[实用新型]一种坑道式反应器结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及反应器领域，尤其涉及一种坑道式反应器结构。

背景技术

目前，从天然气出发制取乙烯的方法有直接法和间接法。直接法有氧化偶联、氯化偶联、直接脱氢法；间接法是先将天然气转化为合成气，再由合成气制烯烃，包括改良F—T法、甲醇裂解制烯烃等方法。

从技术、资源利用、环境保护等方面考虑，间接法不是经济合理的选择，而天然气即甲烷氧化偶联制乙烯(OCM)是最直接的方法，因此几十年来，OCM一直是世界各国科学家研究的重点。

然而，从化学性质的角度讲，甲烷十分稳定，目的产物之一的乙烯却十分活泼，高温和氧气的存在也使得甲烷和产物(乙烷和乙烯，总称C2烃)都有可能被深度氧化为CO及COx，并且该反应是强放热反应，这在本质上导致了OCM过程进行的难度。虽然催化剂的开发和反应机理的研究是目前的重点，但是反应器的设计、工程放大及流程安排也是工业化过程中必须考虑的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提出了一种适用于甲烷偶联制乙烯反应的坑道式反应器结构，当反应器在高温、大尺寸下，保证各处结构的应力在许用范围内、流体分配均匀、变形协调、内外温度合理等，最终使反应器有较高的转化效率及较高的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种坑道式反应器结构，包括进口渐缩管、反应腔体和出口渐扩管，其外设置钢壳体，所述反应腔体的数量为1～n，每一反应腔体由于其间的导流板隔开，所述导流板的数量为0～n-1，每一反应腔体对应一流体坑道且在水平方向上并列布置，所有反应腔体共用水平布置于反应器结构内的床层，所述床层上铺设催化剂；其中n为大于等于1的整数。

优选的，所述坑道式反应器结构为甲烷偶联制乙烯反应器。

优选的，所述床层的形式为刚玉板拼接，在所述床层上设有大量均匀分布的流体孔道。

优选的，所述床层由位于其底部的侧床层支撑墙和内床层支撑墙支撑，并设置膨胀缝。

优选的，所述钢壳体的内表面上设置耐高温隔热衬里，所述耐高温隔热衬里设置膨胀缝。

优选的，每一反应腔体内部设置导流墙。

优选的，所述床层、侧床层支撑墙、内床层支撑墙、导流墙、导流板与所述刚壳体的连接方式均为可拆卸连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

采用变截面型式的进口渐扩管和出口渐扩管，适配流量和压力，使原料气均匀进入和流出反应腔体并通过催化剂及催化剂床层，并可灵活地通过调整反应腔体数量，适当布置导流板(墙)及内床层支撑墙，达到适应不同流量的需求以及均匀化流体的分配，均匀的流体分配有利于提高反应器的转化率，延长催化剂的使用寿命；

催化剂床层采用刚玉板，同时配合开孔的方式，保证流体均匀地通过催化剂，有利于改善其在高温下的应力分布，有利于高温膨胀吸收及制造安装，床层无膨胀应力，变形小，高温下强度刚度较好；

反应器结构壳体为钢材质，具有承受反应内压以及一定的支撑作用，且在壳体内部设置耐高温隔热衬里，既可保护外部钢结构被高温破坏，又能减少能量损失，提高经济效益；同时在耐高温隔热衬里设有膨胀缝，吸收支撑墙及衬里的高温膨胀量以及金属壳体与衬里的高温膨胀差。

附图说明

图1是本实用新型所述的坑道式反应器结构的示意图；

图2是如图1所示的坑道式反应器结构的A-A剖面图；

图3是本实用新型所述的坑道式反应器结构的组合示意图；

图中的附图标记为：

1、钢壳体；2、耐高温隔热衬里；3、床层；4、侧床层支撑墙；5、进口渐缩管；6、反应腔体；7、出口渐扩管；8、导流墙；9、内床层支撑墙；10、导流板；11、流体坑道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。