径向反应器制造技术

本发明专利技术涉及石油化工及煤化工设备技术领域，尤其是涉及一种径向反应器，包括壳体，还包括设置在壳体内的集气筒及外分布器筒，所述外分布器筒套设在集气筒外，所述外分布器筒沿其轴向开设有若干组外分布器孔道组，若干外分布器孔道组包括沿外分布器筒圆周方向分布的若干外分布器孔道组成，所述集气筒沿其轴向开设有若干组集气孔道组，若干集气孔道组包括沿集气筒圆周方向分布的若干集气孔道组成，所述集气孔道组位于相邻两外分布器孔道组之间，将每组集气孔道组设置在相邻两外分布器孔道组之间，气体随着流动方向能够快速进入后流出，进入床层反应气更多，反应效率更高，使得气体轴向分布均匀。向分布均匀。向分布均匀。

【技术实现步骤摘要】
径向反应器


[0001]本专利技术涉及石油化工及煤化工设备
，尤其是涉及一种径向反应器。

技术介绍

[0002]固定床反应器是一种广泛应用于石油化工及煤化工等领域，用于实现液液、气液、液固、气液固等多相反应过程的设备。固定床反应器按流体流动方式可分为轴向反应器和径向反应器。轴向反应器中流体以轴向穿过催化剂床层，在催化剂床层中发生化学反应；径向反应器由两个多孔的同心套筒构成，催化剂颗粒填充在两个套筒之间，流体进入反应器后，沿垂直于反应器轴线的径向通过催化床层，发生化学反应，有较大的流通面积和较短的流动路程，床层压降小。
[0003]由于轴向反应器操作时沿床层压降较大，当装置需要提高产量大型化时，为了保证流体穿过催化剂床层时压降不能过大，反应器轴向高度就不能太高，这样轴向流反应器的直径必须随之增加，直径的增大也必然导致轴向流反应器的筒体更厚更重，制造成本高，运输难度大。轴向反应器床层高度受到床层压降的限制，直径受到设备制造和运输等条件的限制，一般难以大型化，而径向反应器可提高床层轴向高度满足装置低压降条件下的大型化要求。
[0004]在径向反应器中，由于分流、集流流道的流动规律不同，床层两端的压差沿轴向分布不均匀，从而导致径向流反应器温度分布不均匀、热稳定性较差、反应产量低及质量不过关等问题。
[0005]目前，市面上使用的径向反应器类型较多，但在流体均布等问题上并未得到有效改善，典型的径向反应器主要有以下三种。
[0006]Topsφe公司开发的径向流动反应器由催化床内件和耐压的外壳所组成，催化剂装填在内外两多孔圆筒之间的区域，气体在催化床中由外向内径向流动。该反应器允许使用小颗粒催化剂，床层压差小到0.02
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0.03MPa。但是设计过于复杂，径向流动不均匀；且因径向流动，气流速度不断变化，使催化剂不能最大限度地利用。
[0007]MRF(Multi
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stage
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indirect
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cooling type Radial Folw)反应器是日本东洋公司与日本三井化学公司联合开发的一种多段、间接冷却的径向反应器。由受压外壳、一个带中心管的催化剂筐以及与锅炉给水汽化总管和蒸汽集气总管相连接的立式锅炉列管组成。列管排列成若干层同心圆，垂直安装在催化剂床层上，与水平径向流动的合成气相垂直。该反应器的床层阻力小、传热系数高、单程转化率高，催化剂寿命长，但催化剂床层的温度难以控制，沿径向离冷却管越远的催化剂容易出现局部过热。
[0008]Davy径向固定床反应器，由壳体和换热器内件构成，换热器外壳为气体分布器，换热器内筒为气体收集器，壳侧装填催化剂，内置竖直均布的换热管束。反应气由反应器底部进入其中心管，中心管壁上有均匀的分配孔。中心管内的合成气经分配孔沿径向从内到外通过反应器中的催化剂床层，然后汇集于外层的合成气收集器再从反应器出口离开。该反应器的催化剂选择装填在壳侧的方式，具有催化剂装填量大，易于装卸，换热管配置少，投
资省等优点,但催化床层的换热管束均布设计使其外环区域的换热器撤热能力不足，导致反应热不断累积，造成了催化床层外环区域的温度高于其内层温度的现象，其温差也较大。
[0009]由此可见，径向反应器在改善流体均布等问题上还有很大的提升空间，因此，研发一种流体流通面积较大，同时沿轴向分布均匀，可以大幅度提高反应效率的新型径向反应器是非常有必要的。

技术实现思路

[0010]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决传统径向反应器流体沿轴向分布不均匀的问题，现提供了一种径向反应器。
[0011]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种径向反应器，包括壳体，还包括设置在壳体内的集气筒及外分布器筒，所述外分布器筒套设在集气筒外，所述外分布器筒沿其轴向开设有若干组外分布器孔道组，若干外分布器孔道组包括沿外分布器筒圆周方向分布的若干外分布器孔道组成，所述集气筒沿其轴向开设有若干组集气孔道组，若干集气孔道组包括沿集气筒圆周方向分布的若干集气孔道组成，所述集气孔道组位于相邻两外分布器孔道组之间。
[0012]本专利技术将每组集气孔道组设置在相邻两组外分布器孔道组之间，气体随着流动方向能够快速进入后流出，进入床层反应气更多，反应效率更高，使得气体轴向分布均匀。
[0013]为了气体更好分布，进一步地，所述外分布器孔道组沿外分布器筒轴向呈螺旋设置，所述集气孔道组沿集气筒轴向呈螺旋设置。使得进入催化剂床层的气体分布更均匀，从而确保反应气在反应器整个催化剂床层轴向空间内更为均匀分布。
[0014]为了使得气体更好通过外分布器筒进入，进一步地，所述外分布器孔道的中心轴线与外分布器筒的中心轴线相互交叉设置。外分布器孔道与轴线倾斜设置，使得气体进入外分布器孔道形成涡旋，加快气体进入。
[0015]为了使得气体更好通过集气筒排出，进一步地，所述集气孔道的中心轴线与集气筒的中心轴线相互交叉设置。集气孔道与轴线倾斜设置，使得气体进入集气孔道形成涡旋，加快气体排出。
[0016]进一步地，所述集气筒底部设置有圆弧形的气体流出口。可以有效减少催化剂死区，提高反应器的空间利用率，并且使反应后的气体顺利流出反应器。
[0017]本专利技术的有益效果是：1、相比于传统的径向反应器，外分布器筒和集气筒上设置螺旋式交替分布的孔道，且外分布器筒和集气筒上的开孔与其对应的外分布器筒和集气筒的轴线交叉，相比垂直于反应器轴向方向的直接进气的方式，气体进入催化剂床层的速度更快，进入床层的反应气更多，反应效率更高；外分布器筒和集气筒螺旋式均匀开孔的方式，使得进入催化剂床层的气体分布更均匀，从而确保反应气在反应器整个催化剂床层轴向空间内更为均匀分布；
[0018]2、本专利技术采用的集气筒下方的圆弧形气体流出口，出口直径与集气筒的直径一致，有效减少了催化剂死区，提高反应器的空间利用率，使反应后的气体顺利流出反应器。
附图说明
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0020]图1是本专利技术的内部结构示意图；
[0021]图2是图1中A的局部放大图；
[0022]图3是专利技术中外分布器孔道与集气筒孔道之间的结构示意图。
[0023]图中：1、气体出口，2、下支撑板，3、气体流出口，4、反应器壳体，5、上支撑板，6、气体进口，7、换热介质出口，8、催化剂进料口，9、上管板，10、换热管，11、外分布器筒，11
‑
1、外分布器孔道，12、集气筒，12
‑
1、集气筒孔道，13、下管板，14、催化剂卸料口，15、换热介质入口。
具体实施方式
[0024]本专利技术下面结合实施例作进一步详述：
[0025]本专利技术不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本专利技术公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本专利技术的，或者凡是采用本专利技术的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本专利技术的保护范围。需要说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种径向反应器，包括壳体(4)，其特征在于：还包括设置在壳体(4)内的集气筒(12)及外分布器筒(11)，所述外分布器筒(11)套设在集气筒(12)外，所述外分布器筒(11)沿其轴向开设有若干组外分布器孔道(11
‑
1)组，若干外分布器孔道(11
‑
1)组包括沿外分布器筒(11)圆周方向分布的若干外分布器孔道(11
‑
1)组成，所述集气筒(12)沿其轴向开设有若干组集气孔道(12
‑
1)组，若干集气孔道(12
‑
1)组包括沿集气筒(12)圆周方向分布的若干集气孔道(12
‑
1)组成，所述集气孔道(12
‑
1)组位于相邻两外分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆怡，王园春，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：