一种可用于制取气相氰化氢的反应器制造技术

一种可用于制取气相氰化氢的反应器，包括上封头、下封头、壳程、反应列管,所述反应列管置于壳程内部，上封头与下封头分别对应安装于壳程上下两端，还包括原料气分布装置、温度监测装置、传热介质导流装置、中空导流筒，所述原料气分布装置安装于列管式反应器的主体结构顶端内部，温度监测装置从列管式反应器的主体结构顶端插入，传热介质导流装置安装于壳程外部，在传热介质导流装置内部与壳程接触壁面开设有导流孔，中空导流筒与反应列管混合安装于壳程内部。本实用新型专利技术的有益效果是：可生成易于分离的氰化氢气体，稳定而有效的撤出反应热量，精确的反应温度监测系统，原料气分布效果好，反应转化率高，催化剂在使用过程中损耗低，使用寿命长。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种可用于制取气相氰化氢的反应器，包括上封头、下封头、壳程、反应列管,所述反应列管置于壳程内部，上封头与下封头分别对应安装于壳程上下两端，还包括原料气分布装置、温度监测装置、传热介质导流装置、中空导流筒，所述原料气分布装置安装于列管式反应器的主体结构顶端内部，温度监测装置从列管式反应器的主体结构顶端插入，传热介质导流装置安装于壳程外部，在传热介质导流装置内部与壳程接触壁面开设有导流孔，中空导流筒与反应列管混合安装于壳程内部。本技术的有益效果是：可生成易于分离的氰化氢气体，稳定而有效的撤出反应热量，精确的反应温度监测系统，原料气分布效果好，反应转化率高，催化剂在使用过程中损耗低，使用寿命长。【专利说明】一种可用于制取气相氰化氢的反应器
本技术属于化工生产工艺设备
，具体地涉及一种可用于制取气相氰 化氢的反应器。
技术介绍
传统工艺采用甲醇氨氧化法生产氰化氢，生产原理为包含甲醇、氨、空气按一定比 例组成的混合原料气体，在装有催化剂的固定床反应器内，于一定的温度、压力下催化反应 得到氰化氢、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气及未参加反应的甲醇、氨、氧、氮等组成的混合气 体。 反应为：CH30H+NH3+02 - HCN+3H20 巴斯夫2009年公布（CN101511734A):甲酰胺生产工艺，存在反应温度高，转化率 低的问题。针对反应中易形成碳黑问题，提出高度烧结的氧化铝或氧化铝/二氧化硅成型 体或耐高温腐蚀铬-镍不锈钢成型体，所采用成型工艺成本过高，不利于工业化生产。 阿肯马法国2011年公布（CN101977884A):传统制备氰化氢方法，有以下几种： 反应为：CH4+NH3+3/202 - HCN+3H20+ 热量 （1) CH4+NH3+ 热量-HCN+3H2 (2) 基于⑴和⑵的安德鲁梭反应，催化剂对反应原料品质较为敏感（杂质铁、硫）， 对原料进料要求品质高，要求甲烷含量90%以上，并且不能含硫、尽可能少的含有乙烷、丙 烷等烃。并且反应系统复杂，内部由含铑的铂网和淬火炉共同组成，制作工艺复杂，成本较 高，反应温度在1050?1150°C，高耗能。产率较低为60 %?70%，氰化氢选择性维持在 80%?90%。 基于⑵的Degussa法，反应温度在1300°C进行，反应内部涂覆钼的烧结氧化错 管，用煤气供热。 该专利技术适合以上两种方法，对通过在反应混合进料中加入至少一种含硫化合物， 来提高反应的产率，但这无形增加了反应的成本，及不确定因素。并且硫化物的加入时间 也是重要影响因素，操作起来较为麻烦，增加了人力成本。 日本化学工业株式会社1998年公布（CN1202458A):以甲醇氨作为原料在氧气存 在下反应制取氢氰酸的方法，但该专利技术中主要涉及催化剂的选取和制备，对于制取产品的 反应工艺的细节并未提及。 另外，多管式反应器可用于混合气相的催化反应，反应器壳程通入传热介质，可实 现对反应物放出热量的移去和所需热量的提供。甲醇氨氧化法制取氰化氢为强放热反应， 反应温升可以达到l〇〇〇°C以上，现有的专利技术旨在对以下问题进行改善： 1、反应器温度的有效控制，减少径向的温度变化，并延长催化剂使用寿命； 2、反应物料的在反应器内部的均匀分布； 专利CN 1261821A通过一种反应器内部的感应圈可以实现对反应温度的有效 控制，均匀加热催化剂的同时，也可对催化剂实现有效监控避免烧结现象的发生；专利 CN101353173A通过在反应物料进口设置混合元件，使得混合物料进入反应器更加均匀，提 高了目标产品的收率；专利CN1343137A给出了多管式反应器适用在固定床催化剂的气相 反应时的催化剂管数的选择及管间距与外管直径之间的关系。
技术实现思路
本技术的目的旨在提供能够实现甲醇氨氧化法连续生产并以低廉的生产成 本即可快速而简单制取气相氰化氢的反应器。采用的具体技术方案如下： -种可用于制取气相氰化氢的反应器，包括上封头、下封头、壳程、反应列管，所 述反应列管置于壳程内部，上封头与下封头分别对应安装于壳程上下两端，还包括原料气 分布装置、温度监测装置、传热介质导流装置、中空导流筒，所述原料气分布装置安装于列 管式反应器的主体结构顶端内部，温度监测装置从列管式反应器的主体结构顶端插入，传 热介质导流装置安装于壳程外部，在传热介质导流装置内部与壳程接触壁面开设有导流 孔，中空导流筒与反应列管混合安装于壳程内部。 所述中空导流筒包括核心中空导流筒和周边中空导流筒，核心中空导流筒设置在 壳程中心位置，周边中空导流筒围绕核心中空导流筒设置，核心中空导流筒与周边中空导 流筒的距离a/R值在0. 25?0. 55之间。 所述反应列管所占空间与壳程内剩余空间的比例为0.22- 0.33,反应列管设 置80- 12000根，直径为25mm -40mm，长度为1200mm - 3500mm，反应列管内部抛光度为 Ra 0. 4 μ m〇 所述传热介质导流装置采用筒式环绕壳程布置，分为上导流装置和下导流装置， 分别设置在靠近上封头和下封头位置。 所述导流孔，数量为20- 2000个，孔径为Φ 5- Φ 30。 所述上封头与下封头为锥形或弧形，上封头高度为0. 1 - 1D，下封头高度为 0. 05 - 1D，上下封头与壳程接口采用焊唇密封面。 所述温度监测装置，包括2?12个套管其插入管口均布于反应器上封头处，每个 套管内放置2?10个测温元件，一个套管内的测温元件为一组，每组测温元件可以沿着套 管方向向外移动。 所述的原料气分布装置，可为圆锥形或人字形，锥角范围为100° -160°，投影面 积为0. 2D -0. 7D的壳程的同心圆面积，原料气分布装置上设置分布孔，孔径大小为6mm- 24mm，距离上封头顶部100-600_。 在所述下导流装置上部靠近反应器壁面设置排气孔，在上导流装置下部设置 Φ4-Φ10的放净小孔。 所述导流孔以同心圆周形式均布于传热介质导流装置内部与壳程接触壁面上。所 述上导流装置的导流孔靠近与壳程接触壁面上部，下导流装置的导流孔靠近与壳程接触壁 面下部。 所述氰化氢反应器中，反应列管内置填料和催化剂，原料气由反应器顶部进入，反 应生成混合物由反应器底部出；设置的温度监测装置可以准确监测反应器径向及轴向温度 分布情况；在反应器反应列管中加入中空导流筒，从而加强对反应器径向温升的控制，中空 导流筒的设置会减少反应器反应列管的有效空间，因此存在的反应空间与传热空间的比例 控制范围，根据反应器的实际产能及反应温度的径向温度控制的要求来确定这一局部最优 比例为0. 22- 0. 33 ;考虑下导流槽内可能出现气相聚集，因此在下导流装置上部靠近反应 器壁面设置排气孔。当对产品要求较高期望反应器径向温度控制较严格时，可设置多个中 空导流筒。 本技术适用于甲醇氨氧化法连续制备氰化氢的反应器包含由上封头、下封 头、壳程、反应列管组成的反应器的主体结构，内含反应气入口的原料气分布装置，反应列 管内装填催化剂，反应列管外与壳程之间存在传热介质，可移出反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于制取气相氰化氢的反应器，包括上封头、下封头、壳程、反应列管,所述反应列管置于壳程内部，上封头与下封头分别对应安装于壳程上下两端，其特征在于，还包括原料气分布装置、温度监测装置、传热介质导流装置、中空导流筒，所述原料气分布装置安装于列管式反应器的主体结构顶端内部，温度监测装置从列管式反应器的主体结构顶端插入，传热介质导流装置安装于壳程外部，在传热介质导流装置内部与壳程接触壁面开设有导流孔，中空导流筒与反应列管混合安装于壳程内部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫哲，张红柳，王聪，赵敏伟，李荣，杨克俭，梁军湘，赵斌，屈阁，闫伟，兰杰，赵艳艳，郑仁，姚立东，
申请(专利权)人：中国天辰工程有限公司，山东海力化工股份有限公司，天津天辰绿色能源工程技术研发有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12