[实用新型]一种激冷气调温的气固相反应固定床催化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油化工领域的反应装置，特别是一种用于醋酸及其酯类系列产品为原料制取乙醇的工艺过程中，进行加氢时采用的气、固相反应的固定床催化反应器。

背景技术

反应器是完成两种或两种以上介质所发生化学反应过程的设备，是石油化工装置中的核心设备。通常情况下，反应器中的气体或液体等反应物，以流动的状态穿过固定不动的催化剂床层来完成反应过程，且气相或液相流动，催化剂静止不动。反应介质的均匀流动，是保证反应充分和完全的关键，也是衡量反应器性能的重要指标。因此改善介质的均匀流动至关重要。

在进行醋酸及其酯类系列产品加氢制乙醇的反应时，会产出大量的反应热，需要注意及时移走热量，如若超温，可能会造成反应效率的降低甚至使催化剂失活。加氢反应通入氢气的量可以控制醋酸及酯类等生成目标产品乙醇，尤其是中间产物酯类的进一步加氢，减少副产物的产生，提高乙醇收率。

目前，醋酸及其酯类系列产品加氢制乙醇的反应通常采用的是固定列管式反应器，该类反应器床层温度较为均匀，操作方便，副产蒸汽，能量可回收合理利用。但该类反应器存在以下问题：催化剂时空产率低，催化剂床层上段温度较低，床层上段催化剂利用率不高；催化剂装填困难，在装填过程中容易造成催化剂装填不均匀；催化剂易中毒，影响使用寿命；反应器单位面积生产能力低，设备加工难度大及加工周期长。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于醋酸及其酯类系列产品加氢制乙醇反应的固定床催化反应器，防止反应超温，提高催化剂床层利用率。

技术方案：一种激冷气调温的气固相反应固定床催化反应器，反应器罐体由筒体、上封头、下封头构成，所述上封头设有气体进口，所述下封头设有卸料口和反应产物出口；

所述反应器罐体分为顶部的绝热段和位于绝热段下方的反应段，所述绝热段装填有惰性耐火瓷球层A，所述反应段中部设有混合分布器，将反应段分为上反应段和下反应段，激冷气进口与所述混合分布器连通，所述混合分布器上下均装填有惰性耐火瓷球层B，所述上反应段和所述下反应段中均装填满加氢催化剂，所述下反应段下部装填有惰性耐火瓷球层C。

最佳的，所述惰性耐火瓷球层A上方设有压板，反应气体经压板均匀分布进入惰性耐火瓷球层A，防止气体偏流，保证反应器内轴向各处催化剂床层的负荷一致。

最佳的，所述惰性耐火瓷球层A与所述上反应段中的加氢催化剂通过丝网耦合连接。绝热段与上反应段通过丝网直接串联在一起，有效耦合，装填催化剂时可通过绝热段进行，装填操作面大，效率高，且便于反应段内催化剂装填均匀。

最佳的，所述惰性耐火瓷球层A的装填高度为30～200mm，惰性耐火瓷球直径为10～30mm；所述惰性耐火瓷球层B的装填高度为100～300mm，惰性耐火瓷球直径为10～30mm；所述惰性耐火瓷球层C由上下两层构成，上层的装填高度为30～200mm，惰性耐火瓷球直径为10～30mm，下层的装填高度为50～400mm，惰性耐火瓷球直径为30～50mm。

所述混合分布器为喷射式或扩散式。

最佳的，所述激冷气进口上设有旁路调节阀。反应段内温度由激冷气旁路调节阀自动进行调节控制，根据反应段内工作环境的温度变化，自动导通或者断开旁路调节阀，从而可以调节通入的激冷气气量的大小，来保证反应段的反应温度的高低。

最佳的，激冷气为氮气、氢气，所述氢气为反应经冷却后分离出的未充分利用的氢气，既可转移反应段内催化剂上进行加氢反应所放出的热量，又可循环利用氢气，促进反应。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、在反应段的上面设置绝热段，使催化剂床层温度迅速升高，达到反应所需要的温度，提高催化剂床层利用率和使用寿命；

2、在反应器中部的激冷气进口设有混合分布器使激冷气与氢气、醋酸及其酯类蒸汽均匀分布，采用激冷气调节反应段的反应温度，可将醋酸及其酯类系列产品加氢制乙醇反应时产出的大量反应热及时移走热量，防止反应超温，以免造成反应效率降低甚至使催化剂失活；

3、同时通过控制激冷气的通入量，可以控制醋酸及酯类等生成目标产品乙醇，尤其是中间产物酯类的进一步加氢，减少副产物的产生，提高乙醇收率；

4、绝热段与反应段有效耦合，具有反应气体分布均匀、床层温度分布合理、生产能力大、能量回收利用率高、催化剂装填便捷、催化剂使用寿命延长的优点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式