[发明专利]一种适用于强放热反应的节能型径向反应器

说明书

本发明公开的节能型径向反应器，其反应区包括高温区和低温区，高温区与低温区之间设置有换热区，高温区、低温区和换热区内分别设置有多根第一换热管、多根第二换热管和多根第三换热管，多根第一换热管的壳程和多根第二换热管的壳程内填充有催化剂，多根第一换热管的管程入口与循环热水供应机构的出水口相通，多根第二换热管和多根第三换热管的管程入口分别经第一气体分布器与进气口相通，多根第二换热管和多根第三换热管的管程出口分别经第二气体分布器与多根第一换热管的壳程入口相通。该反应器空间利用率高、催化剂装载率高、合成气停留时间长、反应温度多样性、列管转化率高，适用于费‑托合成、变换、甲醇、乙醇等强放热反应。

技术领域

本发明涉及一种化工设备，具体涉及一种适用于强放热反应的节能型径向反应器。

背景技术

化学反应一般伴随着吸热或者放热反应。其中将合成气经过催化剂作用转化为烃的费脱合成等是强放热反应。固定床列管反应器具有催化剂与产品分离、催化剂再生流程简单等优点，在放热反应中具有较为广阔的应用前景。列管反应器分催化剂装换热管外和换热管内两种，催化剂装换热管内的可以从上下封头直接装卸料，比较方便，而对于催化剂装在换热管外的列管反应器，一般不能从上下封头直接装卸料，其装卸料比较困难。合成气一般是沿着床层轴向流动或径向流动，径向流动较轴向流动换热效率好，停留时间长，但现有反应器存在空间浪费问题。且放热反应随着反应的进行，降低反应温度能提高转化率，但是现有的反应器没有根据反应不同阶段的控温设计。例如，CN104368281A公开了一种列管式反应器，包括反应器箱体以及间隔设置在所述反应器箱体内的多个列管，反应器箱体包括箱体主体和固定在该箱体主体底部的水平基座，所述反应器箱体上还设置有与所述多个列管连通的反应原料进口和反应产物出口，其中，至少一个所述列管相对于所述水平基座倾斜设置。该列管式反应器无法针对反应不同阶段的控温设计，难以满足强放热反应的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种合成气在反应区内径向流动且空间利用率高、催化剂装载率高、合成气停留时间长、反应温度多样性、列管转化率高的适用于强放热反应的节能型径向反应器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种适用于强放热反应的节能型径向反应器，包括筒体，所述的筒体的两端分别连接有上封头和下封头，所述的上封头与所述的筒体之间安装有上管板，所述的筒体与所述的下封头之间安装有下管板，所述的筒体上设置有进气口和出气口，所述的筒体的内腔中设置有反应区，所述的反应区包括环状的高温区和低温区，所述的高温区与所述的低温区之间设置有换热区，所述的高温区位于所述的换热区的外侧，所述的低温区的内侧设有用于排出反应气的中间通道，所述的高温区内设置有直立的多根第一换热管，所述的低温区内设置有直立的多根第二换热管，所述的换热区内设置有直立的多根第三换热管，所述的多根第一换热管、多根第二换热管和多根第三换热管的上端和下端分别安装在所述的上管板和所述的下管板上，所述的多根第一换热管的壳程和所述的多根第二换热管的壳程内均填充有催化剂，所述的多根第一换热管的管程入口与循环热水供应机构的出水口相通，所述的多根第一换热管的管程出口与所述的循环热水供应机构的入水口相通，所述的多根第二换热管和所述的多根第三换热管的管程入口分别经第一气体分布器与所述的进气口相通，所述的多根第二换热管和所述的多根第三换热管的管程出口分别经第二气体分布器与所述的多根第一换热管的壳程入口相通，所述的多根第一换热管的壳程、多根第三换热管的壳程、多根第二换热管的壳程和中间通道依次相通，所述的中间通道与所述的出气口相通。