合成多段径向冷激式反应器制造技术

一种合成反应的多段径向冷激式反应器，包括催化剂床层（４）、气体外分布筒（５）、气体内分布筒（６）等，顶部有进料管（１），底部有出料管（７），反应器壳层（２）壁上部有水蒸气出口（９），壁下部有冷却水入口（８），反应器内装有三层催化剂，每层都有气体外分布筒（５）和气体内分布筒（６），气体外分布筒（５）和气体内分布筒（６）之间是催化剂床层（４），催化剂床层（４）上下方都有盖板密封结构。催化剂装填容易，床层压降小，传热效果好，催化剂床层温度均匀，无热点存在，减少了催化剂表面积碳和床层飞温现象的发生，适宜于使用比表面积大的小颗粒催化剂，能够满足大空速要求。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
合成多段径向冷激式反应器
本技术涉及一种中、低压合成气(即CO和H2的混合气体，且H2和CO的体积比为1～3)在催化剂作用下进行气固相催化反应的固定床多段径向反应器，具体地说，合成多段径向冷激式反应器。
技术介绍
U.S.P 4,522,939、U.S.P 4,579,986、U.S.P 4,594,468和CN 1047275A专利公开了英荷Shell公司由天然气经合成气生产中间馏份油(SMDS)工艺和固定床列管式反应器，合成气由列管式反应器顶部进入，经过气体分布器进入催化剂床层，发生F-T(费托)合成反应，未反应气体与产品从反应器底部离开，该反应器的优点是催化剂利用率高、反应器加工简单、不存在催化剂与液态产品的分离问题、适宜生产大分子直链烷烃；缺点是：①催化剂的上部有效气含量大，反应放热快，催化剂床层存在着轴向和径向温度梯度；②催化剂床层压力降高，不适宜小颗粒F-T(费托)合成催化剂的使用；③不能满足大空速要求，产能低；④反应器内列管多，催化剂装填麻烦，耗时较长。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种适宜于使用比表面积大的小颗粒F-T合成催化剂，催化剂床层压降小，气体流动阻力小，取热效果好，催化剂床层温度分布均匀，原料转化率高，目的产品选择性好，结构合理，成本低且催化剂装填容易的合成多段径向冷激式反应器。-->体外分布筒5、气体内分布筒6、出料管7、壳层冷却水入口8和壳层水蒸气出口9组成，反应器顶部有进料管1，底部设有出料管7，反应器壳层2壁上部有水蒸气出口9，壁下部有冷却水入口8，反应器内装有催化剂床层4，每层都有气体外分布筒5和气体内分布筒6，气体外分布筒)和气体内分布筒6之间是催化剂床层4，催化剂床层4上下方都有盖板密封结构。本技术还采用如下技术方案：反应器外覆有壳层2。反应器内催化剂床层4分为上中下三层，每层催化剂上下方都有盖板密封结构。反应器内每层催化剂床层4均设有气体外分布筒5，并贯穿催化剂床层4。反应器内每层催化剂床层4设有气体外分布筒6，并贯穿催化剂床层4。气体外分布筒5和气体内分布筒6上设有孔道。气体外分布筒5和气体内分布筒6上的孔道形状和直径相同。气体外分布筒5和气体内分布筒6上的孔道开孔都为广角开孔，数目是一个以上。气体外分布筒5、气体内分布筒6上的孔道呈螺旋式均匀分布。气体外分布筒5、气体内分布筒6上的孔道呈对称分布。本技术的优点在于：①径向传热效果好，催化剂床层温度均匀易于控制，无热点存在，催化反应能在接近化学平衡的最佳动力学条件下进行，原料转化率较高，目的产品选择性好；②能够在大空速条件下进行F-T合成反应，不但有利于移热，而且能够提高单位设备处理量，降低生产成本，实现增产节能的效果；-->③适宜于比表面积大的小颗粒F-T合成催化剂，提高催化剂的利用率；④反应器结构简单，易于加工制造，催化剂装填容易。附图说明附图为本技术的结构示意图。具体实施方式如附图所示，该反应器采用固定床三层径向冷激式结构，将传统的固定床反应器催化剂床层分为上中下三层，每层催化剂上下方都有盖板密封结构，且催化剂床层中心和外侧沿轴向分别有一根管壁上呈螺旋式均匀分布着广角开孔的气体外分布筒5和气体内分布筒6，在气体外分布筒5和气体内分布筒6之间是小颗粒催化剂床层4。在一定压力下，净化后的新鲜合成气与循环气混合从进料管)进入由不锈钢材料制成的三段径向冷激式反应器，通过第一段催化剂床层中心的气体内分布筒6壁上呈螺旋式均匀分布的广角孔道径向进入催化剂床层4，在小颗粒铁基或钴基催化剂上进行F-T合成反应，未反应气体及反应产物穿过气体外分布筒)离开催化剂床层4，通过与反应器壳层2中沸水换热将F-T合成反应放出的热量移出反应器。换热后的气体沿着轴向进入第二段催化剂床层中心的气体内分布筒6，通过筒壁上呈螺旋式均匀分布的广角孔道径向进入催化剂床层4，在小颗粒铁基或钴基催化剂上再次进行F-T合成反应，少量未反应气体及反应产物穿过第二段催化剂床层的气体外分布筒5离开催化剂床层4，再次与反应器壳层2中沸水换热后沿轴向进入第三段催化剂床层，继续重复第二段催化剂床层间的反应和换热过程。最后少量未反应气体及反应产物由出料管7流出反应器。由于多段径向冷激式反应器分段进行换热，且介质径向流道短，所以催-->化剂床层温度分布均匀，无热点存在，避免了F-T合成反应强放热引起的催化剂床层局部飞温。同时，催化剂床层压降小，气相反应物在催化剂床层分布均匀，F-T合成反应能够选择活性高、比表面积大的小颗粒催化剂，由于小颗粒催化剂内扩散影响小，表面活性中心多，所以大大提高了F-T合成催化剂的利用率。最后，由于径向冷激式反应器传热效果好，所以可以通过增大原料气空速，提高催化剂利用率，降低生产成本，达到增产节能的效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
合成多段径向冷激式反应器，包括进料管（１）、反应器壳层（２）、催化剂床层（４）、气体外分布筒（５）、气体内分布筒（６）、出料管（７）、壳层冷却水入口（８）、壳层水蒸气出口（９），其特征在于：反应器顶部有进料管（１），底部设有出料管（７），反应器壳层（２）壁上部有水蒸气出口（９），壁下部有冷却水入口（８），反应器内装有催化剂床层（４），每层催化剂床层（４）均有气体外分布筒（５）和气体内分布筒（６），气体外分布筒（５）、气体内分布筒（６）之间是催化剂床层（４），催化剂床层（４）上下方都有盖板密封结构。

【技术特征摘要】
1、合成多段径向冷激式反应器，包括进料管(1)、反应器壳层(2)、催化剂床层(4)、气体外分布筒(5)、气体内分布筒(6)、出料管(7)、壳层冷却水入口(8)、壳层水蒸气出口(9)，其特征在于：反应器顶部有进料管(1)，底部设有出料管(7)，反应器壳层(2)壁上部有水蒸气出口(9)，壁下部有冷却水入口(8)，反应器内装有催化剂床层(4)，每层催化剂床层(4)均有气体外分布筒(5)和气体内分布筒(6)，气体外分布筒(5)、气体内分布筒(6)之间是催化剂床层(4)，催化剂床层(4)上下方都有盖板密封结构。2、根据权利要求1所述的合成多段径向冷激式反应器，其特征在于：反应器外有壳层(2)。3、根据权利要求1所述的合成多段径向冷激式反应器，其特征在于：反应器内催化剂床层(4)分为上中下三层，每层催化剂上下方都有盖板密封结构。4、根据权利要求3所述的合成多段径向冷激式反应器，其特征在于：反应器内每层催化剂床层(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟克彬，谭明伟，刘彦峰，朱金玲，吴显军，程广伟，王刚，郭淑芝，颜旭升，朱杰，赵毅，郭仕莲，王甫村，刘宝莉，王金庆，荀彤，李淑杰，贾崇，蒋昊，孟祥彬，冯秀芳，董旭东，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]