本发明专利技术公开了一种可控移热反应器,移热管束包括出水总管、进水总管、环管、隔板、盲肠式换热管和导水管；所述隔板设置于环管的中部，将环管的上部和下部分隔为分水箱和集水箱，进水总管连通环管上部的分水箱，出水总管连通环管下部的集水箱，导水管套设在盲肠式换热管内，盲肠式换热管的一端开口另一端封闭，盲肠式换热管的开口端连通环管下部的集水箱，导水管两端开口，导水管的顶部连通环管上部的分水箱，导水管的底部位于盲肠式换热管的封闭端之上。本发明专利技术的催化剂框、移热管束与承压壳体分离，便于检修、催化剂自卸、催化剂装填；将移热水管埋在催化剂床层内部能够将催化剂床层内部反应热及时移走。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种固定床催化反应装置，尤其涉及的是一种可控移热反应器。
技术介绍
CO变换反应后器作为化工行业的一种广泛应用反应器，其间，人们对变换反应器进行了多次的改进，由原来全轴向改为全径向，在催化剂床层阻力方面取得很好效果，但催化剂床层仍为绝热反应，催化剂床层分为若干床层，每床层之间采取间接换热或用水冷激。这种间接换热回收变换系统热能品位低，回收显热和潜热效率低、催化剂易超温、同时变换还拌有甲烷化等副反应等缺陷。 煤制乙二醇的羰基化合成反应器，目前采用ф25X2的管内装填催化剂，管外用水移热，一台列管反应器由数千个全轴向ф21圆柱形催化剂床层组成，气体分布不均匀、副反应物多、催化剂床层阻力大、热应力大、设备泄漏、一套20万吨/年的乙二醇装置的羰基化合成反应器需要6台管壳反应器并联运行，工程投资大等缺陷。 煤制乙二醇的酯化加氢反应器，目前采用ф38X2的管内装填催化剂，管外用水移热，一台列管反应器由数千个全轴向ф34圆柱形催化剂床层组成，气体分布不均匀、副反应物多、催化剂床层阻力大、热应力大、设备泄漏、工程投资大等缺陷。 煤制天然气的反应采用：n个绝热床层配合n个废过热锅炉的移热方式，而且需要增加反应物水蒸气来抑制第一、第二绝热床层反应，同时配置循环气，否则出现第一、第二绝热床层飞温现象，运行能耗高、装置投资大、系统阻力大等缺陷。 煤制油、煤制石蜡的费托合成反应还没有在运行的大型化装置，部分在运行的小型费托合成装置反应器也为列管式反应器，Fe(或Co)系催化剂装填在ф76X4管内，仍然存在气体分布不均匀、超温、积碳、长碳链烷烃收率低、阻力大、设备泄漏、难以大型化等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种可控移热反应器，通过换热管内水转化为蒸汽发生相变吸热及时移走催化剂床层内反应热量。 本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括承压壳体和设置于承压壳体内的密封式催化剂框和水路自循环的移热管束，密封式催化剂框包覆于所述移热管束之外；所述移热管束包括出水总管、进水总管、环管、隔板、盲肠式换热管和导水管；所述隔板设置于环管的中部，将环管的上部和下部分隔为分水箱和集水箱，进水总管连通环管上部的分水箱，出水总管连通环管下部的集水箱，导水管套设在盲肠式换热管内，盲肠式换热管的一端开口另一 端封闭，盲肠式换热管的开口端连通环管下部的集水箱，导水管两端开口，导水管的顶部连通环管上部的分水箱，导水管的底部位于盲肠式换热管的封闭端之上。 所述密封式催化剂框包括密封板、气体分布筒、集气筒；所述气体分布筒设置于承压壳体内，密封板固定在气体分布筒的顶部，气体分布筒和承压壳体之间的间隙沿承压壳体的径向形成气体分布室，集气筒沿气体分布筒的径向设置于气体分布筒内，气体分布筒内装填催化剂，所述环管、盲肠式换热管和导水管分别位于气体分布筒内。 所述承压壳体包括上封头、壳体本体、下封头；所述上封头通过法兰连接在壳体本体上，壳体本体和下封头一体成型；上封头上分别开设用于连接进水总管的进水口、用于连接出水总管的出水口和进气口，下封头上分别开设催化剂自卸短接和用于连接集气筒的出气口。 所述壳体本体内设有支撑座和支撑板，所述支撑座固定在壳体本体的内壁上，支撑板的两端支撑在支撑座上，气体分布筒、环管和集气筒依次支承在支撑板上。 所述密封板与出水总管和进水总管之间分别设有第一密封件，气体分布筒的底部与下封头之间设有第二密封件，出气口和集气筒的出气管之间设有第三密封件。 所述气体分布筒的内侧和集气筒的外侧分别设置气体分布板，所述气体分布板上均匀开设多个通气孔。 气体自进气口进入上封头内部，然后进入气体分布室，再通过气体分布筒均匀径向进入催化剂内，在有Co-Mo、pd/AI2O3、Cu、Ni、Cu-Zn、Fe、Co系催化剂在催化条件下完成变换、合成、加氢等放热反应，反应后的气体通过集气筒进入出气管，然后流出可控移热反应器。变换、合成或加氢等放热反应放出的热量由埋在催化剂内部的盲肠式换热管内的水转化为蒸汽及时移走催化剂床层内反应热量，并副产出不同压力下的饱和蒸汽。 不饱和水由进水总管进入分水箱，由分水箱分配到导水管，不饱和水在导水管下端流出，然后进入盲肠式换热管的封闭端，自下而上流动，并在盲肠式换热管内部完成对催化剂床热量的吸收，并成为过饱和水，然后进入集水箱，然后由出水总管排出到可控移热反应器外围的汽包内闪蒸出饱和蒸汽。 本专利技术适用CO变换反应、羰化合成反应、酯化加氢反应、甲烷化反应、甲醇合成反应、费托合成反应等反应器。 本专利技术针对CO变换反应反应器存在问题和不足，以及现在高水/气、高CO水煤气变换的需求，开发出了可控移热反应器，将盲肠式换热管埋在催化剂床层内，利用盲肠式换热管内水转化为蒸汽发生相变吸热的原理，将CO+H2O→H2+CO2+Q放变换反应放出的热量及时移出催化剂床层，确保催化剂床层温度≤380℃，并副产0.8～9.0MPa的饱和蒸汽，利于催化剂自卸和便于移热水管束部分的维修。有效解决了现有变换反应器回收热能品位低、回收热能效率低、 催化剂易超温、甲烷化副反应、催化剂难自卸及工程投资大缺陷。 本专利技术针对装填Pd/AI2O3系催化剂、乙二醇的羰基化列管式合成反应器存在问题和不足，开发出了可控移热羰基化合成反应器，将盲肠式换热管埋在催化剂床层内，利用盲肠式换热管内水转化为蒸汽发生相变吸热的原理，将CO+CH3ONO→(COOCH3)2+NO+Q放反应放出的热量及时移出催化剂床层，确保催化剂床层温度≤140℃，并副产0.2～0.3MPa的饱和蒸汽，催化剂床层采用全径向结构。有效解决了现有羰基化合成反应器催化剂易超温、副反应大、床层阻力大、难以大型化、催化剂难自卸及工程投资大缺陷。 本专利技术针对装填Cu系催化剂、乙二醇的酯化加氢列管式合成反应器存在问题和不足，开发出了可控移热羰基化合成反应器，将盲肠式换热管埋在催化剂床层内，利用盲肠式换热管内水转化为蒸汽发生相变吸热的原理，将CH3ONO加H2反应(4H2+(COOCH3)2→(OHC H2C H2OH)2+2CH3OH+Q放)放出的热量及时移出催化剂床层，确保催化剂床层温度≤250℃，并副产2.0～3.2MPa的饱和蒸汽，催化剂床层采用全径向结构。有效解决了现有酯化加氢反应器催化剂易超温、副反应大、床层阻力大、难以大型化、催化剂难自卸及工程投资大缺陷。 本专利技术针对在320～420℃使用温度的Ni系催化剂，开发出可控移热甲烷合成反应器，将盲肠式换热管埋在催化剂床层内，利用盲肠式换热管内水转化为蒸汽发生相变吸热的原理，将CO与H2的甲烷化反应(CO+H2→CH4+H2O+Q放)放出的热量及时移出催化剂床层，确保催化剂床层温度≤420℃，并副产3.8～12.0MPa的饱和蒸汽，催化剂床层采用全径向结构。有效解决了现有甲烷合成反应器催化剂易超温、床层阻力大、运行能耗高、装置投资大、系统阻力大等缺陷。 本专利技术针对装填Fe(或Co)系催化剂的费托列管式合成反应器存在问题和不足，开发出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可控移热反应器，其特征在于，包括承压壳体(1)和设置于承压壳体(1)内的密封式催化剂框(2)和水路自循环的移热管束(3)，密封式催化剂框(2)包覆于所述移热管束(3)之外；所述移热管束(3)包括出水总管(31)、进水总管(32)、环管(33)、隔板(34)、盲肠式换热管(35)和导水管(36)；所述隔板(34)设置于环管(33)的中部，将环管(33)的上部和下部分隔为分水箱(37)和集水箱(38)，进水总管(32)连通环管(33)上部的分水箱(37)，出水总管(31)连通环管(33)下部的集水箱(38)，导水管(36)套设在盲肠式换热管(35)内，盲肠式换热管(35)的一端开口另一端封闭，盲肠式换热管(35)的开口端连通环管(33)下部的集水箱(38)，导水管(36)两端开口，导水管(36)的顶部连通环管(33)上部的分水箱(37)，导水管(36)的底部位于盲肠式换热管(35)的封闭端之上。
【技术特征摘要】
1.一种可控移热反应器，其特征在于，包括承压壳体(1)和设置于承压壳体(1)内的
密封式催化剂框(2)和水路自循环的移热管束(3)，密封式催化剂框(2)包覆于所述移热
管束(3)之外；所述移热管束(3)包括出水总管(31)、进水总管(32)、环管(33)、隔板
(34)、盲肠式换热管(35)和导水管(36)；所述隔板(34)设置于环管(33)的中部，将
环管(33)的上部和下部分隔为分水箱(37)和集水箱(38)，进水总管(32)连通环管(33)
上部的分水箱(37)，出水总管(31)连通环管(33)下部的集水箱(38)，导水管(36)套
设在盲肠式换热管(35)内，盲肠式换热管(35)的一端开口另一端封闭，盲肠式换热管(35)
的开口端连通环管(33)下部的集水箱(38)，导水管(36)两端开口，导水管(36)的顶部
连通环管(33)上部的分水箱(37)，导水管(36)的底部位于盲肠式换热管(35)的封闭端
之上。
2.根据权利要求1所述的一种可控移热反应器，其特征在于，所述密封式催化剂框(2)
包括密封板(21)、气体分布筒(22)、集气筒(23)；所述气体分布筒(22)设置于承压壳体
(1)内，密封板(21)固定在气体分布筒(22)的顶部，气体分布筒(22)和承压壳体(1)
之间的间隙沿承压壳体(1)的径向形成气体分布室(24)，集气筒(23)沿气体分布筒(22)
的径向设置于气体分布筒(22)内，气体分布筒(22)内装填催化剂，所述环管(33)、盲肠
【专利技术属性】
技术研发人员：王庆新，王揽月，
申请(专利权)人：安徽新月化工设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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