反应装置及反应系统制造方法及图纸

本公开涉及反应装置技术领域，尤其涉及一种反应装置及反应系统。其中反应装置包括反应器和加热器，反应器包括供反应气进入的进口和用于供反应气在反应器反应生成的产物排出的出口；反应器内部设置有用于催化反应气进行反应的催化剂床层。加热器套设在反应器的外部，加热器的内部设置介质和加热部件，加热部件用于对介质加热，介质的热量用于传递到反应器，促进反应器内部的合成反应。本公开通过换热的方式能够降低反应器内部的温度，避免出现反应器内部的温度过高而出现催化剂床层飞温的问题，解决了无法移除反应热而导致催化剂烧结失活的问题。活的问题。活的问题。

【技术实现步骤摘要】
反应装置及反应系统


[0001]本公开涉及反应装置
，尤其涉及一种反应装置及反应系统。

技术介绍

[0002]针对我国贫油富煤的能源结构特点，开发煤制化学品技术符合国家“煤代油”战略和煤炭清洁高效利用的政策。煤基合成气的定向催化转化是煤炭资源清洁高效利用的重要途径之一。合成气制异丁醇一直是该领域的研究热点。异丁醇目前主要由石油路线中丙烯羰基合成丁辛醇时作为副产品回收，主要用于合成增塑剂，其产能小市场缺口大。因此煤基合成气制异丁醇技术一旦实现工业化将带来巨大的经济效益和社会效益。
[0003]催化剂作为煤基合成气制异丁醇的关键技术，现有催化剂性能评价实验多采用固定床评价装置，反应单元由反应装置和加热炉组成，其反应加热通过加热炉膛内的电加热丝加热反应管，进而给催化剂床层加热，用来达到反应目标温度，但没有移热措施，容易在反应过程中出现催化剂床层飞温而无法有效移除反应热，导致催化剂高温烧结失活。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种反应装置及反应系统。
[0005]本公开提供了一种反应装置，包括：
[0006]反应器，包括供反应气进入的进口和用于供反应气在所述反应器反应生成的产物排出的出口；所述反应器内部设置有用于催化所述反应气反应的催化剂床层；和
[0007]加热器，套设在所述反应器的外部，所述加热器的内部设置有介质和加热部件，所述加热部件用于加热所述介质，所述介质的热量用于传递到所述反应器。
[0008]可选的，所述反应装置还包括腔体，所述腔体位于所述反应器和所述加热器之间，并与所述反应器的外壁接触；
[0009]所述反应器内部的温度达到目标温度之前或达到目标温度时，所述介质的热量用于传递到所述腔体内部的物质，所述腔体内部的物质的热量用于传递到所述反应器；
[0010]所述反应器内部的温度超出目标温度时，所述腔体中通入冷却物质。
[0011]可选的，所述腔体的第一端设置有供所述冷却物质进入的进料口，所述腔体的第二端设置有供所述冷却物质排出的出料口。
[0012]可选的，所述进料口和所述出料口分别设置在所述反应器的中心轴线的两侧。
[0013]可选的，所述冷却物质的进料方向与所述反应气的进气方向相反。
[0014]可选的，所述反应器内部设置有温度检测器，用于检测所述反应器内部的温度。
[0015]可选的，所述加热器设置有用于所述介质进入的入口和用于所述介质排出的排出口。
[0016]可选的，所述加热器的底壁设置有用于搅拌所述介质的搅拌器。
[0017]可选的，所述加热部件包括加热棒，所述加热棒与所述加热器的顶部连接；
[0018]所述加热棒的深度占所述加热器的加热腔的深度的1/2～3/5；
[0019]所述加热棒与所述反应器之间的距离为第一距离，所述加热器内壁与所述反应器之间的距离为第二距离，所述第一距离为所述第二距离的1/3～1/2。
[0020]本公开还提供了一种反应系统，包括：依次连接的进料单元、预混器、预热单元、所述的反应装置、气液分离器以及收集装置。
[0021]本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0022]本公开实施例提供的反应装置包括反应器和加热器，其中反应器包括供反应气进入的进口和用于供反应气在反应器反应生成的产物排出的出口；反应器内部设置有用于催化反应气进行反应的催化剂床层；加热器套设在反应器的外部，加热器的内部设置有介质和加热部件，加热部件用于对介质加热，介质的热量用于传递到反应器，促进反应器内部的合成反应，并且随着加热部件的加热能够使介质持续升温，并升温到反应器的目标温度，利于反应气反应制成产物。由于热量主要通过介质进行传递，因此反应器受热比较均匀，当不需要较高温度时，还可以降低加热部件的温度，从而能够使介质的温度也降低，因此通过换热的方式能够降低反应器内部的温度，避免出现反应器内部的温度过高而出现催化剂床层飞温的问题，解决了无法移除反应热而导致催化剂烧结失活的问题。
附图说明
[0023]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0024]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为现有技术的结构示意图；
[0026]图2为本公开实施例所述反应装置的结构示意图；
[0027]图3为本公开实施例所述于合成异丁醇的系统的流程图。
[0028]其中，
[0029]1、反应装置；11、反应器；111、进口；112、出口；113、催化剂床层；12、加热器；121、介质；122、加热部件；123、搅拌器；13、腔体；131、进料口；132、出料口；2、进料单元；3、预混器；4、预热单元；5、气液分离器；6、收集装置。
具体实施方式
[0030]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0032]现有技术中，如图1所示的反应装置中，反应器2a为带上下封头的不锈钢管，进料方式为上进下出，催化剂床层1a装填在反应器2a内，反应加热通过加热炉膛3a内部的电加
热丝4a加热反应管进而给反应器2a加热，以使达到反应目标温度。这种反应单元设计主要靠加热炉丝4a给反应器2a升温加热，催化剂床层1a和反应器2a管壁以及加热炉膛3a内壁间存在温度梯度，催化剂床层1a温度升温慢，同时这种设计没有很好的移热措施，对于合成气制异丁醇这类强放热反应，容易在反应过程中出现反应器2a内的温度过高而超出目标温度，从而出现催化剂床层1a飞温而无法有效移除反应热，导致催化剂高温烧结失活。
[0033]基于此，本实施例提供一种反应装置1，通过换热的方式能够降低反应器11内部的温度，避免出现反应器11内部的温度过高而出现催化剂床层113飞温的问题，解决了无法移除反应热而导致催化剂烧结失活的问题。
[0034]参照图2所示，本公开实施例提供了一种反应装置1，包括反应器11和加热器12，其中反应器11包括供反应气进入的进口111和用于供反应气在反应器11反应生成的产物排出的出口112；反应器11内部设置有用于催化反应气进行反应的催化剂床层113；加热器12套设在反应器11的外部，加热器12具有加热腔，加热腔的内部设置有介质121和加热部件122，加热部件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应装置，其特征在于，包括：反应器(11)，包括供反应气进入的进口(111)和用于供所述反应气在所述反应器(11)反应生成的产物排出的出口(112)；所述反应器(11)内部设置有用于催化所述反应气反应的催化剂床层(113)；和加热器(12)，套设在所述反应器(11)的外部，所述加热器(12)的内部设置有介质(121)和加热部件(122)，所述加热部件(122)用于加热所述介质(121)，所述介质(121)的热量用于传递到所述反应器(11)。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(1)还包括腔体(13)，所述腔体(13)位于所述反应器(11)和所述加热器(12)之间，并与所述反应器(11)的外壁接触；所述反应器(11)内部的温度达到目标温度之前或达到目标温度时，所述介质(121)的热量用于传递到所述腔体(13)内部的物质，所述腔体(13)内部的物质的热量用于传递到所述反应器(11)；所述反应器(11)内部的温度超出目标温度时，所述腔体(13)中通入冷却物质。3.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于，所述腔体(13)的第一端设置有供所述冷却物质进入的进料口(131)，所述腔体(13)的第二端设置有供所述冷却物质排出的出料口(132)。4.根据权利要求3所述的反应装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜波，马明水，王会升，野田，
申请(专利权)人：新奥天津能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：