本发明专利技术属于煤制甲醇领域，具体公开一种气冷甲醇反应器，它包括筒体、封装在筒体顶部的上封头、封装在筒体底部的下封头，筒体、上封头、下封头形成封闭的腔体，该腔体内设有反应管，反应管顶部插在混合气箱内，反应管中部插在管支撑内，反应管底部插在管板内；管支撑固定在反应管上，管板底部固定在U型筒体的顶部，U型筒体的底部固定在支管上，支管的底部插在汇集管内，分布管的顶部插在汇集管内，分布管的底部位于汇集管外，接管底部贯穿下封头；上封头顶部设有开工气入口；下封头底部设有出口收集器，出口收集器底部设有生成气出口。本发明专利技术的反应器能够提高甲醇产量，降低成本、节约能源、减少能耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤制甲醇领域，具体涉及一种气冷甲醇反应器。
技术介绍
甲醇(分子式:CH30H)是重要的有机化工原料和优质燃料，主要用于制造醋酸、甲醛、醚类等多种有机产品，亦可替代汽油用作燃料。生产甲醇的方法很多，目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇，典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。天然气、石脑油、重油、煤、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料，近年来国外主要以天然气为原料生产甲醇，而国内则以煤为主要原料。煤制甲醇工艺路线包括煤气化、气体变换及脱碳脱硫、甲醇合成与精制，甲醇反应器就是煤制甲醇工艺中甲醇合成与精制工段的核心设备，以h2、CO2, CO为主的混合气体在该设备中反应合成甲醇并放出热量，其发生的是可逆反应，化学反应式如下:C02+3H2ο CH3OH+ H20+Qi (催化)C0+2H2oCH30H+Q2 (催化)甲醇生成反应过程放热大，不及时带走热量会导致设备内温度很高，会影响催化剂的使用功能，同时反应器内的反应温度也不能过低，否则不利于反应的正向进行，影响甲醇产量。在甲醇合成过程中，理想的反应器是应能保持催化剂层尽量小的温差，即达到均温或等温状态。按甲醇反应产生热量的移走方式，甲醇反应器分为水冷式和气冷式，常规结构基本都为管壳式，即管程和壳程隔离，压力温度各不相同。比较而言，在单体设备容积相同的情况下，气冷反应器装填的催化剂要比水冷反应器多，因此甲醇产量更高。目前的水冷和气冷反应器，但由于设备制造成本大、催化剂费用高，有的运行后达不到生产能力。因此我们需要研制一种结构合理、制造成本低、高效高产出的气冷甲醇反应器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种气冷甲醇反应器，该反应器能够提高甲醇产量，扩大甲醇工业项目的生产能力，并达到降低成本、节约能源、减少能耗的目的。实现本专利技术目的技术方案:一种气冷甲醇反应器，它包括筒体、封装在筒体顶部的上封头、封装在筒体底部的下封头，筒体、上封头、下封头形成封闭的腔体，该腔体内设有反应管，其中，所述的反应管顶部插在混合气箱内，反应管中部插在管支撑内，反应管底部插在管板内；管支撑固定在反应管上，管板固定在U型筒体的顶部，且反应管通过管板与U型筒体内部连通，U型筒体的底部固定在支管上、且两者之间连通，支管的底部插在汇集管内、且两者之间连通，分布管的顶部插在汇集管内，分布管的底部位于汇集管外、且与接管的顶部连接，汇集管与接管之间通过分布管连通，接管底部贯穿下封头、且其端部悬置在下封头外；上封头顶部设有与其内部连通的开工气入口 ；下封头底部设有与其内部连通的出口收集器，出口收集器底部设有与其连通的生成气出口，生成气出口的底部悬置在下封头外，出口收集器位于汇集管的下部、且两者之间留有间隙。所述的反应管为若干个，每个反应管底部均插在一个管板内，每个管板分别固定在一个U型筒体的顶部，每个U型筒体的底部分别设有两个支管，每一个支管的底部均插在同一个汇集管内，分布管为若干个，每个分布管的顶部插在汇集管内，每个分布管的底部分别与一个与接管连通。所述的反应管由内管、套在内管外的外管组成，内管与外管之间采用定位块定位。所述的管支撑包括从上至下均匀分布在筒体内的第一管支撑、第二管支撑和第三管支撑，管支撑由薄壁圆筒和两层互成角度的钢棒组成，管支撑固定在反应管上。所述的混合气箱包括底板、下围板、盖板、上围板、叶片、内围板、支板、上顶板、下顶板、支撑棒组成，底板上设有下围板，下围板顶部设有盖板，盖板与下围板之间设有支撑棒，盖板顶部设有上围板，盖板中部为空心圆，上围板内设有内围板，上围板与内围板之间设有叶片，内围板顶部设有上顶板，内围板底部设有下顶板，下顶板与底板之间设有支撑棒。所述的管板为开圆孔的长方形板，该圆孔呈方形布置。所述的出口收集器包括锥形筒体、法兰、法兰盖、下丝网和上丝网，锥形筒体的锥形侧壁上开有小孔，锥形筒体锥形内侧壁上设有下丝网，锥形筒体顶部设有法兰，法兰顶部设有法兰盖，法兰盖上开有小孔，法兰盖顶部设有上丝网。所述的下封头的上部上设有与其内部连通的下人孔，下封头中部设有与其内部连通的催化剂卸料口。所述的圆柱形筒体底部邻近下人孔的一侧设有与其内部连通的手孔。所述的上封头一侧中部设有与其内部连通的测温口，上封头另一侧中部设有与其内部连通的上人孔。本专利技术的有益技术效果在于:1)甲醇生成效率高，能源利用率高:a)催化剂装在反应管外，装填空间大，装填量大且设备内反应温度稳定、温差小，有利于反应的正向进行，甲醇产出率高；b)反应管为由内管和外管组成的套合式结构，内管与外管之间采用数个定位块定位，保证气体流通面积均匀，内管管端封闭，强制反应气经过反应管时呈环状上行，充分接近外管管壁吸热，吸热效率高，热量利用率高；c)管支撑的能够约束单个反应管的横向移动，并使所有反应管成为一个整体的刚性管束；管支撑由薄壁圆筒和两层互成角度的钢棒组成，该结构通透性好:便于装填催化剂时催化剂的降落，同时利于热量传输；d)管板的孔使从U型筒体上行的入口气体均匀进入反应管；e)冷、热气体进出气箱更均匀、热量传递更直接，气体混合速率高；f)出口收集器上设有丝网，能够阻挡惰性瓷球和催化剂，仅使含有甲醇的生成气体通过。2)材料成本低:本设备自成单体循环，即管、壳程相通，彼此无应力约束，不存在常规管壳式反应器的管、壳程变形协调问题，因此主要内件不必选用双向不锈钢，只用普通不锈钢即可；无大型锻件，如加强段筒体、管板等，设备整体耗材少。3)能耗低:自成工艺循环的设备设计，使自产热量能充分被自身吸收，热量的利用率高，不需要带走反应热量的辅助设备，同时也减少了其它辅助设备的动力供给。附图说明图1为气冷甲醇反应器主视示意图；图2为反应管中、上端部排列图；图3为反应管下端部排列图/管板开孔分布图；图4为反应管上端部与混合气箱底板连接图；图5为反应管中部与管支撑连接图；图6为反应管下端部与管板连接图；图7a为管支撑结构示意图；图7b为图7a的A向剖视示意图；图8为反应管结构示意图；图9a为混合气箱的主视结构示意图；图9b为混合气箱的俯视结构示意图；图10为混合气箱底板管孔分布图；图11为出口收集器结构示意图；图12为法兰盖开孔分布图/锥形筒体开孔分布图；图中:1.催化剂卸料口，2a.下人孔，2b.上人孔，3.下封头，4.手孔，5.筒体，6.管支撑，6a.第一管支撑,6b.第二管支撑,6c.第三管支撑,7.反应管,7a.反应管挡块,8.混合气箱，9.开工气入口，10.测温口，11.上封头，12.管板，13.U型筒体，14.支管，15.汇集管，16.分布管，17.反应气进口，18.出口收集器，19.生成气出口，20.薄壁圆筒，21.钢棒，21a.上层钢棒，21b下层钢棒，22.外管，23.定位块，24.内管，26.底板，26a.底板管孔，26b.固定板，26c.活动板，27.下围板，28.盖板，29.上围板，30.叶片，31.内围板，32.支板，33.顶板，34.支撑棒，35.第一紧固件，36.锥形筒体，37.法兰，38.法兰盖，39.第二紧固件，40.把手,41.丝网，41a.上丝网，41b.下丝网，42.保温圈,43.刚性环支座,44.轴式吊耳，45.尾部吊耳，46.锥形本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气冷甲醇反应器，它包括筒体(5)、封装在筒体(5)顶部的上封头(11)、封装在筒体(5)底部的下封头(3)，筒体(5)、上封头(11)、下封头(3)形成封闭的腔体，该腔体内设有反应管(7)，其特征在于：所述的反应管(7)顶部插在混合气箱(8)内，反应管(7)中部插在管支撑(6)内，反应管(7)底部插在管板(12)内；管支撑(6)固定在反应管(7)上，管板(12)固定在U型筒体(13)的顶部，且反应管(7)通过管板(12)与U型筒体(13)内部连通，U型筒体(13)的底部固定在支管(14)上、且两者之间连通，支管(14)的底部插在汇集管(15)内、且两者之间连通，分布管(16)的顶部插在汇集管(15)内，分布管(16)的底部位于汇集管(15)外、且与接管(17)的顶部连接，汇集管(15)与接管(17)之间通过分布管(16)连通，接管(17)底部贯穿下封头(3)、且其端部悬置在下封头(3)外；上封头(11)顶部设有与其内部连通的开工气入口(9)；下封头(3)底部设有与其内部连通的出口收集器(18)，出口收集器(18)底部设有与其连通的生成气出口(19)，生成气出口(19)的底部悬置在下封头(3)外，出口收集器(18)位于汇集管(15)的下部、且两者之间留有间隙。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毛红丽，李金娟，张惠敏，周霞，李耀华，
申请(专利权)人：西安核设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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