[实用新型]一种带有排管壁式内外筒的固定床轴径向反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油化工技术领域，尤其涉及一种适用于固定床气固相催化反应装置，特别涉及一种反应气沿轴径向掠过催化剂，催化剂装填于特殊的内外收集筒内的带有排管壁式内外筒的固定床轴径向反应器，该固定床轴径向反应器特别适用于合成氨、CO变换、甲醇氧化重整制氢、催化重整、乙苯催化脱氢制苯乙烯等。

背景技术

随着化工生产的发展，为适应不同的传热要求和传热方式，出现多种固定床反应器的结构形式，其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。

固定床反应器从反应原理上主要分为绝热式和换热式两大类。绝热式固定床反应器结构简单，催化剂均匀堆置于床内，与外界没有热量交换，床层温度沿物料的流向而变化。按照工艺气进入床层的流向可以将固定床反应器分为轴向流、径向流、轴径向流三种反应模式。

轴向流动反应器2中的气体1流向与轴向流动反应器2的轴2a平行，如图1所示。轴向固定床反应器2结构简单，生产能力大。轴向固定床反应器也有较大的缺点，阻力降较大，对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。

径向流动催化床反应器3中的气体4在垂直于径向流动催化床反应器3轴3a的各个横截面上沿半径方向流动，如图2所示。径向流动催化床反应器3的气体流道短，流速低，可大幅度地降低催化床压降，为使用小颗粒催化剂提供了条件。径向流动催化床反应器3的设计关键是合理设计流道使各个横截面上的气体流量均等，对分布流道的制造要求较高，且要求催化剂有较高的机械强度，以免催化剂破损而堵塞分布小孔，破坏流体的均匀分布。

轴径向流动催化床反应器5中的气体6分两个流道，小部分气体6a从床层5a顶部轴向进入床层5a，大部分气体6b垂直于轴径向流动催化床反应器5轴5b的各个横截面上沿半径方向流动，如图3所示。轴径向流动催化床反应器5具备径向反应器的所有优点，其流道使得催化剂的利用率得以最大化，极大限度的减小了床层顶部死区，充分发挥催化剂活性并使得压降最小化。

目前国内对这三种模式的固定床反应器研究都非常的多，尤其是径向和轴径向反应器的研究是非常热门的课题。大部分相关专利即围绕实现径向或轴径向反应器内件即催化剂内外筒的开发，如专利200310109323.6《一种催化重整和催化脱氢固定床径向反应器》，其内外筒为在卷制的圆筒上打小圆孔来实现催化剂的支承和气体流通，类似工业化产品还有长条孔板、桥孔板或者约翰逊网等。但上述产品均存在一定的缺陷，如制造复杂、加工费用高、开孔率低、内外筒强度低等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述问题，而提供一种新型的带有排管壁式内外筒的固定床轴径向反应器。其具有强度高、结构简单、开孔率大、催化剂死区小的特点，内外筒可根据设备规格整体或分块制造安装，同时由于管/杆间缝隙呈轴向连续状，可将催化剂装填、沉降过程中产生的磨损最小化。

本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种带有排管壁式内外筒的固定床轴径向反应器，包括承压壳体和安装在所述承压壳体内的催化剂筒体部分，所述催化剂筒体部分包括内件底部支撑、催化剂外筒、催化剂内筒和催化剂顶部环形格栅，所述内件底部支撑固定在所述承压壳体的底部，所述催化剂外筒和催化剂内筒固定在所述内件底部支撑上，所述催化剂顶部环形格栅安装在所述催化剂外筒和催化剂内筒顶部上，催化剂填充在由内件底部支撑、催化剂外筒、催化剂内筒和催化剂顶部环形格栅围成的空间内，其特征在于，所述催化剂外筒采用周向间隔排列的若干第一换热管或若干第一圆杆构成。

所述催化剂外筒中的若干第一换热管或若干第一圆杆采用若干个轴向间隔排列的第一环形多孔板连接。

所述若干个轴向间隔排列的第一环形多孔板采用第一纵向连接板连接。

每一第一环形多孔板由若干块第一弧形多孔板连接而成，这样使得催化剂外筒可以分块制造。

所述第一换热管或第一圆杆之间的间隙依据工艺需求及催化剂颗粒大小而确定。

所述催化剂内筒由一段不开孔的圆管和一段管壁上按规则开孔的开孔圆筒以及采用周向间隔排列在所述开孔圆筒外壁上的第二换热管或第二圆杆构成，其中所述圆管位于催化剂内筒的顶部，所述开孔圆筒的顶部与圆管的底部连接，开孔圆筒的底部连接在所述内件底部支撑上，所述催化剂顶部环形格栅的内缘与所述圆管连接。

所述催化剂内筒中的若干第二换热管或若干第二圆杆采用若干个轴向间隔排列的第二环形多孔板连接，所述开孔圆筒与所述第二环形多孔板连接。