一种列管式反应器制造技术

本申请提供一种列管式反应器，其包括：反应器箱体，间隔设置在所述反应器箱体内的多根列管，设置在所述反应器箱体上的热交换介质入口和热交换介质出口，以及位于所述热交换介质入口和热交换介质出口之间的一个或多个折流板，设置在所述反应器箱体的上部的反应器出口，气体进料单元和液体进料单元，以及气体分布器。本发明专利技术的列管式反应器采用气液分腔进料，提出采用切线进料加挡板调节进料的方式，实现了气液均匀分布到每根管中，消除了液腔中的死区和滞留层，避免了进料自聚爆炸隐患。

A tubular reactor

【技术实现步骤摘要】
一种列管式反应器
本申请涉及反应器领域，具体地涉及一种列管式反应器，更具体地涉及一种列管式固定床催化反应器。
技术介绍
列管式反应器由许多很细的反应管组成，这些反应管内装有催化剂，成为固定床反应器。列管式反应器多用于强放热反应、强吸热反应等反应进行很快的情况，可用于碳酸乙烯酯的制备。用该类型设备制备碳酸乙烯酯目前的进料方式主要是气液均从底腔同腔进料，易导致液体分布不均。如何解决羰基化反应气液固三相反应气液分布不均、局部流动滞止、热量传递较慢、反应效率较低是生产碳酸乙烯酯的工程设计难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是现有技术中存在的如下问题：(1)气液流场/温度分布不均匀导致热量分布不均造成局部飞温或反应不全，影响催化剂使用寿命和产品收率；(2)气液分腔进料局部沟流引起液腔中气体进料形成死区和滞留层，高温下可燃气体原料容易发生自聚存在爆炸隐患。本专利技术提出了一种用于固载化催化的气液固多相固定床列管式反应器，通过合理优化设计反应器气液分腔进料位置及方式、气体分布器结构、固相床层结构、内部导流构件和整体外部构型，实现了该反应器内床层结构、流体流动和化学反应间的高度匹配和协同促进效应，适合于大规模工业化应用的特点。本申请提供一种列管式反应器，其包括：反应器箱体，间隔设置在所述反应器箱体内的多根列管，设置在所述反应器箱体上的热交换介质入口和热交换介质出口，以及位于所述热交换介质入口和热交换介质出口之间的一个或多个折流板，在所述热交换介质入口和热交换介质出口之间形成壳程，设置在所述反应器箱体的上部的反应器出口，所述反应器出口与所述多根列管的管内部流体相通；设置在所述反应器箱体的下部的气体进料单元和液体进料单元，所述液体进料单元与所述多根列管的管内部流体相通，所述液体进料单元位于气体进料单元的上部；气体分布器，所述气体分布器将所述液体进料单元与所述气体进料单元间隔开，所述气体分布器中设有多个轴向通孔，以使所述液体进料单元与所述气体进料单元流体相通。在一种实施方式中，所述气体进料单元包括位于所述气体分布器下面的气体进口，以及位于所述反应器底部的气腔排液口。在一种实施方式中，所述液体进料单元包括液体进料腔，位于所述反应器壁的液体切线进料口，以及挡板。在一种实施方式中，所述挡板安装于所述液体进料腔顶部，并距离液体进料腔底部5～50mm。在一种实施方式中，所述多根列管设置在带有通孔的安装盘上，通过所述带有通孔的安装盘，所述液体进料单元的液体进料腔与所述多根列管的管内部流体相通。在一种实施方式中，所述多根列管内填充有固载化催化剂。在一种实施方式中，所述多根列管为竖直列管结构，所述列管内径为10～50mm。在一种实施方式中，所述列管的长度为2～30m。在一种实施方式中，所述列管的间距为5～60mm。在一种实施方式中，所述折流板的数目为1～50个。本专利技术的列管式反应器采用气液分腔进料，提出采用切线进料加挡板调节进料的方式，实现了气液均匀分布到每根管中，消除了液腔中的死区和滞留层，避免了进料自聚爆炸隐患；采用换热管设计，解决了诸如碳酸乙烯酯的制备过程中羰基化反应气液固三相反应气液分布不均、局部流动滞止、热量传递较慢、反应效率较低的工程设计难题；本专利技术的反应器可以采用固载催化剂，可以使得催化剂不会被反应产物带出，避免了传统均相催化剂与产物例如碳酸乙烯酯分离的工序，降低了工艺能耗，简化了工艺流程。附图说明图1示出本申请列管式反应器的结构示意图。具体实施方式下面根据具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。本专利技术的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本专利技术。如图1所示，本申请提供的一种列管式反应器包括：反应器箱体20，间隔设置在所述反应器箱体20内的多根列管8，设置在所述反应器箱体20上的热交换介质入口10和热交换介质出口7，以及位于所述热交换介质入口10和热交换介质出口7之间的一个或多个折流板9，在所述热交换介质入口10和热交换介质出口7之间形成壳程，设置在所述反应器箱体20的上部的反应器出口6，所述反应器出口6与所述多根列管8的管内部流体相通；设置在所述反应器箱体的下部的气体进料单元和液体进料单元，所述液体进料单元与所述多根列管的管内部流体相通，所述液体进料单元位于气体进料单元的上部；气体分布器3，所述气体分布器3将所述液体进料单元与所述气体进料单元间隔开，所述气体分布器中设有多个轴向通孔，以使所述液体进料单元与所述气体进料单元流体相通。在本申请的列管式反应器中，反应器箱体20可以呈圆柱体形状，用于容纳各列管，并作为壳程流体的容器。在本申请的列管式反应器中，在所述反应器箱体20内间隔设置有多根列管8。优选地，所述列管式反应器中多根列管8为竖直列管结构。可以根据需要选择列管的内径、长度、间距以及根数等。在一种实施方式中，列管内径为10～50mm，长度为2～50m，间距为12～60mm，数目为100～5000根，优选200-2500根，例如1000-3000根。采用这样的列管布局对于碳酸乙烯酯等的制备反应以及磺化反应等也是特别有利的。在一种实施方式中，所述多根列管设置在带有通孔的安装盘21上，通过所述带有通孔的安装盘21，所述液体进料单元的液体进料腔与所述多根列管8的管内部流体相通。在本申请的列管式反应器中，在所述反应器箱体20上设置有热交换介质入口10和热交换介质出口7，以及在所述热交换介质入口10和热交换介质出口7之间设置有一个或多个折流板9，在所述热交换介质入口10和热交换介质出口7之间形成壳程。可以从热交换介质入口10通入换热介质，并从热交换介质出口7将换热介质引出反应器，从而可以快速引出反应过程产生的热量。在一种实施方式中，折流板9的数目可以为1～50，优选5～30，更优选10～20。每块折流板可以等距或者不等距设置在反应器箱体内，与反应器箱体的轴向呈90°角度。在本申请中，在所述反应器箱体的下部设置有气体进料单元和液体进料单元，所述液体进料单元与所述多根列管的管内部流体相通。而且，为了便于将液体进料输送到列管内，所述液体进料单元位于气体进料单元的上部，使得通过气流上升将液体进料一起引入到各列管中。在本申请中，还包括气体分布器3，所述气体分布器3将所述液体进料单元与所述气体进料单元间隔开。所述气体分布器3中设有多个轴向通孔，以使所述液体进料单元与所述气体进料单元流体相通。在一种实施方式中，这些通孔贯通气体分布器3的轴向方向，使得从气体分布器3下部输入的气体进料能够通过这些通孔进入到液体进料腔，并进而带动所述液体进料一起进入到各反应列管中。在一种实施方式中，在气体分布器3中的通孔均匀分布，以确保能够均匀地将气体进料输入到液体进料腔，进而保证每根管内气量分布均衡。该气体分布器3具有一定的厚度(即轴向方向的高度)，可以为0.02-0.5m，例如0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列管式反应器，其特征在于，所述列管式反应器包括：/n反应器箱体，/n间隔设置在所述反应器箱体内的多根列管，/n设置在所述反应器箱体上的热交换介质入口和热交换介质出口，以及位于所述热交换介质入口和热交换介质出口之间的一个或多个折流板，在所述热交换介质入口和热交换介质出口之间形成壳程，/n设置在所述反应器箱体的上部的反应器出口，所述反应器出口与所述多根列管的管内部流体相通；/n设置在所述反应器箱体的下部的气体进料单元和液体进料单元，所述液体进料单元与所述多根列管的管内部流体相通，所述液体进料单元位于气体进料单元的上部；/n气体分布器，所述气体分布器将所述液体进料单元与所述气体进料单元间隔开，所述气体分布器中设有多个轴向通孔，以使所述液体进料单元与所述气体进料单元流体相通。/n

【技术特征摘要】
1.一种列管式反应器，其特征在于，所述列管式反应器包括：
反应器箱体，
间隔设置在所述反应器箱体内的多根列管，
设置在所述反应器箱体上的热交换介质入口和热交换介质出口，以及位于所述热交换介质入口和热交换介质出口之间的一个或多个折流板，在所述热交换介质入口和热交换介质出口之间形成壳程，
设置在所述反应器箱体的上部的反应器出口，所述反应器出口与所述多根列管的管内部流体相通；
设置在所述反应器箱体的下部的气体进料单元和液体进料单元，所述液体进料单元与所述多根列管的管内部流体相通，所述液体进料单元位于气体进料单元的上部；
气体分布器，所述气体分布器将所述液体进料单元与所述气体进料单元间隔开，所述气体分布器中设有多个轴向通孔，以使所述液体进料单元与所述气体进料单元流体相通。


2.根据权利要求1所述的列管式反应器，其特征在于，所述气体进料单元包括位于所述气体分布器下面的气体进口，以及位于所述反应器底部的气腔排液口。


3.根据权利要求1所述的列管式反应器，其特征在于，所述液体进料单元包括液体进...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建民，刘兆滨，董振鹏，顾晓华，田威，俞欢，
申请(专利权)人：江苏奥克化学有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32