[发明专利]一种波纹板式均温加氢反应器

说明书

技术领域

本发明涉及加氢反应器技术领域，尤其是一种波纹板式均温加氢反应器。

背景技术

传统加氢反应器主要有固定床、流动床、流化床三大类，其中固定床反应器采用的最多，如图1所示，它实际上是由多个催化剂床层组成的绝热反应器，其大量反应热由冷却介质（气体或液体）从层间引入激冷冷却，在移走大量反应热的同时，使每个床层温度控制在一定的温升（如50～100℃）范围内。这类反应器的缺点是：（1）催化剂床层的温升不能严格控制在最适范围，易使催化剂过烧影响其寿命，或不在最佳温区，影响产物的品质及产量；（2）反应热由加入的冷介质直接激冷，因此其反应热不能充分回收。

近期也有专利提出采用如图2所示的催化剂在管程，水在壳程的管壳式水冷反应器，解决上述加氢反应器存在的问题，但是其缺点是：（1）内装催化剂反应管数量多，要使加氢反应器的气相和液相均匀进入每根管子有难度，从而影响反应的效率；（2）由于管程与壳程温度不一（尤其在强放热条件下），要解决其热应力，在壳程设有膨胀节，这不仅提高设备造价，增加不安全性，而且也不利于设备的大型化。

由于反应管为光滑管壁，必然会存在一定流体“壁短路效应”，也即影响流体与催化剂充分接触反应的机会，这也就必然影响催化剂反应的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波纹板式均温加氢反应器，以克服上述缺陷，达到提高催化剂寿命、提高反应效率等效果。

本发明的技术方案是：

一种波纹板式均温加氢反应器，包括上联箱环管5、催化剂床层6、波纹板7、下部入口8、下联箱环管9、筒体14和上部出口16，所述催化剂床层6设置在筒体14内，上联箱环管5和下联箱环管9分别安装在筒体14的上部和下部，上联箱环管5和下联箱环管9之间通过由若干波纹板7构成的冷却介质夹层连通，波纹板7构成的冷却介质夹层内装有冷却介质，波纹板7置于催化剂床层6内，上联箱环管5和下联箱环管9分别与上部出口16和下部入口8连接。

所述筒体14顶部设有上部入口1，上部入口1下方设有分散器2，分散器2下方设有分布帽3和气液分布板4。

所述由若干波纹板7构成的冷却介质夹层分别通过若干短管15与上联箱环管5和下联箱环管9连通汇总。

所述筒体14底部设有底部集合罩12，底部集合罩12下方为出口管10。

所述筒体14底部设有催化剂自卸孔11，筒体14上部设有人孔17。

所述波纹板7通过支架13安装在筒体14内部。

本发明的有益效果是：

1、本发明的波纹板式均温加氢反应器突破过去一贯使用的多段绝热反应结构和段间冷激移热结构，改变传统反应器绝热温升高（Δt=50～200℃），反应温度难以控制的缺点，采用本发明的波纹板式均温加氢反应器，整个床层的温度由波纹板内冷流系统的温度、压力以及流量加以调节，可有效控制在Δt=50℃之内，温度调节简单平稳，完全杜绝反应床层的超温现象。

2、本发明的波纹板式均温加氢反应器采用波纹板作为冷却单元（催化剂装于板间），其优点在于：

（1）波纹板由于其表面的凹凸波浪形，增加了流体在板表面与催化剂主体的湍流扰动，从而较一般平面传热提高传热系数15～30%，也即增强了15～30%的移热能力。

（2）由于波纹板面的凹凸，使流体不断扩大与缩小，不断改变流体的方向，因而减少了流体的“壁短路效应”，增加了流体与催化剂的接触与扰动，提高了反应的效率和催化剂的利用率，这一优点对于气固液三相加氢反应尤为有利。

（3）由于波纹板所占体积小，由其构成的反应器较之其他管式反应器的催化剂装填量增加10～20%，而板材价格较之管材价格低，因此多种有利因素叠加后，本发明的波纹板式均温加氢反应器的造价较之其他同样产能反应器的造价低20～30%。

3、采用反应器顶部分布板13和分布帽14，有效地控制好气相和液相能够均匀地分布到整个催化剂床层，使全部催化剂均匀有效地进行加氢反应。

4、本发明的波纹板式均温加氢反应器突破过去反应器大量余热难以利用和回收的缺点，本发明的波纹板式均温加氢反应器可以回收反应热直接付产中压或高压蒸汽，付产蒸汽量根据反应热大小，一般在0.5～5.0吨蒸汽/吨产品，大大提高了运行的经济效益。

附图说明

图1是背景技术中固定床反应器的结构示意图。

图2是背景技术中管壳式水冷反应器的结构示意图。

图3是本发明的波纹板式均温加氢反应器的结构示意图。