一种甲醇合成卧式化学反应器制造技术

本发明专利技术涉及化学工程技术领域，具体为一种甲醇合成卧式化学反应器，包括罐体，所述罐体一端开设有冷凝进料口，所述罐体另一端的侧壁上开设有冷凝出料口，所述罐体的中部侧壁上对称开设有进气口和出气口，所述罐体的侧壁上对称开设有多个卸料口，所述罐体内部安装有多根冷凝管，所述冷凝管支架两侧均安装有挡板二，所述罐体的外侧壁上安装有用于单独装卸罐体上半部或下半部催化剂的旋转装置，所述罐体内部安装有用于辅助催化剂快速卸料的卸料装置。本发明专利技术通过隔板将反应器内部的催化剂分为上下两层，再通过旋转装置旋转反应器，将上半部的催化剂及时更换掉，以解决靠近进气口的催化剂消耗速率过快影响生产的问题。剂消耗速率过快影响生产的问题。剂消耗速率过快影响生产的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇合成卧式化学反应器


[0001]本专利技术涉及化学工程
，具体为一种甲醇合成卧式化学反应器。

技术介绍

[0002]甲醇可广泛应用于制药、农业、制造业等工业，也是煤原料化工业的中间产品。甲醇作为具有较强基础性化工产品，处于能源匮乏的当下，在需求量日益增加的同时，还促成了繁盛的“甲醇经济”。
[0003]目前工业以煤、焦炭作为生产甲醇原料，再以氧气、蒸汽或二氧化碳为气化剂，在气化炉内高温不完全燃烧生成甲醇原料气。净化后的原料气，通过升压后在铜基催化剂作用下，在合成反应器内合成甲醇。原料气在催化剂合成甲醇时会产生大量的热，因此反应器内部会有大量的冷凝管用于降温，防止反应器内部温度过高导致铜基催化剂失活。但是根据《林达大型卧式水冷甲醇合成塔开发应用及前景展望》可以了解到，反应器内部的放热并不均匀，原料气的反应速率会在床层深度的10％
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20％达到顶峰，因此在这个位置会释放更多的热量。因此现有的甲醇反应器会根据这种现象排布冷凝管的数量和位置，如林达公司的卧式水冷甲醇反应器，其反应器在靠近原料气进气口的位置采用多而密的布管形式，其余位置则采用少布管的形式。
[0004]但是在反应器工作一段时间后，其内部靠近进气口的催化剂会率先被还原成单质铜，因此原料气的最快反应速度的位置会逐渐往床层更深处移动，当原料气的最快反应速度的位置移动至冷凝管布管较少的位置时，反应器内部的温度不能及时下降，则会影响甲醇合成的速度和质量。
[0005]为此，提出一种甲醇合成卧式化学反应器。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种甲醇合成卧式化学反应器，通过隔板将反应器内部的催化剂分为上下两层，再通过旋转装置将反应器上部旋转向下，将上半部的催化剂及时更换掉，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种甲醇合成卧式化学反应器，包括：
[0009]罐体，所述罐体一端开设有用于冷凝介质进入的冷凝进料口，所述罐体另一端的侧壁上开设有用于排出冷凝介质的冷凝出料口，所述罐体的中部侧壁上对称开设有用于原料气进出的进气口和出气口，且进气口与冷凝出料口位于同一侧，所述罐体的侧壁上对称开设有多个卸料口，所述卸料口上转动安装有挡板一；
[0010]冷凝管支架，所述罐体内部对称安装有两个冷凝管支架，所述冷凝管支架上固定安装有多根冷凝管，且冷凝管支架靠近进气口的上半部的冷凝管更多更密，所述冷凝管支架靠近进气口和出气口的两侧均安装有挡板二，所述挡板二上开设有多个通孔。
[0011]正常生产时，催化剂位于上下两块挡板二和左右两块冷凝管支架之间，原料气从
进气口进入罐体，经过挡板二的阻挡后往四周扩散，并在压力的作用下原料气穿过挡板上的通孔往出气口方向移动，在移动的过程中原料气经过催化剂并在催化剂的作用下反应生产甲醇和大量热量，最后甲醇气体从出气口离开罐体，为了防止催化剂在高温下失活，冷凝介质从冷凝进料口进入罐体，冷凝介质穿过冷凝管时进行了冷热交换，将原料气反应生成甲醇时产生的热量带离罐体，最后冷凝介质从冷凝出料口离开罐体。
[0012]优选的，所述罐体下方安装有底座，所述底座的四个角固定安装有支撑柱，所述支撑住上固定安装有托轮支架，所述托轮支架上转动安装有托轮，且托轮与罐体相切，所述罐体外侧壁上两个防偏移滑槽，每个所述防偏移滑槽均与底座同侧的两个托轮相互配合，所述托轮两端侧壁上转动安装有滚珠，所述罐体外侧壁上固定安装有齿圈，所述齿圈仅半圈开设有齿，所述底座上固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端通过联轴器与减速箱的输入轴连接，所述减速箱固定连接在底座上，所述底座上固定安装有凸台，所述凸台上固定安装有齿轮支撑架，所述齿轮支撑架上转动安装有齿轮，且齿轮与齿圈相互配合，所述齿轮通过联轴器与减速箱输出轴连接，所述冷凝管支架中部安装有隔板，所述隔板上开设有多个通孔。
[0013]当罐体需要旋转时，先断开与冷凝进料口、冷凝出料口、进气口和出气口相连管道的连接，启动伺服电机，伺服电机可以精准的控制罐体的转动，伺服电机通过减速箱带动齿轮转动，齿轮则带动与齿轮相互啮合的齿圈转动，齿圈带动罐体同步转动。齿圈只有半圈设有齿，当罐体旋转180
°
后会齿轮齿圈会锁止，避免伺服电机停止后罐体因惯性继续转动。罐体转动时，罐体下方的两两一对的托轮会进行相反的转动，使罐体可以在原地进行转动。旋转完成后，作业员变可以打开卸料口，将隔板下半部已经消耗掉的催化剂更换掉，避免罐体内部发热集中点往下转移从而导致生产效率的下降。
[0014]为了防止罐体在旋转时发生径向移动，在罐体外侧壁上开设有两个防偏移滑槽，每对托轮均在防偏移滑槽内转动。在托轮的两端侧壁上转动安装了滚珠，使托轮与防偏移滑槽之间从滑动摩擦改为滚动摩擦，减小两者的磨损，延长两者的使用寿命。
[0015]优选的，所述罐体内侧壁上对称固定安装有气缸支撑架，所述气缸支撑架上安装有高温气缸，所述罐体侧壁上开设有多个用于高温气缸输出端往复运动的通孔，每侧所述挡板二分为对称的两块，所述挡板二转动安装在挡板一上，所述高温气缸输出端与挡板二转动连接。
[0016]将每一块挡板二分为两块并且转动安装在冷凝管支架上，再将每块挡板二与高温气缸输出端转动连接，这样可以通过控制高温气缸输出端地伸缩来控制挡板二地开合，当正常生产时，高温气缸输出端伸出，挡板二保持关闭状态，当停机装卸催化剂时，高温气缸输出端收缩，挡板二保持打开状态，并且上下两侧的高温气缸是分开控制，因此两侧挡板二的开合也是分开控制的。罐体内部原料气体在被催化时会产生大量的热，部分热量会从气缸输出端传递至气缸主体，一般的常温气缸工作环境在5
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70℃，若使用常温气缸在罐体外侧工作，常温气缸密封圈可能会软化，造成密封性不足的情况，而高温气缸的最高环境工作温度可以达到800℃，因此使用高温气缸可以避免常温气缸漏气的问题，
[0017]优选的，所述罐体靠近挡板二两侧的内侧壁上开设有斜坡。
[0018]罐体的内侧壁上开设有斜坡，斜坡位于冷凝管支架之间且宽度小于等于卸料口直径，斜坡都是往卸料口倾斜，因此在卸掉催化剂时，大部分催化剂能从卸料口排出，减少人
工清理催化剂的时间，提高装卸催化剂的效率。
[0019]优选的，所述冷凝进料口、冷凝出料口、进气口和出气口处安装有当需要旋转罐体时将罐体内液体区完全封闭的常闭电磁阀，每个所述常闭电磁阀均与伺服电机电性连接。
[0020]由于部分催化剂之间的相互接触，导致无法与原料气接触，不能被还原成单质铜，因此在冷凝进料口、冷凝出料口、进气口和出气口处安装常闭电磁阀，正常生产时，打开常闭电磁阀的电源，使常闭电磁阀变为通路，使得原料气和冷凝介质可以正常流通，当催化剂使用了一段时间后，断开常闭电磁阀的电源，并断开管道连接，此时常闭电磁阀处于短路状态，打开挡板二，往复旋转罐体180
°
，使得管体内的催化剂可以翻转，翻转完后闭合挡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇合成卧式化学反应器，包括：罐体(1)，所述罐体(1)一端开设有用于冷凝介质进入罐体(1)的冷凝进料口(101)，所述罐体(1)另一端的侧壁上开设有用于排出冷凝介质的冷凝出料口(102)，所述罐体(1)的中部侧壁上对称开设有用于原料气进出的进气口(103)和出气口(104)，且进气口(103)与冷凝出料口(102)位于同一侧，所述罐体(1)的侧壁上对称开设有多个卸料口(105)，所述卸料口(105)上转动安装有挡板一(2)；冷凝管支架(3)，所述罐体(1)内部对称安装有两个冷凝管支架(3)，所述冷凝管支架(3)上固定安装有多根冷凝管(4)，且冷凝管支架(3)靠近进气口(103)的上半部的冷凝管(4)更多更密，所述冷凝管支架(3)靠近进气口(103)和出气口(104)的两侧均安装有挡板二(5)，所述挡板二(5)上开设有多个通孔；其特征在于，还包括：旋转装置，所述罐体(1)的外侧壁上安装有用于单独装卸罐体(1)上半部或下半部催化剂的旋转装置；卸料装置，所述罐体(1)内部安装有用于辅助旋转装置快速卸料的卸料装置。2.根据权利要求1所述的一种甲醇合成卧式化学反应器，其特征在于：所述旋转装置包括安装在罐体(1)下方的底座(6)，所述底座(6)的四周固定安装有支撑柱(7)，所述支撑住上固定安装有托轮支架(8)，所述托轮支架(8)上转动安装有托轮(9)，且托轮(9)与罐体(1)相切，所述罐体(1)外侧壁上两个防偏移滑槽(23)，每个所述防偏移滑槽(23)均与底座(6)同侧的两个托轮(9)相互配合，所述罐体(1)外侧壁上固定安装有齿圈(10)，所述底座(6)上固定安装有伺服电机(11)，所述伺服电机(11)的输出端通过联轴器与减速箱(12)的输入轴连接，所述减速箱(12)固定连接在底座(6)上，所述底座(6)上固定安装有凸台(13)，所述凸台(13)上固定安装有齿轮支撑架(14)，所述齿轮支撑架(14)上转动安装有齿轮(15)，且齿轮(15)与齿圈(10)相互配合，所述齿轮(15)通过联轴器与减速箱(12)输出轴连接，所述冷凝管支架(3)中部安装有隔板(20)，所述隔板(20)上开设有多个通孔。3.根据权利要求2所述的一种甲醇合成卧式化学反应器，其特征在于：所述齿圈(10)仅半圈开设有齿。4.根据权利要求2所述的一种甲醇合成卧式化学反应器，其特征在于：所述托轮(9)两端侧壁上转动安装有滚珠(18)。5.根据权利要求1所述的一种甲醇合成卧式化学反应器，其特征在于：所述卸料装置包括对称固定安装在罐体(1)内侧壁的气缸支撑架(16)，所述气缸支撑架(16)上安装有高温气...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪炜，王俊，
申请(专利权)人：汪炜，
类型：发明
国别省市：