径向控温反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种径向控温反应器,技术方案包括壳体,所述壳体顶部设气体进口,底部设气体出口,侧壁设冷却水进口和蒸汽出口,所述壳体中段设有壁面开孔的中心集气筒，所述中心集气筒的上端为封闭端，下端与气体出口连通；所述中心集气筒外设有催化剂床层，所述催化剂床层内设有盘管圆筒，所述催化剂床层外套有筒状的气体再分布器，所述气体再分布器的顶面设气体挡板，底面设催化剂支撑环板，所述气体再分布器的下段与壳体之间设环形的密封板；所述盘管圆筒的上端穿过气体挡板与蒸汽出口连通，下端穿过催化剂支撑环板与冷却水进口连通。本实用新型专利技术气体分布均匀、拆装方便、易大型化、使用寿命长、控温效果好。

Radial Temperature Controlled Reactor

The utility model discloses a radial temperature control reactor, which comprises a shell, a gas inlet at the top of the shell, a gas outlet at the bottom, a cooling water inlet and a steam outlet at the side wall, a central gas collector with a wall opening in the middle of the shell, a closed upper end of the central gas collector, and a catalyst bed outside the central gas collector. A coil cylinder is arranged in the catalyst bed layer, and the catalyst bed layer is coated with a cylindrical gas redistributor. The top surface of the gas redistributor is provided with a gas baffle, and the bottom surface is provided with a catalyst supporting ring plate. The lower part of the gas redistributor is provided with an annular sealing plate between the shell; the upper end of the coil tube is connected with the gas baffle plate and the steam outlet, and the lower end is passed through. The catalyst support ring plate is connected with the cooling water inlet. The utility model has the advantages of uniform gas distribution, convenient disassembly and assembly, easy to be large-scale, long service life and good temperature control effect.

【技术实现步骤摘要】
径向控温反应器
本技术涉及一种反应器,具体的说是一种径向控温反应器
技术介绍
净化装置中变换炉内变换气在催化剂作用下反应会产生大量热量，运行控制系统不到位，如果变换炉采用列管式变换炉，催化剂床层阻力降较大，多时控制不好会有超温现象，对变换炉壳体造成伤害。甲醇合成装置甲醇反应器系统，甲醇反应器与汽包间控制系统设置不到位，甲醇反应器同样使用了轴向反应器，其反应床层温度不宜控制，经常超温，减少了催化剂和甲醇反应器的使用寿命，对甲醇反应器安全运行存在影响。合成气制乙二醇技术在工艺包开发、催化剂研发、工程实施、工艺操作方面已逐渐趋于成熟，但乙二醇装置中对控温反应器运行保护、防止反应器产生链式反应导致高温等防护措施还存在改进的地方。同时现有轴式控温反应器难以大型化，床层阻力降大，反应温度难以控制等缺陷。现有的控温反应器系统主要存在以下问题：(1)国内已开车运行的和正在建设的等温变换炉、甲醇反应器、加氢反应器、合成反应器等都是传统列管式轴式反应器，即催化剂装在列管内，气体经换热管内催化反应，气体流向与设备轴向一致。该结构换热管虽布管多，但管径小，装填催化剂量少，若增加换热管长度，就会使床层阻力进一步加大，造成催化反应无法运行。因此项目规模无法大型化，都是几个系列多台反应器组合，导致项目投资较大。(2)反应器合成气入口由于尺寸限制，普通气体分布器无法使合成气分布不均匀，极易导致列管中局部反应过大，催化剂烧结，部分催化剂局部发生链式反应，移热不及时甚至发生爆炸危险。且反应对温度极其敏感，即使很小的温度偏差都会对原料转化率及产物组成产生巨大的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种气体分布均匀、拆装方便、易大型化、使用寿命长、控温效果好的径向控温反应器。技术方案包括壳体,所述壳体顶部设气体进口,底部设气体出口,侧壁设冷却水进口和蒸汽出口,所述壳体中段设有壁面开孔的中心集气筒，所述中心集气筒的上端为封闭端，下端与气体出口连通；所述中心集气筒外设有催化剂床层，所述催化剂床层内设有盘管圆筒，所述催化剂床层外套有筒状的气体再分布器，所述气体再分布器的顶面设气体挡板，底面设催化剂支撑环板，所述气体再分布器的下段与壳体之间设环形的密封板；所述盘管圆筒的上端穿过气体挡板与蒸汽出口连通，下端穿过催化剂支撑环板与冷却水进口连通。所述壳体上段设具有内流道的刚性支撑件，所述盘管圆筒的上端固定在所述刚性支撑件上，并经刚性支撑件的内流道与所述蒸汽出口连通；所述中心集气筒和气体再分布器的上端悬挂在所述刚性支撑件上。所述气体进口处设有进口气体分布器。所述气体再分布器为孔筒式气体分布器或竖管式气体分布器。所述中心集气筒的外圈侧和气体再分布器的内圈侧均设有丝网。所述密封板为扰性密封板。所述刚性支撑件为“十字形”刚性锻件。所述催化剂支撑环板上开有卡板槽，所述盘管圆筒的下端经弹性卡板卡装在卡板槽中。有益效果：1)合成气分布均匀。反应器中设多级分布气，气体以合成气经进口气体分布器和气体再分布器进入催化剂床层，保证进入催化剂床层内气体分布均匀，减小偏流现象，避免局部反应过大而导致移热不均、催化剂烧结等现象。2)控温反应器可以大型化,特别适用于甲醇反应。气体由外向内径向流动，床层厚度一样，气体流经路线相当，提供了传热效率；同时换热管采用绕管形成的盘管圆筒结构，所需换热面积较大时，盘管圆筒长度可以不受限制，为径向控温反应器大型化提供了保证；气体径向流动，实现催化剂床层相线速度由大到小，降低了副反应产物的生成，延长催化剂寿命，降低乙二醇装置的运行成本。3)采用刚性支撑件取代传统固定管板，采取浮动支撑结构，解决了因固定管板带来的反应器大型化难题，如膨胀节、管板尺寸等制约因素。4)提高设备使用寿命。采用盘管圆筒结构，该结构在各个方向可以自由伸缩，有效消除了热应力，保证了换热管及设备的使用寿命。5)催化剂装卸简便。由于催化剂直接填装在中心集气筒和再分布器之间，因此可以从壳体顶部人孔直接装入各同心盘管圆筒环隙之间，卸催化剂只要卸下催化剂支撑网，催化剂就可从下部卸料口卸出即可，易于维护。6)控温反应器下部无积液。由于冷却介质走管程，因此壳体底部气体出口温度较高，确保了下段气相到达的区域温度高于露点，不会形成积液。附图说明图1为本技术用于控制反应系统的系统图。图2为本技术结构示意图。图3为刚性支撑件的结构示意图。图4为弹性卡板和盘管圆筒的安装示意图。其中，R1-轴向控温反应器、D2-汽包、P3-输送水泵、PC-压力阀、LC-自控液位计、1-进口气体分布器、2-丝网、3-刚性支撑件、3.1-内流道、4-支撑筋板、5-中心集气筒、6-气体再分布器、7-催化剂床层、8-气体挡板、9-盘管圆筒、10-催化剂支撑环板、10.1-卡板槽、11-扰性密封板、12-壳体、13-气体进口、14-气体出口、15-冷却水进口、16-蒸汽出口、17-弹性卡板。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步解释说明：参见图2及图3，所述壳体12顶部设气体进口13，所述气体进口处13设有进口气体分布器1,底部设气体出口14,侧壁设冷却水进口15和蒸汽出口16,所述壳体12中段中心设有壁面开孔的中心集气筒5，所述中心集气筒5的上端为封闭端，下端与气体出口14连通；所述中心集气筒5外设有催化剂床层7，所述催化剂床层7内设有盘管圆筒9，所述催化剂床层7外套有筒状的气体再分布器6，所述气体再分布器6的顶面设气体挡板8，底面设催化剂支撑环板10，所述气体再分布器6的下段与壳体12之间设环形的扰性密封板11，所述中心集气筒5的外圈侧和气体再分布器6的内圈侧均设有丝网2；所述盘管圆筒9的上端穿过气体挡板8与所述刚性支撑件3螺纹连接，并经刚性支撑件3的内流道3.1与所述蒸汽出口16连通，所述盘管圆筒9的下端穿过下催化剂支撑环板10与冷却水进口15连通。具体地，所述催化剂支撑环板10上开有卡板槽10.1，所述盘管圆筒9的下端经弹性卡板17卡装在卡板槽中10.1中。所述中心集气筒5和气体再分布器6的上端悬挂在所述刚性支撑件3上。所述刚性支撑件为“十字形”刚性锻件，所述气体再分布器6为孔筒式气体分布器或竖管式气体分布器。所述盘管圆筒9为多根换热管绕制成的多层同心盘管圆筒结构。合成气体从壳体顶部气体进口13进入，经进口气体分布器1一次均匀匀布气后穿过刚性支撑件3被气体挡板8将气体挡分气体再分布器6的周部，由扰性密封板11挡住气体下移，四周气体沿径向经气体再分布外筒6再次分布均匀进入催化剂床层7，与催化剂反应的同时还与管圆筒9进行换热，合成反应的热量由盘管圆筒9内的水气化为蒸汽带走，反应后的合成气再次沿径向经中心集气筒5收集后向下经壳体底部的气体出口14排出。冷却水从冷却水进口15进入与催化剂床层7的合成气间接换热后，蒸汽从盘管圆筒9上端经由刚性支撑件3的内流道3.1送至蒸汽出口16排出。盘管圆筒9之间填充的催化剂由气体挡板8上部盖住、由催化剂支撑环板10下部支撑，并通过中心集气筒5的外圈侧和气体再分布器6的内圈侧的丝网2防止催化剂漏出。所述中心集气筒5、气体再分布器6和盘管圆筒9的上端均悬挂在刚性支撑件3上。作为本技术的应用实施，与高位汽包D2配合使用时，可以进行如下操作：在正常操本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径向控温反应器,包括壳体,所述壳体顶部设气体进口,底部设气体出口,侧壁设冷却水进口和蒸汽出口,其特征在于,所述壳体中段设有壁面开孔的中心集气筒，所述中心集气筒的上端为封闭端，下端与气体出口连通；所述中心集气筒外设有催化剂床层，所述催化剂床层内设有盘管圆筒，所述催化剂床层外套有筒状的气体再分布器，所述气体再分布器的顶面设气体挡板，底面设催化剂支撑环板，所述气体再分布器的下段与壳体之间设环形的密封板；所述盘管圆筒的上端穿过气体挡板与蒸汽出口连通，下端穿过催化剂支撑环板与冷却水进口连通。

【技术特征摘要】
1.一种径向控温反应器,包括壳体,所述壳体顶部设气体进口,底部设气体出口,侧壁设冷却水进口和蒸汽出口,其特征在于,所述壳体中段设有壁面开孔的中心集气筒，所述中心集气筒的上端为封闭端，下端与气体出口连通；所述中心集气筒外设有催化剂床层，所述催化剂床层内设有盘管圆筒，所述催化剂床层外套有筒状的气体再分布器，所述气体再分布器的顶面设气体挡板，底面设催化剂支撑环板，所述气体再分布器的下段与壳体之间设环形的密封板；所述盘管圆筒的上端穿过气体挡板与蒸汽出口连通，下端穿过催化剂支撑环板与冷却水进口连通。2.如权利要求1所述的径向控温反应器,其特征在于,所述壳体上段设具有内流道的刚性支撑件，所述盘管圆筒的上端固定在所述刚性支撑件上，并经刚性支撑件的内流道与所述蒸汽出口连...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐才福，谢德虎，杨巍巍，向冲，房全国，李立东，张志华，李家伟，杨铁桦，魏东波，王明国，赵晋鹏，
申请(专利权)人：中国五环工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42