[发明专利]一种轴径向反应器

说明书

本发明涉及煤化工合成装置的技术领域，具体涉及一种轴径向反应器。包括上封头、筒体、反应机构、下封头和裙座；所述上封头的顶端开设有进气口，进气口的两侧对称设有进水口，与进水口相邻上封头的两侧设有出水口；所述上封头内设有旋风分布器，所述旋风分布器和进气口连通；所述筒体内由上至下依次设有水收集箱、上瓷球层、催化剂床层和支撑瓷球层；所述水收集箱、上瓷球层、催化剂床层和支撑瓷球层构成反应机构；上瓷球层、支撑瓷球层和下封头内分别装填瓷球，下封头内装填的瓷球粒径大于支撑瓷球层内装填的瓷球粒径；能解决传统反应器催化剂装填量小，压降大，反应管材质等级高的问题。

技术领域

本发明涉及煤化工合成装置的技术领域，具体涉及一种轴径向反应器。

背景技术

目前，在煤化工领域合成装置中反应器设备，包括甲醇合成塔，乙二醇合成塔等，一般采用轴向固定管板式反应设备，合成气从管程进口进入反应器内，在反应管中催化剂作用下进行合成反应，反应热通过壳程水带走。如图7所示为传统的轴向固定管板式反应器，管程介质为反应气，壳程介质为水。催化剂装填在换热管内，利用壳程的水，吸收反应热，从而起到稳定反应温度，实现利用反应热副产蒸汽的目的。上述传统的反应器结构，存在以下缺陷：（1）由于管、壳程的温度有差异，管程（换热管）和壳程（壳程筒体）之间的热膨胀量不一致，为了控制热膨胀量差，导致该反应器的换热管长度一般不超7000mm，换热管长度限制了催化剂的装填量，进而限制了单台反应器的产能；（2）由于管、壳程介质的特性，以及催化剂对材质要求，一般情况下壳程选择碳钢材料即可，管程（换热管）需要选择不锈钢以上级别的材料。即使控制了换热管的长度，由于普通奥氏体不锈钢和碳钢之间线膨胀系数差别较大，热膨胀仍然不能满足要求，换热管需要选择材料等级更高的双相不锈钢，导致反应器的造价因为采用了特殊的双相不锈钢大幅度增加；（3）由于催化剂装填在换热管内部，换热管直径一般较小，大都为44mm或者38mm。整台反应器装填量同时受到换热管直径和换热管长度的限制，制约了催化剂的装填量，进而限制了单台反应器的产能；（4）由于结构的原因，传统反应器合成气沿轴向通过催化剂床层，床层厚度较厚，工艺侧压降较大，导致能量损失较大。

发明内容

本发明目的是为了改进已有技术的缺点，提供一种轴径向反应器，能解决传统反应器催化剂装填量小，压降大，反应管材质等级高的问题。

一种轴径向反应器，所述轴径向反应器由上至下依次包括上封头3、筒体11、反应机构、下封头20和裙座22；所述上封头3的顶端开设有进气口1，进气口1的两侧对称设有进水口2，与进水口2相邻上封头3的两侧设有出水口4；所述上封头3内设有旋风分布器5，所述旋风分布器5的进气端和进气口1连通；所述筒体11内由上至下依次设有水收集箱、上瓷球层10、催化剂床层12和支撑瓷球层18；所述水收集箱、上瓷球层10、催化剂床层12和支撑瓷球层18构成反应机构；上瓷球层10、支撑瓷球层18和下封头20内分别装填瓷球，下封头20内装填的瓷球粒径大于支撑瓷球层18内装填的瓷球粒径；

所述水收集箱包括上部的进水收集箱6和下部的出水收集箱8，所述进水收集箱6的底板为上管板7，所述出水收集箱8的底板为下管板9，进水收集箱6通过管道连通至进水口2，出水收集箱8通过管道连通至出水口4；所述进水收集箱6和上封头3之间轴向形成第一进风腔，所述出水收集箱8和上瓷球层10之间轴向形成第二进风腔；所述筒体11内同轴设有上端封闭的中心管14，所述中心管14由上至下依次贯穿于上瓷球层10、催化剂床层12、支撑瓷球层18和下封头20，且和下封头20底端开设的出气口24连通；对应于催化剂床层12的中心管14侧壁上均布设有中心管孔；