列管式浆态床反应器及反应系统技术方案

本发明专利技术涉及一种列管式浆态床反应器及反应系统。所述列管式浆态床反应器，用于高浓度乙炔制备乙烯的反应器，其包括顺序排列的进气段、列管分布段和扩大段，还包括连通所述列管分布段的上段和下段列管联通区，其中，所述进气段上设置有气体入口，用于将反应气体通入列管式浆态床反应器；列管分布段设置有多个列管，用于反应气体在列管分布段内发生反应以制备乙烯，多个列管设置有上段列管联通区和下段列管联通区，在上段列管联通区的两端设置有过滤器，扩大段的顶部设置有气体出口。本发明专利技术所述的列管式浆态床反应器中列管联通区的设计，能够保证每个列管中的液面均一，避免气体短路，其中上段联通区过滤器的设置可以保证溶剂的更换和再生。

Tubular slurry bed reactor and reaction system

The invention relates to a tubular slurry bed reactor and reaction system. The tubular slurry bed reactor, reactor for high concentration of acetylene to ethylene, which includes inlet section, order of the tube of the distribution section and expansion section, also includes the upper tube communicated with the distribution section and the lower section tube Unicom area, the air inlet which is arranged on the section the gas entrance, for gas into the reaction tube slurry reactor; tube distribution section is provided with a plurality of tubes, gas distribution pipe for the reaction period in the reaction of ethylene to produce in the column, a column pipe is provided with the upper tube and the lower section of tube area Unicom Unicom in area. The upper tube are connected to both ends of area is provided with a filter, the expansion section is arranged at the top of the gas outlet. The design of Unicom tube tubular slurry bed reactor of the present invention, to ensure that each tube in liquid uniform, avoid gas short, the upper area Unicom filter settings can ensure the replacement and regeneration of solvent.

【技术实现步骤摘要】
列管式浆态床反应器及反应系统
本专利技术涉及化工领域，尤其是利用高浓度乙炔制备乙烯领域，具体涉及一种列管式浆态床反应器及应用所述浆态床反应器的反应系统。
技术介绍
乙烯是现代工业中一种重要的基础原料，也是世界产量最大的化学品之一，其产品广泛应用于国民经济、人民生活、国防等领域，是“有机合成之母”。面对石油资源的短缺和国际油价的攀升，原料来源成为发展乙烯工业的瓶颈，也是摆在人们面前必须解决的问题。因此，研究开发一种新的来源和工艺方法制备乙烯替代石油为原料的新工艺新技术，能够缓解对石油的依赖性。在煤化工技术中，以煤为原料通过电石工艺或以天然气为原料通过非催化部分氧化工艺制取乙炔，已成为成熟工艺。以乙炔为原料，在选择性加氢催化剂的作用下，通过加氢过程得到乙烯产品，可进一步拓展煤化工路线。因此，开发乙炔加氢制乙烯的新工艺及技术，具有广阔的应用前景。低浓度乙炔气固相催化加氢技术在石油工业中已非常成熟，主要用于乙烯中去除乙炔杂质,使用的反应器为固定床反应器，在反应器中装填固相催化剂进行气固相反应。但由于乙炔活性高，加氢反应放热量大，即使是裂解气中存在少量乙炔，传统的气固相固定床加氢反应器仍存在着绿油生成量大、催化剂循环周期短、反应器易“飞温”等严重问题。传统的浆态床反应器的出现在一定程度上解决了上述问题，因其结构简单，易于移热，生成的乙烯产品用途广泛，因此，利用浆态床反应器进行高浓度乙炔选择性加氢成为一条重要的制烯烃生产路线。但是传统的浆态床反应器在乙炔制备乙烯时，气液固三相混合不均匀，反应原料接触时间短，并且反应器内床层温度均匀，温度不易控制。
技术实现思路
为克服上述问题，本专利技术提供一种列管式浆态床反应器以及反应系统，使得反应器内部温度均匀，增加反应原料接触时间，降低反应产物中的杂质成分，便于更换溶剂，提高生产效率。本专利技术所述的系统具有绿油脱除单元，极大的降低了绿油对催化剂活性的影响实现了装置的长期平稳运行。本专利技术所述的列管式浆态床反应器，用于高浓度乙炔制备乙烯的反应器。所述列管式浆态床反应器包括顺序排列的进气段、列管分布段和扩大段，还包括连通所述列管分布段的上段和下段列管联通区，其中，所述进气段的底部设置有气体入口，用于将反应气体通入所述列管式浆态床反应器；所述列管分布段设置有多个列管，用于所述反应气体在所述列管分布段内发生反应，制备乙烯，所述多个列管中部靠下位置设置有上段列管联通区，所述上段列管联通区的两端设置有过滤器；所述多个列管下部设置有下段列管联通区，所述下段列管联通区的一端设置有卸料口；所述扩大段的顶部设置有气体出口。进一步地，所述列管式浆态床反应器的多个列管与列管之间的区域构成壳程，所述壳程内设置有换热介质。进一步地，所述列管分布段的下部侧面设置有换热介质入口，上部侧面设置有换热介质出口，用于将换热介质从所述换热介质入口进入所述壳程，在从所述换热介质出口排出。进一步地，所述多个列管底部设置有气体分布器，其上分布有气孔。进一步地，所述扩大段的下部侧面设置有溶剂入口，所述下段列管联通区侧面设置有卸料口，用于将溶剂从所述溶剂入口进入所述多个列管，再从所述卸料口排出。具体地，所述扩大段的上端设置有金属除沫器。本专利技术所述的反应系统，用于利用乙炔制备乙烯。所述反应系统包括上述的列管式浆态床反应器、冷凝器、气液分离器、催化剂配制罐以及绿油脱除单元，其中，所述列管式浆态床反应器具有气体入口、气体出口、溶剂入口、卸料口、换热介质入口、换热介质出口以及设置于上段列管联通区两端的过滤器；所述冷凝器具有高温产品气入口与混合气出口，所述高温产品气入口与所述列管式浆态床反应器的气体出口相连；所述气液分离器具有混合气入口、乙烯出口与溶剂导出口，所述混合气入口与所述冷凝器的混合气出口相连；所述催化剂配制罐与所述列管式浆态床反应器的溶剂入口相连；所述绿油脱除单元与所述列管式浆态床反应器的过滤器连通，用于接收所述过滤器过滤的溶剂。进一步地，所述绿油脱除单元包括溶剂储罐与溶剂再生装置，其中，所述溶剂储罐具有绿油入口与绿油出口，所述绿油入口与所述列管式浆态床反应器的滤器相连；所述溶剂再生装置具有脱油入口与脱油出口，所述脱油入口与所述溶剂储罐的绿油出口相连，所述脱油出口与所述列管式浆态床反应器的溶剂入口相连。更进一步地，所述系统还包括热介质储罐和泵，其中，所述热介质储罐的一端与所述列管式浆态床反应器的换热介质出口连通；所述泵的一端与所述热介质储罐的另一端相连，所述泵的另一端与所述列管式浆态床反应器的换热介质入口连通。更进一步地，所述系统还包括温控单元，其设置在所述列管式浆态床反应器与所述泵之间，用于控制进入所述列管式浆态床反应器的换热介质温度，所述温控单元包括并列设置的加热器、冷却器与换热介质旁路。本专利技术的有益效果：本专利技术所述的列管式浆态床反应器中列管联通区的设计，能够保证每个列管中的液面均一，避免气体短路，其中的过滤器的设备可降低反应产物中的杂质成分。此外，列管式浆态床反应器中每一个列管都是一个小的浆态床，因每个列管的直径都比较小，高度相对较高，气液固三相可以混合的更加均匀，增加了接触时间，改善了气液流场分布，降低了放大效应，使得反应能够进行的更加充分。另外，本专利技术所述的系统，具有绿油脱除单元，极大的降低了绿油对催化剂活性的影响实现了装置的长期平稳运行。本专利技术所述的系统能够实现对系统溶剂温度的准确控制，保持溶剂的温度相对稳定，从而保证了整个系统的平稳运行；再者，利用液相溶剂的显热，散热能力显著提高，可以快速移出乙炔选择性加氢生成乙烯产生的热，降低反应床层的温度，提高乙炔的转化率和乙烯的选择性。本专利技术所述的系统很好地解决了在乙炔选择性加氢制乙烯反应中固定床反应器中的绿油生成量大、催化剂循环周期短、反应器易“飞温”的问题，流化床中由于催化剂颗粒间相互剧烈碰撞，造成催化剂的损失、除尘的困难和由于固体颗粒的磨蚀作用，换热构件和反应器的磨损严重的问题。附图说明图1是本专利技术所述的列管式浆态床反应器的结构示意图。图2是本专利技术所述的反应系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术所述的列管式浆态床反应器1，用于高浓度乙炔制备乙烯的反应器。所述列管式浆态床反应器1包括顺序排列的由进气段、列管分布段和扩大段，还包括连通所述列管分布段的上段和下段列管联通区111、108。如图1所示，所述进气段设置在所述列管式浆态床反应器1的底部，所述进气段上设置有气体入口101，用于将反应气体通入所述列管式浆态床反应器1。如图1所示，所述列管分布段设置在所述进气段的上方，所述列管分布段设置有多个列管106，用于所述反应气体在所述列管分布段内发生反应，制备乙烯，所述多个列管106中部设置有上段列管联通区111，所述上段列管联通区111的两端设置有过滤器；多个列管106下部设置有下段列管联通区108，所述下段列管联通108区的一端是卸料口。通常在上段列管联通区的两端设置有两个精密过滤器，主要目的是用来过滤出溶剂，在不停车的情况下，更换和再生反应溶剂。其中，可选地，列管106的直径为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列管式浆态床反应器，用于高浓度乙炔制备乙烯的反应器，其特征在于，所述列管式浆态床反应器包括顺序排列的进气段、列管分布段和扩大段，还包括连通所述列管分布段的上段和下段列管联通区，其中，所述进气段的底部设置有气体入口，用于将反应气体通入所述列管式浆态床反应器；所述列管分布段设置有多个列管，用于所述反应气体在所述列管分布段内发生反应，制备乙烯，所述多个列管中部靠下位置设置有上段列管联通区，所述上段列管联通区的两端设置有过滤器；所述多个列管下部设置有下段列管联通区，所述下段列管联通区的一端设置有卸料口；所述扩大段的顶部设置有气体出口。

【技术特征摘要】
1.一种列管式浆态床反应器，用于高浓度乙炔制备乙烯的反应器，其特征在于，所述列管式浆态床反应器包括顺序排列的进气段、列管分布段和扩大段，还包括连通所述列管分布段的上段和下段列管联通区，其中，所述进气段的底部设置有气体入口，用于将反应气体通入所述列管式浆态床反应器；所述列管分布段设置有多个列管，用于所述反应气体在所述列管分布段内发生反应，制备乙烯，所述多个列管中部靠下位置设置有上段列管联通区，所述上段列管联通区的两端设置有过滤器；所述多个列管下部设置有下段列管联通区，所述下段列管联通区的一端设置有卸料口；所述扩大段的顶部设置有气体出口。2.如权利要求1所述的列管式浆态床反应器，其特征在于，所述列管式浆态床反应器的多个列管与列管之间的区域构成壳程，所述壳程内设置有换热介质。3.如权利要求2所述的列管式浆态床反应器，其特征在于，所述列管分布段的下部侧面设置有换热介质入口，上部侧面设置有换热介质出口，用于将换热介质从所述换热介质入口进入所述壳程，在从所述换热介质出口排出。4.如权利要求1所述的列管式浆态床反应器，其特征在于，所述多个列管底部设置有气体分布器，其上分布有气孔。5.如权利要求4所述的列管式浆态床反应器，其特征在于，所述扩大段的下部侧面设置有溶剂入口，所述下段列管联通区侧面设置有卸料口，用于将溶剂从所述溶剂入口进入所述多个列管，再从所述卸料口排出。6.如权利要求1所述的列管式浆态床反应器，其特征在于，所述扩大段的上端设置有金属除沫器。7.一种反应系统，用于乙炔制备乙烯，其特征在于，所述反应系统包括如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏二强，史雪君，余海鹏，刘周恩，吴黎阳，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11