多管氧化反应器制造技术

本实用新型专利技术是一种多管氧化反应器，包括反应器筒体，其特征在于反应器筒体中提供有上中下三部分，所述下部为反应气体分配区、中部为反应区、上部为产物气体换热区；所述反应器筒体内在产物气体换热区下方设有多根与反应器筒体纵轴平行的套管，所述多根套管在反应器筒体的横截面上分布，所述反应气体分配区用于将两种反应气体分别平均分配到各套管中；所述套管包括内管和外管，内管用于通第一种反应气体，内管和外管之间的环隙用于通第二种反应气体，该反应器能够有效解决氧化反应放热集中而导致局部温升过大、影响反应选择性的问题。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及气相氧化反应器，尤其涉及反应放热量大、产物在高温下容易分解且不采用催化剂的气相氧化反应的反应器。
技术介绍
气相氧化反应是ー个重要而常用的合成反应，最常见的乙烯、こ炔的氧化反应，通常会放出大量的反应热。根据不同的反应特点，产生了不同的反应器结构形式，以及各种的反应热移除方式。为了适用于不需要催化剂的氧化反应的引发和持续、高效地得到反应产物而需要优选合适的反应器。中国专利CN200320120265. 2组合式ニ合一石墨氯化氢合成炉，描述了氯气和氢气进行氧化反应的反应器，反应气体在“灯头”处混合并发生强放热的氧化反应，灯头装置采用多筒型式，使氯、氢混合均匀，燃烧彻底，反应产物氯化氢在高温下比较稳定。这种反应器结构简单，效率高。但不适合用于高温下易于分解的原料和产物的生产过程。传统的多管氧化反应器是固定床反应器，这种反应器是固定于上下管板之间的多根反应管，在反应管内部装填有一定高度的催化剂，两种反应气体经过预热混合后通过催化剂床层反应，反应热通过壳体内循环的载热体带走。这种氧化反应器用的比较多且较成熟。中国专利CN200880113893. 3描述了多管式气相催化氧化反应，两种反应气体混合后集中进入混合气室，然后均匀进入装有催化剂的反应管中进行反应，该反应器结构有效地分散了反应热，避免了“飞温”现象的发生，有利于保持催化剂的活性，使反应在适宜的温度条件下进行，这类反应的特点是两种原料气体只有在催化剂存在下才能有效地进行。因此进入混合气室的两种原料气体，即使达到反应温度，如果没有催化剂，氧化反应仍然是不会发生的。综上，目前的多管式气相氧化还原反应器不适合温度高、放热强而反应气体又易分解的不需要催化剂的气相氧化还原反应，此类反应可以采用四氟こ烯为原料的碳酰氟的合成反应为代表，该反应中，四氟こ烯易聚合、反应强放热(760. 51KJ/mol)。
技术实现思路
本技术g在提出ー种多环管氧化反应器，对于不需要催化剂的气相氧化反应能有很好的控制，该类反应具有温度高、放热强而反应气体又易分解、不需要催化剂的特点。为此，本技术采用以下技术方案ー种多管氧化反应器，用于气相氧化反应，包括反应器筒体，其特征在于反应器筒体中提供有上中下三部分，所述下部为反应气体分配区、中部为反应区、上部为产物气体换热区；所述反应器筒体内在产物气体换热区下方设有多根与反应器筒体纵轴平行的套管，所述多根套管在反应器筒体的横截面上分布；所述反应气体分配区用于将两种反应气体分别平均分配到各套管中；所述套管包括内管和外管，内管用于通第一种反应气体，内管和外管之间的环隙用于通第二种反应气体，所述反应气体分配区包括第一种反应气体的分配区和第二种反应气体的分配区，第一种反应气体的分配区和第二种反应气体的分配区之间被隔开；所述外管高于内管，其高出部分中形成两种反应气体汇合的反应区。在采用上述技术方案的基础上，本技术还可采用以下进ー步的技术方案所述外管的顶部为收缩ロ或直ロ，所述收缩ロ形成气体喷嘴。所述内管的顶部为收缩ロ或直ロ，最好采用收缩ロ。所述第一种反应气体的分配区和第二种反应气体的分配区上下配置，它们之间由第一管板隔开，第一种反应气体的分配区处在第一管板之下，所述内管固定在第一管板上并与第一种反应气体的分配区相通，所述反应器筒体中在所述第一管板上方设有第二管板，第二种反应气体的分配区处在第一管板和第二管板之间，所述外管固定在第二管板上，所述环隙与第二种反应气体的分配区相通。所述内管和外管的入口均为直管或喇机ロ。第一种反应气体的分配区和第二种反应气体的分配区中采用气体分布喷嘴或气体分布器进气。所述产物气体换热区采用管壳式换热器，管程通所述产物气体，壳程通导热体介质。所述反应气体分配区部位及反应区部位外的反应器筒体外设有夹套换热器，所述夹套换热器的介质出口通过管路与管壳式换热器的介质入口相连，所述管壳式换热器的介质出口通过管路与夹套换热器的介质入口相连。所述两股反应气体分别是氧气分子或氧化性气体和需要被反应的有机或无机气体。所述气相氧化反应的反应热为lO-lOOOKJ/kmol。所述气相氧化反应为四氟こ烯为原料的碳酰氟的合成反应或者以氯气和氢气燃烧制氯化氢的反应。由于采用本技术的技术方案，本技术巧妙地解决反应气体的均匀分布，能实现两气体在特定区域内燃烧反应，反应热能被及时带走，并且氧化反应的转化率和选择性较高。特别适合于诸如以四氟こ烯为原料的碳酰氟的合成反应等温度高、放热强而反应气体易分解的不需要催化剂的气相氧化反应。本技术所提供的反应器采用管壳式多环管并联方式，将其中ー种原料气体直接送入内环管，将另ー种气体送入环隙，保证反应在套管顶部进行，反应产生的大量热量被迅速移除，使氧化反应在比较缓和的氛围进行。同时反应可得到高的转化率和选择性。附图说明图I为本技术反应器实施例I的示意图。图2为本技术反应器实施例2的示意图。图3为图I中I部位的放大图，显示套管顶部的一种实施方式。图4为图I中I部位的放大图，显示套管顶部的另ー种实施方式。具体实施方式实施例I，參照附图I、3、4。本技术所提供的多管氧化反应器，用于气相氧化反应，比如四氟こ烯为原料的碳酰氟的合成反应以氯气和氢气燃烧制氯化氢的反应以及各种有机、无机气体不需要催化剂的氧化反应。所述反应器包括反应器筒体1，反应器筒体中提供有上中下三部分，所述下部为反应气体分配区、中部为反应区、上部为产物气体换热区；所述反应器筒体I内在产物气体换热区下方设有多根与反应器筒体纵轴平行的套管，所述多根套管在反应器筒体的横截面上分布；所述反应气体分配区用于将两种反应气体分别平均分配到各套管中；所述套管包括内管21和外管22，内管用于通第一种反应气体，内管21和外管22之间的环隙23用于通第二种反应气体，内管气体和环隙气体可相互调换。所述反应气体分配区包括第一种反应 气体的分配区100和第二种反应气体的分配区200，第一种反应气体的分配区100和第二种反应气体200的分配区之间被隔开；所述外管22高于内管21，其高出部分中形成两种反应气体汇合的反应区24。所述第一种反应气体的分配区100和第二种反应气体的分配区200上下配置，它们之间由第一管板3隔开，第一种反应气体的分配区21处在第一管板3之下，所述内管21固定在第一管板3上并与第一种反应气体的分配区100相通，所述反应器筒体中在所述第一管板上方设有第二管板4，第二种反应气体的分配区200处在第一管板3和第二管板4之间，所述外管22固定在第二管板4上，所述环隙23与第二种反应气体的分配区200相通。如图4所示，外管22的顶部可以为收缩ロ 24，收缩ロ 24形成气体喷嘴，也或是在外管22的顶部安装气体喷嘴，如图3所示，外管22的顶部也可以是未经处理的圆柱形。内管21顶端是未经处理的圆柱形管面，也可是经过处理的收缩ロ。所述内管21和外管22的入口均可为喇叭ロ。内管21和外管22的材质可选用各类不锈钢管，最好的选用304不锈钢管。内管和外管的管径太大，反应热不能有效移除，反应的选择性差；反应管径选择太小，反应管的数量会大为增加，反应器加工复杂、整体体积加大，一般来说，内管21和外管22的直径可选在O. 3mm到30mm之间。为保证大量的反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种多管氧化反应器，用于气相氧化反应，包括反应器筒体，其特征在于反应器筒体中提供有上中下三部分，所述下部为反应气体分配区、中部为反应区、上部为产物气体换热区；所述反应器筒体内在产物气体换热区下方设有多根与反应器筒体纵轴平行的套管，所述多根套管在反应器筒体的横截面上分布； 所述反应气体分配区用于将两种反应气体分别平均分配到各套管中；所述套管包括内管和外管，内管用于通第一种反应气体，内管和外管之间的环隙用于通第二种反应气体，所述反应气体分配区包括第一种反应气体的分配区和第二种反应气体的分配区，第一种反应气体的分配区和第二种反应气体的分配区之间被隔开； 所述外管高于内管，其高出部分中形成两种反应气体汇合的反应区。2.如权利要求I所述的ー种多管氧化反应器，其特征在于所述外管的顶部为收缩ロ，所述收缩ロ形成气体喷嘴。3.如权利要求I或2所述的ー种多管氧化反应器，其特征在于所述内管的顶部为收缩□。4.如权利要求I所述的ー种多管氧化反应器，其特征在于所述第一种反应气体的分配区和第二种反应气体的分配区上下配置，它们之间由第一管板隔开，第一种反应气体的分配区处在第一管板之下，所述内管固定在第一管板上并与第一种反应气体的分配区相通，所述反应器筒体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠，柴华，王民涛，陈蜀康，王刚，杨会娥，张文庆，任建纲，
申请(专利权)人：中化蓝天集团有限公司，中化近代环保化工西安有限公司，
类型：实用新型
国别省市：