[发明专利]一种大型反应器及其装置和工艺

权利要求书

1.一种大型反应器，包括壳体、换热内件、进口管箱和出口管箱，所述的换热内件包括换 热绕管，所述的壳体包括上封头、筒体、下封头，所述的上封头和下封头上分别设有进气口 和出气口，其特征在于：所述的进口管箱和/或出口管箱的数量各为2或2的倍数，分别设于 下封头和上封头上，或者筒体下部和上部并按圆周对称布置，所述的进口管箱和出口管箱分 别连接换热绕管的两端，所述的换热绕管由内到外由定位条分隔定位缠绕成层层管组，所述 的换热绕管间装填催化剂形成催化剂层。

2.如权利要求1所述的大型反应器，其特征在于：所述的上封头上部设有兼做出口管箱的 汽包，所述的汽包与上封头之间的管板上连接偶数个扇形布管区的绕管组。

3.如权利要求1所述的大型反应器，其特征在于：所述的大型反应器是径轴向反应器，所 述的筒体内壁的中下部设有多孔集气筒，筒体中心设有中心分气筒，所述的中心分气筒中下 部开孔，所述的中心分气筒和多孔集气筒上靠催化剂层一侧铺有不锈钢丝网，所述的中心分 气筒和多孔集气筒之间为换热绕管外的催化剂层，所述的出气口位于上封头上，所述的进气 口位于中心分气筒顶端，所述的中心分气筒为底端密封的中空芯轴。

4.如权利要求1所述的大型反应器，其特征在于：所述的大型反应器是轴径向反应器，所 述的筒体内壁中下部设有多孔分气筒，筒体中心设有中心集气筒，所述的中心集气筒的中下 部开孔，所述的中心集气筒和多孔分气筒上靠催化剂层一侧铺有不锈钢丝网，所述的中心集 气筒用定位圈固定于筒体中心，所述的中心集气筒和多孔分气筒之间为换热绕管外的催化剂 层，所述的进气口位于上封头顶部，所述的出气口位于中心集气筒底端，所述的中心集气筒 为顶端密封的中空芯轴。

5.如权利要求1所述的大型反应器，其特征在于：所述的换热绕管为小管径螺旋换热管， 管内径10～25mm。

6.如权利要求1所述的大型反应器，其特征在于：位于催化剂床层自上而下10～50％高度 部分的换热绕管轴向上下相邻二管的管壁间距为正常均匀间距的10～90％。

7.如权利要求1所述的大型反应器，其特征在于：位于催化剂床层自下而上20％高度部分 的换热绕管轴向上下相邻二管的管壁间距为正常均匀间距的10～90％。

8.一种使用如权利要求1所述的大型反应器的大型反应装置，其特征在于：所述的大型 反应装置包括单台水冷绕管大型反应器，或水冷绕管大型反应器串气冷大型反应器。

9.一种采用如权利要求1所述的大型反应器的大型甲醇合成工艺，其特征在于包括以下步 骤：

1)新鲜原料气和合成驰放气回收氢气混合成混合气，上下，经深度净 化后与循环气混合，达到出口反应气中甲醇摩尔分率＞10％，进大型反应器合成甲醇；

2)混合气经换热器换热升温到高于210℃，合成甲醇的反应热加热换热绕管内的水副产 中压蒸汽，达到吨醇高于1吨蒸汽；

3)出大型反应器后，高甲醇含量的热气经换热器换热冷却，加热锅炉水降温或用空气冷 却器降温后再经水冷冷却到40℃上下，去醇分离器分离甲醇；

4)分离产物后的反应气经循环机返回再去反应的循环气和新鲜原料气之比即循环比小于 3，另一部分驰放气用膜分离、变压吸附等方法回收利用有效氢气，或者进入下一个小反应回 路进一步反应。

10.如权利要求1所述的大型反应器，可用于费托反应合成油、甲烷化、环氧乙烷、乙二 醇生产等放热反应或吸热反应。