列管式反应器及其在二氧化碳催化加氢制备化学品中的应用制造技术

本发明专利技术涉及反应器领域，公开了一种列管式反应器及其在二氧化碳催化加氢制备化学品中的应用。所述列管式反应器包括反应器箱体以及若干个设置在所述反应器箱体内的反应管，所述反应管包括内管以及套设于所述内管外侧的外管，所述内管中填充有催化剂，所述内管和所述外管之间填充有惰性填料。该列管式反应器可以有效避免二氧化碳催化加氢制备化学品过程中产生的水所造成的催化剂活性降低等问题，提升二氧化碳催化加氢制备化学品的反应效率，提升化学品的产量。化学品的产量。化学品的产量。

【技术实现步骤摘要】
列管式反应器及其在二氧化碳催化加氢制备化学品中的应用


[0001]本专利技术涉及反应器领域，具体涉及一种列管式反应器及其在二氧化碳催化加氢制备化学品中的应用。

技术介绍

[0002]二氧化碳催化加氢制备化学品技术作为重要的CO2资源化利用技术，因其能够以CO2作为原料经过催化反应形成甲醇、乙醇、甲酸或汽油等高附加值燃料或化学品得到众多研究学者的关注，二氧化碳加氢制备化学品技术一方面能够很好的实现二氧化碳的减排，另一方面通过该技术制备得到的化学品能够减轻目前对于化石燃料的依赖，增加二氧化碳的再利用价值。
[0003]目前，二氧化碳催化加氢制备化学品技术通常采用列管式反应器作为反应单元，但是在二氧化碳催化加氢的反应过程中，其反应过程中不可避免地会产生大量的水蒸汽，并且反应产生的水蒸汽很难从整个反应体系中去除，从而导致所使用二氧化碳催化加氢的催化剂容易失活，降低催化剂的催化活性，并且对二氧化碳催化加氢制备化学品的产率以及反应效率造成不利影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的二氧化碳加氢制备化学品的过程中产生的水容易造成催化剂失活等问题，提供一种列管式反应器及其在二氧化碳催化加氢制备化学品中的应用，该列管式反应器可以有效避免二氧化碳催化加氢制备化学品过程中产生的水蒸汽所造成的催化剂活性降低等问题，提升二氧化碳催化加氢制备化学品的反应效率，提升化学品的产量。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种列管式反应器，所述列管式反应器包括反应器箱体以及若干个设置在所述反应器箱体内的反应管，所述反应管包括内管以及套设于所述内管外侧的外管，所述内管中填充有催化剂，所述内管和所述外管之间填充有惰性填料；
[0006]优选地，所述内管与外管连通设置。
[0007]优选地，所述内管为刚性丝网。
[0008]优选地，所述刚性丝网选自刚性铁丝网、刚性钛丝网或刚性钢丝网中的一种。
[0009]优选地，所述外管为渗透汽化膜。
[0010]优选地，所述渗透汽化膜选自PVA膜、PI膜和PVA/PAN复合膜中的一种。
[0011]优选地，所述反应器箱体包括依次连通的上封头、反应器筒体以及下封头；
[0012]所述上封头上设置有原料入口，所述原料入口用于向所述列管式反应器中输入反应所需要的原料；
[0013]所述下封头上设置有产物出口，所述产物出口用于输出所述反应管中得到的产物以及未反应完的原料；
[0014]在所述反应器筒体的上部设置有冷却介质入口，所述冷却介质入口用于输入与所述反应管中的物料进行换热的冷却介质；
[0015]在所述反应器筒体的下部设置有冷却介质出口，所述冷却介质出口用于输出经过换热后的冷却介质。
[0016]优选地，所述内管的内径与所述外管的内径的比为1:1.1
‑
2。
[0017]优选地，所述内管的内径与所述外管的内径的比为1:1.2
‑
1.5。
[0018]本专利技术第二方面提供一种上述列管式反应器在二氧化碳催化加氢制备化学品中的应用。
[0019]优选地，所述化学品选自甲醇或乙醇。
[0020]通过上述技术方案，本专利技术所述的列管式反应器中的反应管为双层套管的结构，且所述反应器的内管和外管连通，在反应管的内管中填充二氧化碳催化加氢反应的催化剂来催化反应发生，同时所述反应管的内管为具备大孔洞结构的刚性丝网以及外管为可以供水蒸汽透过的渗透汽化膜，在应用过程中，二氧化碳加氢制备化学品反应过程中所产生的水蒸汽可以在反应管内外温度差的驱使下从所述反应管中进入所述列管式反应器的壳程，经过冷凝成为液态水并与壳程中用于换热的冷却介质混合后从列管式反应器中排出，从而很好的避免了反应管内管中的催化剂遇水后造成的比表面积降低以及活性降低等问题，提升了二氧化碳催化加氢的反应效率；另外本专利技术所述的反应管具备更为优良的散热性能，因此本专利技术所述的反应管的传热性能与现有技术相比更为优异，本专利技术所述的列管式反应器可以更好的对反应的温度进行控制，避免产生催化剂烧结失活等问题。
附图说明
[0021]图1是本专利技术所述的列管式反应器的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术所述的反应管的截面图。
[0023]附图标记说明
[0024]1反应器箱体；2反应管；3上封头；4下封头；5反应器筒体；6原料入口；7产物出口；8冷却介质入口；9冷却介质出口；21反应管的内管；22反应管的外管。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0026]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0027]另外，“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0028]此外，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如可以是固定连
接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0029]在本文中，“管程”是指所述列管式反应器的反应管2内部的区域，“壳程”是指所述列管式反应器的反应管2外部与所述反应器筒体5之间的区域。
[0030]本专利技术提供一种列管式反应器，所述列管式反应器的结构示意图如图1所示，所述列管式反应器包括反应器箱体1以及若干个设置在所述反应器箱体1内的反应管2，所述反应管2包括内管21以及套设于所述内管外侧的外管22，所述内管21中填充有催化剂，所述内管21和所述外管22之间填充有惰性填料，所述反应管2的截面图如图2所示。
[0031]在本专利技术所述的列管式反应器中，所述内管21与外管22连通设置。
[0032]在本专利技术所述的列管式反应器中，所述反应器箱体1包括依次连通的上封头3、反应器筒体5和下封头4；
[0033]所述上封头3上设置有原料入口6，所述原料入口6用于向所述列管式反应器中输入反应所需要的原料；
[0034]所述下封头4上设置有产物出口7，所述产物出口7用于输出所述反应管2中得到的产物以及未反应完的原料；
[0035]在所述反应器筒体5的上部设置有冷却介质入口8，所述冷却介质入口8用于输入与所述反应管2中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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(1)以及若干个设置在所述反应器箱体(1)内的反应管(2)，所述反应管(2)包括内管(21)以及套设于所述内管外侧的外管(22)，所述内管(21)中填充有催化剂，所述内管(21)和所述外管(22)之间填充有惰性填料；优选地，所述内管(21)与外管(22)连通设置。2.根据权利要求1所述的列管式反应器，其特征在于，所述内管(21)为刚性丝网。3.根据权利要求2所述的列管式反应器，其特征在于，所述刚性丝网选自刚性铁丝网、刚性钛丝网或刚性钢丝网中的一种。4.根据权利要求1所述的列管式反应器，其特征在于，所述外管(22)为渗透汽化膜。5.根据权利要求4所述的列管式反应器，其特征在于，所述渗透汽化膜选自PVA膜、PI膜和PVA/PAN复合膜中的一种。6.根据权利要求1所述的列管式反应器，其特征在于，所述反应器箱体(1)包括依次连通的上封头(3)、反应器筒体(5)以及下封头(4)；所述上封头(3)上设置有原料入口(6)，所述原料入...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚景春，高腾飞，徐冬，黄艳，赵瑞，杨阳，孟瑞红，杨龙，刘永平，范永胜，秦宁，王煜伟，
申请(专利权)人：国能锦界能源有限责任公司国家能源集团江苏电力有限公司国家能源集团泰州发电有限公司，
类型：发明
国别省市：