應所述反應區(qū)的位置設有冷源進口和冷源出口，所述殼體上對應所述反應氣流出區(qū)的位置設有反應氣出口，所述殼體上對應所述原料進入?yún)^(qū)的位置設有原料氣入口； 換熱管，由內管和套設于內管外的外管構成，所述內管的長度大于外管的長度，所述內管和外管之間裝填有催化劑，所述換熱管設于所述殼體內，其中所述內管和所述外管的上端口與所述原料氣回流區(qū)連 通，所述外管的下端口與所述反應氣流出區(qū)連通，所述內管的下端口與所述原料氣進入?yún)^(qū)連通。
2.根據(jù)權利要求I所述的氣相加氫反應器，其特征在于，所述外管的上端口以焊接方式固定于所述上管板，所述外管的下端口以焊接方式固定于所述第一下管板。
3.根據(jù)權利要求I所述的氣相加氫反應器，其特征在于，所述內管的下端口以螺紋連接方式固定于第二下管板。
4.根據(jù)權利要求I所述的氣相加氫反應器，其特征在于，所述殼體上對應所述反應氣流出區(qū)的位置還設有催化劑卸料口。
5.根據(jù)權利要求I所述的氣相加氫反應器，其特征在于，所述換熱管為多個，均勻排布于所述殼體內。
6.根據(jù)權利要求I所述的氣相加氫反應器，其特征在于，所述反應氣流出區(qū)填充有填料。
7.根據(jù)權利要求I所述的氣相加氫反應器，其特征在于，所述殼體內還設有用于測定所述反應區(qū)溫度的測溫儀。
8.根據(jù)權利要求I所述的氣相加氫反應器，其特征在于，所述冷源進口為冷卻水進口，所述冷源出口為蒸汽出口。
9.根據(jù)權利要求I所述的氣相加氫反應器，其特征在于，所述冷源出口位于所述冷源入口上方。
專利摘要本實用新型公開了一種氣相加氫反應器，包括殼體，殼體內自上而下設有上管板、第一下管板和第二下管板將殼體內分隔為原料氣回流區(qū)、反應區(qū)、反應氣流出區(qū)和原料氣進入?yún)^(qū)，殼體上對應反應區(qū)的位置設有冷源進口和冷源出口，殼體上對應反應氣流出區(qū)的位置設有反應氣出口，殼體上對應原料進入?yún)^(qū)的位置設有原料氣入口；換熱管，由內管和套設于內管外的外管構成，內管的長度大于外管的長度，內管和外管之間裝填有催化劑，換熱管設于殼體內，其中內管和外管的上端口與原料氣回流區(qū)連通，外管的下端口與反應氣流出區(qū)連通，內管的下端口與原料氣進入?yún)^(qū)連通。本實用新型的氣相加氫反應器循環(huán)比低，在催化劑一定的情況下，可以獲得較高的單程轉化率。
文檔編號B01J8/06GK202752008SQ20122032574
公開日2013年2月27日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權日2012年7月6日
發(fā)明者常懷春, 孫風剛, 陳慶忠, 王付嶺, 曾賀, 張憲州, 馬廷祿, 高嵐, 高傳奎, 侯志揚 申請人:山東華魯恒升化工股份有限公司