一种气相加氢反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种气相加氢反应器，包括：壳体，壳体内自上而下设有上管板、第一下管板和第二下管板将壳体内分隔为原料气回流区、反应区、反应气流出区和原料气进入区，壳体上对应反应区的位置设有冷源进口和冷源出口，壳体上对应反应气流出区的位置设有反应气出口，壳体上对应原料进入区的位置设有原料气入口；换热管，由内管和套设于内管外的外管构成，内管的长度大于外管的长度，内管和外管之间装填有催化剂，换热管设于壳体内，其中内管和外管的上端口与原料气回流区连通，外管的下端口与反应气流出区连通，内管的下端口与原料气进入区连通。本实用新型专利技术的气相加氢反应器循环比低，在催化剂一定的情况下，可以获得较高的单程转化率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本实用新 型涉及一种气相加氢反应器。
技术介绍
目前国内乙二醇生产中，加氢反应中采用列管式反应器，反应器尺寸大，且填料装填系数小，造成反应效率低。目前生产能力为5万吨/年乙二醇装置，其加氢反应工段需要2台上述尺寸的反应器并联操作，如将产能增加到20万吨/年，则需要6台相似的反应器，类似于小机群，给装置运行、操作、维修带来很大困难。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种气相加氢反应器，包括壳体,壳体内自上而下设有上管板、第一下管板和第二下管板将壳体内分隔为原料气回流区、反应区、反应气流出区和原料气进入区，壳体上对应反应区的位置设有冷源进口和冷源出口，壳体上对应反应气流出区的位置设有反应气出口，壳体上对应原料进入区的位置设有原料气入口；换热管，由内管和套设于内管外的外管构成，内管的长度大于外管的长度，内管和外管之间装填有催化剂，换热管设于壳体内，其中内管和外管的上端口与原料气回流区连通，外管的下端口与反应气流出区连通，内管的下端口与原料气进入区连通。作为优选技术方案，外管的上端口以焊接方式固定于上管板，外管的下端口以焊接方式固定于第一下管板。作为优选技术方案，内管的下端口以螺纹连接方式固定于第二下管板。作为优选技术方案，壳体上对应反应气流出区的位置还设有催化剂卸料口。作为优选技术方案，换热管为多个，均匀排布于壳体内。作为优选技术方案，反应气流出区填充有填料。作为优选技术方案，壳体内还设有用于测定反应区温度的测温仪。作为优选技术方案，冷源进口为冷却水进口，冷源出口为蒸汽出口。作为优选技术方案，冷源出口位于冷源入口上方。本技术能够达到以下技术效果I、本技术的气相加氢反应器循环比低，在催化剂一定的情况下，可以获得较高的单程转化率。2、合成气相当于一个预热器来预热入口气体，新鲜合成气在反应器内预热，从而可以省去换热器，节省成本。3、能量回收好，可副产蒸汽。4、温度分布均匀，可以得到适合反应的最佳速率，工艺稳定性好。附图说明图I是本技术的气相加氢反应器的示意图。图2是本技术的局部放大示意图。I、壳体；11、原料气回流区；12、反应区；13、反应气流出区；14、原料气进入区；121、冷源进口 ；122、冷源出口 ；131、反应气出口 ；132、催化剂卸料口 ；141、原料气入口 ；2、换热管；21、内管；22、外管；23、催化剂；211、上端口 ；221、上端口 ；212、下端口 ；222、下端口 ；31、上管板；32、第一下管板；33、第二下管板；4、测温仪。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。结合图I和图2所示，本技术的气相加氢反应器，包括壳体1，壳体I内自上而下设有上管板31、第一下管板32和第二下管板33将壳体内分隔为原料气回流区11、反应区12、反应气流出区13和原料气进入区14，壳体I上对应反应区12的位置设有冷源进口 121和冷源出口 122，壳体I上对应反应气流出区13的位置设有反应气出口 131，壳体I上对应原料进入区14的位置设有原料气入口 141 ；换热管2，由内管21和套设于内管21外的外管22构成，内管21的长度大于外管22的长度，内管21和外管22之间装填有催化剂23，换热管2设于壳体I内，其中内管21和外管22的上端口 211、221与原料气回流区11连通，外管22的下端口 222与反应气流出区13连通，内管21的下端口 212与原料气进入区14连通。壳体I上对应反应气流出区13的位置还设有催化剂卸料口 132。换热管2可设为多个，均匀排布于壳体I内。壳体I内还设有用于测定反应区12温度的测温仪4。冷源进口 121为冷却水进口，冷源出口 122为蒸汽出口。冷源出口 122优选设于冷源入口 121上方。优选地，外管22的上端口 221以焊接方式固定于上管板31，外管22的下端口 222以焊接方式固定于第一下管板32。内管21的下端口 212以螺纹连接方式(图中未示出)固定于第二下管板33。本技术为三管板、双套管结构。换热管外管22与上下管板采用焊接的连接方式，内管21与第二下管板33采用螺纹连接方式。催化剂23装在内管21和外管23之间，原料气由下部原料气入口 141进入反应器，经过内管21与外管22间的反应气体进行换热，预热的原料气带走部分反应热，预热后的原料气经过内管21，进入到原料气回流区11，再进入内外管环隙之间与催化剂23充分接触进行反应，最后进入第一下管板与第二下管板之间的反应气流出区13，由反应气出口 131排出反应器。沸水则在管壳间循环，冷却反应气，带走反应热，同时被里面的气体冷却，然后通过壳程热水带入汽包产生蒸汽。沿内管和外管流动的气流是相反的，合成气进入催化剂层的入口温度最高，在向出口流动时逐渐降低，防止超温和飞温现象的产生。这样使操作温度更接近最佳温度线，这样的温度分布可保证最佳的反应速度，即在降低催化剂用量的情况下可获得高的转化率。这样的反应器具有独特的催化剂冷却系统。外管22与上下管板采用焊接+贴胀的连接方式，内管21与第二下管板33采用螺纹连接方式，第一下管板32与第二下管板33之间的反应气流出区13尽量装填无活性的填料，以防止反应气流出过快，增加的反应区的换热时间，同时防止反应在此空间进行。原料气回流区11留有足够空间，在卸催化剂时如果需要检修人员进入第一下管板32与第二下管板33之间的反应气流出区13时，需要将内管从第二下管板33上拧下，提升一定高度，使检修人员能够进入，进行检修。以草酸二甲酯加氢制备乙二醇的反应为例来对本技术进行说明草酸二甲酯和氢气混合的原料气从原料气入口 141进入原料气进入区14。原料气进入区14与换热管内管的下端口 212连通，原料气进入内管21由外管22发生的加氢反应产生的反应热预热后进入原料气回流区11。外管22的上端口 221与原料回流区11连通，原料气回流进入内管21与外管22环隙之间，在催化剂23的催化下发生加氢反应，放热反应热由内管21中的原料气和外管22外通入的冷却水带走(冷却水被加热为蒸汽后从蒸汽出口排出，可再利用)。加氢反应后，反应气从外管22的下端口 222流入反应气流出区13，并从反应气出口 131流出。·以上所述实施例仅是为充分说明本技术而所举的较佳的实施例，本技术的保护范围不限于此。本
的技术人员在本技术基础上所作的等同替代或变换，均在本技术的保护范围之内。本技术的保护范围以权利要求书为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气相加氢反应器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内自上而下设有上管板、第一下管板和第二下管板将所述壳体内分隔为原料气回流区、反应区、反应气流出区和原料气进入区，所述壳体上对应所述反应区的位置设有冷源进口和冷源出口，所述壳体上对应所述反应气流出区的位置设有反应气出口，所述壳体上对应所述原料进入区的位置设有原料气入口；换热管，由内管和套设于内管外的外管构成，所述内管的长度大于外管的长度，所述内管和外管之间装填有催化剂，所述换热管设于所述壳体内，其中所述内管和所述外管的上端口与所述原料气回流区连通，所述外管的下端口与所述反应气流出区连通，所述内管的下端口与所述原料气进入区连通。

【技术特征摘要】
1.一种气相加氢反应器，其特征在于，包括 壳体，所述壳体内自上而下设有上管板、第一下管板和第二下管板将所述壳体内分隔为原料气回流区、反应区、反应气流出区和原料气进入区，所述壳体上对应所述反应区的位置设有冷源进口和冷源出口，所述壳体上对应所述反应气流出区的位置设有反应气出口，所述壳体上对应所述原料进入区的位置设有原料气入口； 换热管，由内管和套设于内管外的外管构成，所述内管的长度大于外管的长度，所述内管和外管之间装填有催化剂，所述换热管设于所述壳体内，其中所述内管和所述外管的上端口与所述原料气回流区连 通，所述外管的下端口与所述反应气流出区连通，所述内管的下端口与所述原料气进入区连通。2.根据权利要求I所述的气相加氢反应器，其特征在于，所述外管的上端口以焊接方式固定于所述上管板，所述外管的下...

【专利技术属性】
技术研发人员：常怀春，孙风刚，陈庆忠，王付岭，曾贺，张宪州，马廷禄，高岚，高传奎，侯志扬，
申请(专利权)人：山东华鲁恒升化工股份有限公司，
类型：实用新型
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