一种新型氧化偶联制乙烯反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种新型氧化偶联制乙烯反应装置，包括：筒体，所述筒体包括反应腔和耐火层，所述反应腔包括反应气进气口和反应气出气口，氧气进气管，支撑板，催化剂层，急冷装置，所述急冷装置包括入口集流管、出口集流管和急冷管，所述急冷管为蛇形管。其优点在于，在反应腔内设置急冷装置，使950℃的反应气迅速降温至750℃以下，降低高温对催化剂层的影响，避免催化剂性能下降，使得反应腔内的反应器流态分布均匀，提高反应转化率；同时能够解决高温下热应力对材料的影响；结构简单，易于制造、安装，适应性强。

A new type of oxidative coupling reaction device for ethylene production

The utility model relates to a novel oxidation coupling reaction device for ethylene production, which comprises a cylinder body, the cylinder body including a reaction chamber and a fire-resistant layer, the reaction chamber including a reaction gas inlet and a reaction gas outlet, an oxygen inlet pipe, a support plate, a catalyst layer and an quench device, the quench device including an inlet collecting pipe, an outlet collecting pipe and a quench pipe, the quench pipe being a serpentine shape Tube. The utility model has the advantages that the quick cooling device is arranged in the reaction chamber, which can rapidly cool the reaction gas at 950 \u2103 to below 750 \u2103, reduce the influence of high temperature on the catalyst layer, avoid the decline of catalyst performance, make the reactor flow state in the reaction chamber evenly distributed, and improve the reaction conversion rate; at the same time, it can solve the influence of thermal stress on materials at high temperature; the structure is simple, easy to manufacture, install and suitable It should be strong.

【技术实现步骤摘要】
一种新型氧化偶联制乙烯反应装置
本技术涉及化工设备
，尤其涉及一种新型氧化偶联制乙烯反应装置。
技术介绍
目前，从天然气出发制取乙烯的方法有直接法和间接法。直接法有氧化偶联、氯化偶联、直接脱氢法；间接法是先将天然气转化为合成气，再由合成气制烯烃，包括改良F—T法、甲醇裂解制烯烃等方法。从技术、资源利用、环境保护等方面考虑，间接法不是经济合理的选择，而天然气即甲烷氧化偶联制乙烯(OxidativeCouplingofMethane，OCM)是最直接的方法，因此几十年来，OCM一直是世界各国科学家研究的重点。然而，甲烷氧化偶联制乙烯是高温(750～950℃)条件下的快速、强放热反应。反应过程如下：经预热过的甲烷反应气由反应器进口进入，流经反应器，在此过程中，在催化剂的作用下，部分反应气进行氧化偶联，部分转化为乙烯，反应放出的热量使得反应气温度迅速升高，因此反应后的气体需经过换热装置，降低反应气的温度，同时汽包内的锅炉水通过下降管进入反应气换热装置，产生的蒸汽通过上升管返回汽包，然后输送至蒸汽管网。反应中大量反应热的放出，造成催化剂床层温度急速升高，因分布不均匀而产生热点，严重影响催化剂的催化性能，这在本质上导致了OCM过程进行的难度，因此，有效撤走反应热的温度是进行OCM工程化研究的关键问题。而公开的工艺流程中采用了级间换热设备进行反应物热的移除，级间换热设备是类似釜式再沸器的形式，该形式的换热设备换热效率较低，无法快速将反应产物气进行冷却，会导致反应产物气在高温情况下的停留时间增大，乙烯收率相应下降。因此，亟需一种能够使950℃的反应气迅速降温至750℃以下，同时解决高温下热应力对材料的影响的用于偶联制乙烯的反应装置。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种新型氧化偶联制乙烯反应装置。为实现上述目的，本技术采取的技术方案是：一种新型氧化偶联制乙烯反应装置，包括：筒体，所述筒体包括反应腔和耐火层，所述反应腔设置在所述筒体的中部，所述耐火层设置在所述反应腔与所述筒体之间；所述反应腔包括反应气进气口和反应气出气口，所述反应气进气口设置在所述反应腔的第一端，所述反应气出气口设置在所述反应腔的第二端；氧气进气管，所述氧气进气管设置在所述筒体靠近所述反应气进气口的一端，所述氧气进气管与所述反应腔连通，支撑板，所述支撑板设置在所述反应腔的中部；催化剂层，所述催化剂层设置在所述支撑板靠近所述反应气进气口的一端；急冷装置，所述急冷装置设置在所述筒体靠近所述反应气出气口的一端；所述急冷装置包括入口集流管、出口集流管和急冷管，所述入口集流管设置在所述筒体靠近所述反应气出气口的一端的外侧，所述入口集流管设置在所述筒体远离所述反应气出气口的一端的外侧，所述急冷管设置在所述反应腔内，所述急冷管的第一端与所述入口集流管连通，所述急冷管的第二端与所述出口集流管连通；所述急冷管为蛇形管。优选地，还包括：支耳，所述支耳对称设置在所述筒体的外侧。优选地，所述耐火层由刚玉材料制成。优选地，所述支撑板由刚玉材料制成。优选地，所述急冷管为平面蛇形管。优选地，所述急冷管包括至少两个“V”形结构。优选地，所述急冷管为螺旋蛇形管。优选地，所述急冷管的螺旋圈数至少为两圈。优选地，所述急冷管至少为两个。优选地，所述急冷管呈环形排列或呈层状排列。本技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本技术的一种新型氧化偶联制乙烯反应装置，在反应腔内设置急冷装置，使950℃的反应气迅速降温至750℃以下，降低高温对催化剂层的影响，避免催化剂性能下降，使得反应腔内的反应器流态分布均匀，提高反应转化率；同时能够解决高温下热应力对材料的影响；结构简单，易于制造、安装，适应性强。附图说明图1是本技术的一个示意性实施例的示意图。图2是本技术的一个示意性实施例的急冷装置的示意图。图3是本技术的一个示意性实施例的急冷装置的示意图。其中的附图标记为：筒体1；反应腔2；耐火层3；反应气进气口4；反应气出气口5；氧气进气管6；支撑板7；催化剂层8；入口集流管9；出口集流管10；急冷管11；支耳12。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，但不作为本技术的限定。本技术的一个示意性实施例，如图1所示，一种新型氧化偶联制乙烯反应装置，包括筒体1、急冷装置，急冷装置与筒体1连接，用于对筒体1内的反应气进行快速降温。筒体1包括反应腔2和耐火层3，反应腔2设置在筒体1的中部，并且反应腔2贯穿筒体1的上部和下部，耐火层3设置在筒体1和反应腔2之间，即耐火层填充于筒体1的内部，并环绕反应腔2。进一步地，反应腔2呈类纺锤形结构，即反应腔2的上部为梯形圆台形，反应腔2的下部呈倒梯形圆台形，反应腔2的中部呈圆柱形。进一步地，耐火层3由刚玉材料制成，优选的，耐火层3为刚玉砖制成。反应腔2的第一端设置有反应气进气口4，即在反应腔2的顶部设置反应气进气口4。反应腔2的第二端设置有反应气出气口5，即在反应腔2的底部设置反应气出气口5。在筒体1的中上部，即靠近反应腔2的第一端，设置有氧气进气管6，氧气进气管6与反应腔2连通，并且贯穿筒体1的侧表面，用于向反应腔2内输送反应用的氧气。进一步地，氧气进气管6至少为两个，且氧气进气管6呈环形对称设置。在反应腔2的中部，设置有支撑板7，支撑板7与筒体1进行连接。进一步地，支撑板7由刚玉材料制成。进一步地，支撑板7设置在反应腔2的上部与中部的连接处，即设置在反应腔2靠近反应气进气口4的一端。在支撑板7的上部，设置有催化剂层8，且催化剂层8与支撑板7进行可拆卸连接，便于在催化剂层8催化性能下降时进行更换。进一步地，催化剂层8位于反应腔2内，并且催化剂层8具有孔隙结构，便于反应气通过。急冷装置设置在筒体1的下部，即靠近反应气出气口5的一端，并且急冷装置位于支撑板7的下部。急冷装置包括入口集流管9、出口集流管10和急冷管11，入口集流管9设置在筒体1的下部的外侧且靠近反应气出气口5，出口集流管10设置在筒体筒体1的下部的外侧且远离反应气出气口5，急冷管11的第一端与入口集流管9连通，急冷管11的第二端与出口集流管10连通，并且急冷管11为蛇形管。急冷管1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型氧化偶联制乙烯反应装置，其特征在于，包括：/n筒体(1)，所述筒体(1)包括反应腔(2)和耐火层(3)，所述反应腔(2)设置在所述筒体(1)的中部，所述耐火层(3)设置在所述反应腔(2)与所述筒体(1)之间；/n所述反应腔(2)包括反应气进气口(4)和反应气出气口(5)，所述反应气进气口(4)设置在所述反应腔(2)的第一端，所述反应气出气口(5)设置在所述反应腔(2)的第二端；/n氧气进气管(6)，所述氧气进气管(6)设置在所述筒体(1)靠近所述反应气进气口(4)的一端，所述氧气进气管(6)与所述反应腔(2)连通，/n支撑板(7)，所述支撑板(7)设置在所述反应腔(2)的中部；/n催化剂层(8)，所述催化剂层(8)设置在所述支撑板(7)靠近所述反应气进气口(4)的一端；/n急冷装置，所述急冷装置设置在所述筒体(1)靠近所述反应气出气口(5)的一端；/n所述急冷装置包括入口集流管(9)、出口集流管(10)和急冷管(11)，所述入口集流管(9)设置在所述筒体(1)靠近所述反应气出气口(5)的一端的外侧，所述入口集流管(9)设置在所述筒体(1)远离所述反应气出气口(5)的一端的外侧，所述急冷管(11)设置在所述反应腔(2)内，所述急冷管(11)的第一端与所述入口集流管(9)连通，所述急冷管(11)的第二端与所述出口集流管(10)连通；/n所述急冷管(11)为蛇形管。/n...

【技术特征摘要】
1.一种新型氧化偶联制乙烯反应装置，其特征在于，包括：
筒体(1)，所述筒体(1)包括反应腔(2)和耐火层(3)，所述反应腔(2)设置在所述筒体(1)的中部，所述耐火层(3)设置在所述反应腔(2)与所述筒体(1)之间；
所述反应腔(2)包括反应气进气口(4)和反应气出气口(5)，所述反应气进气口(4)设置在所述反应腔(2)的第一端，所述反应气出气口(5)设置在所述反应腔(2)的第二端；
氧气进气管(6)，所述氧气进气管(6)设置在所述筒体(1)靠近所述反应气进气口(4)的一端，所述氧气进气管(6)与所述反应腔(2)连通，
支撑板(7)，所述支撑板(7)设置在所述反应腔(2)的中部；
催化剂层(8)，所述催化剂层(8)设置在所述支撑板(7)靠近所述反应气进气口(4)的一端；
急冷装置，所述急冷装置设置在所述筒体(1)靠近所述反应气出气口(5)的一端；
所述急冷装置包括入口集流管(9)、出口集流管(10)和急冷管(11)，所述入口集流管(9)设置在所述筒体(1)靠近所述反应气出气口(5)的一端的外侧，所述入口集流管(9)设置在所述筒体(1)远离所述反应气出气口(5)的一端的外侧，所述急冷管(11)设置在所述反应腔(2)内，所述急冷管(11)的第一端与所述入口集流管(9)连通，所述急冷管(11)的第二端与所述出口集流管(10)连通；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳明，许式龙，李真泽，李勇，俞雯玥，吴曦，陈超，疏敏，堵祖荫，周莹，王江义，
申请(专利权)人：中石化上海工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31