The present invention relates to an axial-radial reactor for the synthesis of dimethyl oxalate by CO carbonylation coupling, which includes a pressure shell and heat exchange internals. The pressure shell comprises an upper head, a cylinder and a lower head connected in turn. The inner part of the cylinder is arranged with a gas redistributor and a gas collector in turn from outside to inside along the radial direction. The space inside the upper head forms a gas return chamber, and the outer wall of the gas redistributor. There is a gap between the inner wall of the cylinder and the inner wall of the cylinder to form an upward passage of feed gas. The feed gas enters the pressure shell through the inlet of the gas, and then distributes evenly through the gas distributor to the inner part of the pressure shell. Most of the gas enters the catalyst bed through the gas redistributor, and a small amount of gas enters the gas reentry chamber through the upward passage of the feed gas, and then enters the catalyst bed axially. The product gas flow passes through the gas collector and then flows out of the reactor. Compared with the prior art, the invention has the advantages of high heat transfer efficiency, low pressure, high space utilization ratio of the reactor and convenient loading of the catalyst.
【技术实现步骤摘要】
一种用于CO羰化偶联合成草酸二甲酯的轴径向反应器
本专利技术涉及化工设备领域,具体涉及一种用于CO羰化偶联合成草酸二甲酯的轴径向反应器。
技术介绍
目前,合成气经草酸二甲酯生产乙二醇的工艺已经广泛工业化,其中CO羰化偶联合成草酸二甲酯的反应是该工艺的关键技术之一。其中关键反应是CO与亚硝酸甲酯在反应温度为110-150℃,反应压力为1-4atm的条件下发生羰化偶联反应生成草酸二甲酯。该反应为不可逆放热反应,反应速率快,反应放热量大。因此对羰化反应器的移热效率要求较高;同时由于操作压力小,对催化剂的大小和装填要求较高,一旦压降明显升高会导致压缩机轴功率增加,能耗增加。目前,传统的合成气制乙二醇工业装置中的羰化反应器均采用换热式列管式反应器的型式,气体由顶部进入,自上而下轴向穿过催化剂床层,反应后的气体自下部出口离开反应器,同时反应器有配套的汽包控制壳层中加压水的温度来控制反应器的温度。由于平滑管壁的传热系数小,而羰化反应的反应速率快、放热量大,循环水的移热速度一旦滞后或移热能力不能匹配,会导致反应温度骤升,导致原料亚硝酸甲酯在高温下热分解或在催化剂作用下催化分解,明显降低MN的转化率及草酸二甲酯的收率,而且极大的增加了反应系统的安全性风险。同时,由于轴向存在较大温差,不同高度催化剂的工作温度显著不同,无法激活所有催化剂在最优温度区间下的最优性能,因而也浪费了反应器的有效容积。同时,从工程上考虑,由于压降的因素,列管的长度必须在一定范围内,同时从运输角度考虑反应器的直径不能过大,因此单台列管式反应器的处理量也受到极大限制,实现列管式反应器的大型化存在诸多困难。 ...
【技术保护点】
1.一种用于CO羰化偶联合成草酸二甲酯的轴径向反应器,包括承压壳体和换热内件(12),所述的承压壳体包括依次连接的上封头(15)、筒体(8)和下封头(16),所述的上封头(15)和下封头(16)上分别设有气体进口(2)和气体出口(14),其特征在于,所述的筒体(8)内部沿径向从外到内依次设有气体再分布器(10)和气体收集器(11),所述的气体再分布器(10)由多孔网筒构成,气体再分布器(10)的外侧壁与筒体(8)内侧壁之间隔有空隙,形成原料气上升通道(9),上封头(15)内部设有与原料气体上升通道(9)连通的气体折返腔(17),气体再分布器(10)的顶部设有罩网,底部设有底板(18),所述的气体收集器(11)为一具有顶盖(7)的圆筒,该圆筒的顶盖(7)穿出罩网,底端开口并与气体出口(14)相连通,底板(18)与罩网之间的圆筒的下部侧壁设有多个开孔,所述的换热内件(12)设置在气体再分布器(10)和气体收集器(11)之间的空间内,该空间内的间隙用于装填催化剂(19)。
【技术特征摘要】
1.一种用于CO羰化偶联合成草酸二甲酯的轴径向反应器,包括承压壳体和换热内件(12),所述的承压壳体包括依次连接的上封头(15)、筒体(8)和下封头(16),所述的上封头(15)和下封头(16)上分别设有气体进口(2)和气体出口(14),其特征在于,所述的筒体(8)内部沿径向从外到内依次设有气体再分布器(10)和气体收集器(11),所述的气体再分布器(10)由多孔网筒构成,气体再分布器(10)的外侧壁与筒体(8)内侧壁之间隔有空隙,形成原料气上升通道(9),上封头(15)内部设有与原料气体上升通道(9)连通的气体折返腔(17),气体再分布器(10)的顶部设有罩网,底部设有底板(18),所述的气体收集器(11)为一具有顶盖(7)的圆筒,该圆筒的顶盖(7)穿出罩网,底端开口并与气体出口(14)相连通,底板(18)与罩网之间的圆筒的下部侧壁设有多个开孔,所述的换热内件(12)设置在气体再分布器(10)和气体收集器(11)之间的空间内,该空间内的间隙用于装填催化剂(19)。2.根据权利要求1所述的一种用于CO羰化偶联合成草酸二甲酯的轴径向反应器,其特征在于,气体收集器(11)上设有开孔的圆筒侧壁的长度为气体再分布器(10)长度的30%~90%。3.根据权利要求1所述的一种用于CO羰化偶联合成草酸二甲酯的轴径向反应器,其特征在于,圆筒的下部侧壁的开孔为规则均匀开孔,设有开孔的圆筒侧壁外套设有可旋转的金属丝网。4.根据权利要求1或3所述的一种用于CO羰化偶联合成草酸二甲酯的轴径向反应器,其特征在于,所述的多孔网筒为不规则开孔多孔网筒,由上至下孔径依次增大,开孔间隔依次缩小。5.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员:毛彦鹏,张博,骆念军,计扬,
申请(专利权)人:上海浦景化工技术股份有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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