适用于硝基苯加氢反应的固定床反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于硝基苯加氢反应的固定床反应器，包括列管主反应筒，主反应筒内设有垂直布置的反应列管，反应列管外围为换热腔，换热腔内水平布置有折流板，且反应列管穿越折流板，反应列管下端安装有支撑板，换热腔上部与上导管连接，换热腔下部与下导管连接，上、下导管与换热循环膨胀槽连通，换热循环膨胀槽上设有与换热器连接的热气出气口和回流口。本实用新型专利技术结构合理，工作效果好。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种固定床反应器。技术背景工业上有很多强放热反应，硝基苯加氢是一种强放热反应，随着反 应的进行，不断放出的大量反应热如不能及时移走，会使催化剂床层温 度不断上升，如果工艺操作不当，就会造成床层局部热点和轴径向 温差过大，从而导致很多副反应，降低产率，其次催化剂颗粒长期处于 高温下操作，会导致其烧结而失活。因此为提高反应效率，需要把产生 的热量不断移出，以保持催化剂床层温度的稳定。在工业上对于此类强 放热反应，人们设计了许多型式的反应器，以满足上述要求。可具体归纳如下 (l)采用流化床反应器，这种反应装置可以把产生的热量通过物料 气流而带走，基本消除了床层的温差和局部热点，如中国专利CN1214959设计的密相循环流化床反应器，实现了对气固强放热反应过 程的反应速率和反应温度有效的控制，避免了反应温度波动及飞 温现象，很好解决了反应选材、防腐、防爆等问题。但是此反应器要 求催化剂机械强度较高，过渡金属氧化物(如V205， Mo-B i-O等)催化 剂在这个系统中易破碎，活性物种易流失。(2)采用列管式固定床反应器，为消除热点最简单的方法是减小列管管径，提高热交换效率，但这种方法增加了反应器床层压降，提高了操作成本；另外如专利US3801634. JP53-30688B, JP85485所述， 在催化剂床层用惰性颗粒分段稀释催化剂(采用不同稀释比)以此控制 催化剂活性，消除热点。但通常这种方法增加了催化剂床层高度， 减少了整个置的产能;为增加管壁的传热系数，中国专利CN2415831提 出在催化剂床层内添加超导热翅片，热量可以迅速通过超导热翅片导出 到反应管外的移热介质，换热能力高出列管式反应器、5倍。但由于导 热片只移走了其周围部分热量，还是无法解决床层的局部热点和轴径向 温差问题。(3)壳程熔盐外循环热交换系统的固定床反应器是目前工业上最常 用的方法，它通过熔盐流动来带走管程内反应产生大量的热。为增加熔 盐的传热系数，专利US4256783和US3147084通过在反应管周围设置许 多折流板和挡板，对管外熔盐的流道进行了分布设计，这个反应器基本 可以消除床层轴径向温差，但是对于大型设备来说，反应器操作非常复 杂，反应影响因素多。US4256783专利技术的反应器为分段熔盐循环，设置 多个悬挂式熔盐泵，因此为保持熔盐良好的循环，对熔盐泵及流道的设 计提出很高的要求。熔盐泵良好的机械设计，是其长期而平稳地运转的 根本前提，小装置熔盐泵通常采用底轴承结构，轴的受力较好，轴径且 细，但底端磨损大，不时需要检修。大装置熔盐泵采用悬挂式结构，因 不设底轴承，勿须经常检修并可长期运转，但价格和运转经费较为昂贵。 不管是小装置熔盐泵还是大装置熔盐泵都对界条件的要求都十分苛刻， 熔盐温度的变化及循环过程中带来的杂质都会给熔盐泵的运转带来麻烦，为了适应熔盐泵的运转要求，就需要经常更换。国内厂家长期依赖 进口，始终没有掌握此类反应器的关键技术，在实际生产和操作中非常 被动。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构合理，工作效果好的适用于硝 基苯加氢反应的固定床反应器。本技术的技术解决方案是一种适用于硝基苯加氢反应的固定床反应器，其特征是包括列管 主反应筒，主反应筒内设有垂直布置的反应列管，反应列管外围为换热 腔，换热腔内水平布置有折流板，且反应列管穿越折流板，反应列管下 端安装有支撑板，换热腔上部与上导管连接，换热腔下部与下导管连接， 上、下导管与换热循环膨胀槽连通，换热循环膨胀槽上设有与换热器连 接的热气出气口和回流口。换热循环膨胀槽上部具有液位计。液位计从换热循环膨胀槽上部插入换热循环膨胀槽底部。 折流板上还开设有小孔，开孔率为10%~70%。在反应列管穿越折流板的穿越处，反应列管外壁与折流板截面之间留有0.5-5mm的空隙。本技术结构合理，工作效果好。本技术的有益效果还在于:1. 通过在冷热载热体相互扩散带动下，载热体不断地进行循环，从而带走 反应热，省缺了工业上常用的载热体泵，减少了大量的载热体，大大节 约了生产成本。2.由于设备对运转条件并无特殊苛刻要求，故载热体无须更换。3.可以通过调节换热循环膨胀槽内的换热器的冷却和加热，随 时调节载热体温度，以适应不同的反应温度。附图说明以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。 图1是本技术实施例1的结构示意图。 图2是折流板与反应列管设置示意图。图3是侧视的折流板与反应列管设置示意图。具体实施方式 实施例1:参照图1， 2， 3, —种适用于硝基苯加氢反应的固定床反应器，包括主反应筒l，主反应筒l的尺寸为。d)10cmX 150cm，换热循环膨胀 槽2的尺寸为cJ) 15cm X 200cm，在主反应筒1内垂直布置有5根反应 列管3。反应列管3外围为换热腔，换热腔内水平布置有5块折流板4， 所述的反应列管3穿越所述的折流板4。所述的反应列管下端安装有支 撑板5，用于支承主反应筒1中的载热体。主反应筒1的上部具有上导 管7，下部具有下导管8，主反应筒1的换热腔通过所述的上、下导管 与换热循环膨胀槽2连通，所述换热循环膨胀槽上端开有热气出气口 10，回流口9，分别与换热器6的气体进口和液体出口相连。所述的换 热循环膨胀槽2具有足以使热气平稳排放的高于上导管的热气排放段: 所述的换热循环膨胀槽2内上部安装有液位计11，下部安装有载热体进 出料口 12。液位计从换热循环膨胀槽上部插入换热循环膨胀槽底部。 以上反应器可以使用在邻氯硝基苯催化加氢制邻氯苯胺反应中。反应管内填装P/C催化剂，载热体为甲醇。反应原料气组成为硝基氯苯/ 甲醇/氢气二1/4/25 (mol)，反应结果见表。反应温度'c反应体积空速h-反应压力MPa反应产率。/。(mo1)504501.096%604502.099%704501.097%从以上表数据中可以看出，本技术的固定床反应器，当反应开 始后载热体开始流化循环，整个反应筒换热内的载热体温度迅速趋向一 致，可以明显降低并消除催化剂床层热点，并改善床层轴向温差， 提高强放热还原反应对目标产物的产率。实施例2:主反应筒的尺寸为②40cm X 400cm，换热循环膨胀槽的尺寸为 (i) 30cm X 400cm，主反应筒内布置有67根反应列管、15块折流板，所 述的折流板上还开设有小孔，开孔率为70%，在反应列管穿越折流板的 穿越处，反应列管外壁与折流板截面之间留有4mm的空隙。对于大尺寸 的主反应筒来说。其余结构和实施方式与实施例1相同。 实施例3:主反应筒的尺寸为4) 50cmX 600cm，熔盐循环换热筒的尺寸为6 40cm X 600cm，主反应筒内布置有81根反应列管、19块折流板，所述 的折流板上还开设有小孔，开孔率为70%，在反应列管穿越折流板的穿 越处，反应列管外壁与折流板截面之间留有5mm的空隙。其余结构和实 施方式与实施例l相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于硝基苯加氢反应的固定床反应器，其特征是：包括列管主反应筒，主反应筒内设有垂直布置的反应列管，反应列管外围为换热腔，换热腔内水平布置有折流板，且反应列管穿越折流板，反应列管下端安装有支撑板，换热腔上部与上导管连接，换热腔下部与下导管连接，上、下导管与换热循环膨胀槽连通，换热循环膨胀槽上设有与换热器连接的热气出气口和回流口。

【技术特征摘要】
1、一种适用于硝基苯加氢反应的固定床反应器，其特征是包括列管主反应筒，主反应筒内设有垂直布置的反应列管，反应列管外围为换热腔，换热腔内水平布置有折流板，且反应列管穿越折流板，反应列管下端安装有支撑板，换热腔上部与上导管连接，换热腔下部与下导管连接，上、下导管与换热循环膨胀槽连通，换热循环膨胀槽上设有与换热器连接的热气出气口和回流口。2、 根据权利要求1所述的适用于硝基苯加氢反应的固定床反应器， 其特征是换热循环膨胀槽上部具...

【专利技术属性】
技术研发人员：石勇，邱志刚，季丛立，沈井华，
申请(专利权)人：江苏康恒化工有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[]