[发明专利]一种双封头可控水移热反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种固定床催化剂，气相状态下的变换、合成、加氢反应器，尤其涉及的是一种双封头可控水移热反应器。

背景技术

CO变换反应后器作为化工行业的一种广泛应用反应器，其间，人们对变换反应器进行了多次的改进，由原来全轴向改为全径向，在催化剂床层阻力方面取得很好效果，但催化剂床层仍为绝热反应，催化剂床层分为若干床层，每床层之间采取间接换热或用水冷激。这种间接换热回收变换系统热能品位低，回收显热和潜热效率低、催化剂易超温、同时变换还拌有甲烷化等副反应等缺陷。

煤制乙二醇的羰基化合成反应器，目前采用ф25X2的管内装填催化剂，管外用水移热，一台列管反应器由数千个全轴向ф21圆柱形催化剂床层组成，气体分布不均匀、副反应物多、催化剂床层阻力大、热应力大、设备泄漏、一套20万吨/年的乙二醇装置的羰基化合成反应器需要6台管壳反应器并联运行，工程投资大等缺陷。

煤制乙二醇的酯化加氢反应器，目前采用ф38X2的管内装填催化剂，管外用水移热，一台列管反应器由数千个全轴向ф34圆柱形催化剂床层组成，气体分布不均匀、副反应物多、催化剂床层阻力大、热应力大、设备泄漏、工程投资大等缺陷。

目前，煤制天然气的反应采用：n个绝热床层+n个废过热锅炉的移热方式，而且需要增加反应物水蒸气来抑制第一、第二绝热床层反应，同时配置循环气，否则出现第一、第二绝热床层飞温现象，运行能耗高、装置投资大、系统阻力大等缺陷。

目前，煤制油、煤制石蜡的费托合成反应还没有在运行的大型化装置，部分在运行的小型费托合成装置反应器也为列管式反应器，Fe(或Co)系催化剂装填在ф76X4管内，仍然存在气体分布不均匀、超温、积碳、长碳链烷烃收率低、阻力大、设备泄漏、难以大型化等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种双封头可控水移热反应器，利用换热管内水转化为蒸汽发生相变吸热原理及时移走催化剂床层内反应热量，并副产不同压力下的饱和蒸汽。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括连为一体的催化剂装填管、进水管、上外封头、隔板、出水管、至少一个导水管、至少一个换热管、上内封头、上法兰、气体分布筒、集气筒、下内封头和催化剂自卸管，连为一体的下法兰、主筒体、下外封头、催化剂自卸口、进气口和出气口；所述进水管开设于上外封头的顶部，隔板设置于上外封头和上内封头之间，所述出水管设置于隔板和上内封头之间，所述上外封头的底部、上内封头的底部和气体分布筒的顶部分别连接在上法兰上，所述气体分布筒的底部连接在下内封头上，所述气体分布筒套设在主筒体内，所述主筒体的顶部连接下法兰，主筒体的底部连接下外封头，上法兰和下法兰相连；所述催化剂装填管的一端连接在上内封头和气体分布筒之间，另一端依次穿过隔板和上外封头，所述导水管一端连通于隔板和上外封头之间，另一端套设在换热管内，所述换热管的管体位于气体分布筒内，换热管的出口位于隔板和上内封头之间，所述集气筒的筒体位于气体分布筒内，集气筒的出口连接出气口，所述催化剂自卸口、进气口和出气口分别设置于下外封头上，所述催化剂自卸管一端连接于下内封头上，另一端连接于催化剂自卸口上。

作为本发明的优选方式之一，所述上外封头和上法兰之间设置短接接筒，所述出水管设置于短接接筒上，短接接筒的一端连接上外封头，另一端固定在上法兰上，隔板位于短接接筒和上外封头之间。

作为本发明的优选方式之一，所述换热管为一端封闭一端开口的结构，换热管的管体和封闭端位于气体分布筒内，换热管的开口端设置于隔板和上内封头之间，所述导水管套设在换热管内。

作为本发明的优选方式之一，所述上内封头为挠性管板或标准封头，所述标准封头选自球形封头、椭圆封头、锥形封头、蝶形封头、球冠型封头中的一种。作为本发明的优选方式之一，所述上内封头和短接接筒分别焊接在上法兰上。

作为本发明的优选方式之一，所述上法兰为异形法兰，所述异形法兰为标准法兰或非标准法兰。

作为本发明的优选方式之一，所述上法兰和下法兰通过紧固件连接，上法兰和下法兰之间设有密封垫片。

作为本发明的优选方式之一，所述密封垫片为Ω密封垫片。

作为本发明的优选方式之一，所述气体分布筒上设有多个进气孔。

作为本发明的优选方式之一，所述集气筒的筒体上设有多个集气孔。