反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种反应装置，该反应装置包括反应物料入口、反应产物出口、两个或更多个板式反应器、反应物料分配器以及反应产物收集器。本实用新型专利技术的反应装置具有换热面积大、反应温度可以精确控制、催化剂适应性广、能够模块化安装、制造难度低等优点。

Reaction device

The utility model relates to a reaction device, which comprises a reaction material inlet, a reaction product outlet, two or more plate reactors, a reaction material distributor and a reaction product collector. The reaction device of the utility model has the advantages of large heat exchange area, precise control of reaction temperature, wide adaptability of catalyst, modular installation and low manufacturing difficulty.

【技术实现步骤摘要】
反应装置
本技术涉及一种反应装置；尤其涉及一种包括板式反应器的反应装置，其尤其适用于强放热反应和反应温度窗口窄的反应。
技术介绍
工业反应过程总是伴有一定的热效应，尤其是当反应热效应较大时，传热问题往往是反应器设计和操作的关键。对于一些强放热反应，如硫化氢选择性催化氧化或草酸二甲酯催化加氢制乙二醇反应，需要及时移走反应放出的热量，保持热平衡状态，避免催化剂床层超温或飞温的发生。对于一些反应过程要求的温度窗较窄的反应，比如一氧化碳氧化偶联制草酸二甲酯/制碳酸二甲酯反应，需要实现对反应温度的精确控制。目前工业上广泛使用的管壳式反应器中，催化剂装填在管程或者壳程，换热介质采用水、蒸汽、熔盐或导热油等。这种反应器用在强放热反应过程中存在下列缺点：(1)管径过大会导致冷却面积减小，床层易发生超温或飞温，失去操作状态的稳定性，因此对反应器的最大管径和单塔处理能力有限制；(2)若管壳式反应器的冷却介质温度过低致使催化剂床层沿管壁处过冷，导致催化剂活性较低，从而失去了操作状态的热稳定性，所以对最大传热温差也有限制；(3)催化剂的装填和卸料较为复杂，工作量大；(4)管壳式反应器对催化剂的适应性较弱，不适用于毡形催化剂等非颗粒状催化剂。针对上述缺点，近年来发展起来一种采用热板式换热元件的热板式反应器。热板式反应器虽然避免了管壳式反应器的一些缺点，但仍然存在如下弊端：(1)换热介质进出换热元件的管径受限，无法满足换热介质流量大的情况；(2)催化剂适应性较窄，不适用毡形等非颗粒状催化剂；(3)催化剂装卸复杂，卸载时必须拆卸格栅将催化剂全部卸出，不能局部更换催化剂。综上所述，由于现有的反应器型式难以解决强放热反应过程的移热问题和反应温度的精确控制问题，亟待开发新的反应器型式解决上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本技术的目的是提供一种反应装置，本技术的目的进一步在于提供一种包括板式反应器的反应装置，以克服现有反应装置处理能力有限、反应温度不易控制、催化剂适应性窄、装卸复杂等缺陷。本技术的一个方面在于提供一种反应装置，其可以包括：反应物料入口、反应产物出口；两个或更多个板式反应器，板式反应器具有中空腔体；反应物料分配器，其与板式反应器以及反应物料入口流体连通，并且用于接收反应物料并将其分配至板式反应器；反应产物收集器，其与板式反应器以及反应产物出口流体连通，并且用于接收反应产物并将其输送至反应产物出口。该反应装置具有换热面积大、反应温度可以精确控制、催化剂适应性广、能够模块化安装、制造难度低、减少了部件之间连接数量而易于安装和更换等优点。优选地，本技术的反应装置可以进一步包括换热介质入口和换热介质出口。优选地，本技术的反应装置可以为连续换热式反应装置。优选地，本技术的反应装置的板式反应器的中空腔体可以由至少四块侧板、顶板和底板限定。优选地，顶板和底板相互平行设置。优选地，四块侧板中各自相对的两块侧板可以是平行的。优选地，本技术的反应装置的板式反应器的中空腔体可以为长方体。优选地，本技术的反应装置的板式反应器的尺寸可以相同或不同。优选地，本技术的反应装置的板式反应器可以以放射状排列或平行排列，其中放射状排列为板式反应器从反应装置的中心向四周沿其径向排列，平行排列为板式反应器以其侧板彼此平行地排列放置。优选地，本技术的反应装置的板式反应器的侧板、顶板和底板中的至少一个可以是可打开的，其开口处可以通过卡槽连接，板式反应器主体可以通过焊接形成密闭的中空腔体。优选地，本技术的反应装置的板式反应器的中空腔体内可以具有支撑结构，板与该支撑结构可以采用可拆卸的连接方式，例如法兰连接或螺纹连接。优选地，本技术的反应装置的板式反应器可以装填非颗粒状或颗粒状催化剂。优选地，本技术的反应装置的板式反应器可以装填毡形催化剂。优选地，本技术的反应装置的板式反应器与反应物料分配器以及反应产物收集器均可以采用可拆卸的连接方式进行连接，例如法兰连接或螺纹连接。优选地，本技术的反应装置的反应物料入口可以位于反应装置顶部，所述反应产物出口可以位于反应装置底部。优选地，本技术的反应装置的反应物料分配器和/或反应产物收集器可以采用同心圆环管结构。优选地，本技术的反应装置的反应物料分配器和/或反应产物收集器可以采用两层或多层同心圆环管结构，每一层的同心圆环管个数大于或等于一个，同心圆环管之间通过支管彼此流体连通。优选地，本技术的反应装置的反应物料分配器和/或反应产物收集器可以为固定管板，固定管板上设置有孔。优选地，本技术的反应装置采用的换热介质可以为水，而且反应装置还可以包括汽包，汽包与换热介质入口以及换热介质出口流体连通。优选地，本技术的反应装置可以包括壳体，所述入口及出口设置于壳体上，板式反应器位于壳体内部，换热介质经换热介质入口流入后流经壳程至换热介质出口。优选地，本技术的反应装置的板式反应器底部和/或板式反应器之间可以设置有支撑结构，例如大量独立安装和拆卸的格栅。优选地，本技术的反应装置的板式反应器可以通过一根或多根连接管与反应物料分配器以及反应产物收集器流体连通。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：(1)换热效率高，具有板式反应器的反应装置的换热面积比较大，可以及时移走反应热，并且可以根据反应实际需求增减反应装置中板式反应器的数量。(2)反应温度可以精确控制，换热介质走壳程可以加强流体湍动效果，提高传热系数，从而减小了反应器的径向和轴向温差，适用于反应温度窗较窄的反应体系。(3)催化剂适应性好：板式反应器不仅适用于常见的颗粒状催化剂，还可以装填毡形催化剂等异形催化剂。此外，催化剂的装填方式多样，可以从板式反应器侧面或顶部打开装填，适用的催化剂范围更广。(4)可模块化安装，检测维修方便，板式反应器可以是模块化的标准件，可以独立运输和装卸，从而可以实现催化剂的局部更换，提高反应装置的灵活性。此外，通过设置独立安装和拆卸的格栅或其它支撑结构，方便操作人员进行板式反应器装卸、检测、维修等操作。附图说明本技术的下列附图在此作为本技术的一部分用于理解本技术。附图中示出了本技术的实施例及其描述，用来解释本技术的原理。图1为一种反应装置的示意图；图2a为板式反应器采用侧面打开方式的示意图；图2b为板式反应器采用顶部打开方式的示意图；图3为板式反应器内设置支撑结构的示意图；图4a为一种板式反应器放射状排列的截面示意图；图4b为另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应装置，其特征在于，其包括：/n反应物料入口、反应产物出口；/n两个或更多个板式反应器，所述板式反应器具有中空腔体；/n反应物料分配器，所述反应物料分配器与板式反应器以及反应物料入口流体连通，并且用于接收反应物料并将其分配至所述板式反应器；/n反应产物收集器，所述反应产物收集器与板式反应器以及反应产物出口流体连通，并且用于接收反应产物并将其输送至反应产物出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种反应装置，其特征在于，其包括：
反应物料入口、反应产物出口；
两个或更多个板式反应器，所述板式反应器具有中空腔体；
反应物料分配器，所述反应物料分配器与板式反应器以及反应物料入口流体连通，并且用于接收反应物料并将其分配至所述板式反应器；
反应产物收集器，所述反应产物收集器与板式反应器以及反应产物出口流体连通，并且用于接收反应产物并将其输送至反应产物出口。


2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述反应装置进一步包括换热介质入口和换热介质出口。


3.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于，所述反应装置为连续换热式反应装置。


4.根据权利要求1-3任一项所述的反应装置，其特征在于，所述板式反应器的中空腔体由顶板、底板和至少四块侧板限定。


5.根据权利要求1-3任一项所述的反应装置，其特征在于，所述板式反应器的中空腔体为长方体。


6.根据权利要求1-3任一项所述的反应装置，其特征在于，所述板式反应器尺寸相同或不同。


7.根据权利要求1-3任一项所述的反应装置，其特征在于，所述板式反应器以放射状排列或平行排列。


8.根据权利要求4所述的反应装置，其特征在于，所述板式反应器的侧板、顶板和底板中的至少一个是可打开的。


9.根据权利要求1-3任一项所述的反应装置，其特征在于，所述反应装置包括壳体，所述入口及出口设置于壳体上，所述板式反应器位于壳体内部。


10.根据权利要求1-3任一项所述的反应装置，其特征在于，所述中空腔体内具有支撑结构。


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【专利技术属性】
技术研发人员：曹发海，徐彬，萧锦诚，马宏方，李涛，周晓莹，
申请(专利权)人：易高环保能源研究院有限公司，华东理工大学，
类型：新型
国别省市：中国香港;HK