[实用新型]复合式换热径向甲醇反应器

说明书

本实用新型公开了一种复合式换热径向甲醇反应器，在外壳内设置有内件，在内件与外壳之间形成布气腔；在内件内设置有收气筒，在收气筒与内件之间形成反应区，在反应区内设置有列管，在列管的周围装填有催化剂；在收气筒内安装有管壳式换热器，该换热器具有壳体和安装壳体内的换热管，换热器沿外壳的轴线方向延伸，换热器的壳体与收气筒之间形成收气腔；在换热器的上端部设置有连通换热器的壳程与收气腔的进气口；在换热器的下端设置有连通换热器的壳程与合成气出口管的出气口。该反应器能够在保证反应正常进行的情况下，降低工业装置的总设备量，由此减少设备投资，以及降低工艺控制点和管理难度。

技术领域

本实用新型具体涉及一种复合式换热径向甲醇反应器。

技术背景

甲醇合成是一种具有强放热的化学反应，为了提高反应效率，在反应的同时需要及时将多余的反应热移出，虽然现在的甲醇反应器一般均设置有换热器，用于将反应热移出，目前一般是在反应器内安装列管，在列管周围装填催化剂，在列管内通入冷却水将反应热带走，完成反应的气体排出反应器进入到下道工序，由于甲醇合成需要在一定的温度下才能比较稳定的进行，因此从反应器中排出的反应混合气体的温度仍较高，需要进一步降温后才能进入后道工序。对于从反应器中排出的反应混合气体的降温，在目前一般是设置专门的换热器对其进行降温，其中的冷源为冷却水或原料气，无论采用哪种冷源，均需要设置单独的换热器这增大了整个工业装置的投资，同时由于设备的增多，也增加了工艺控制点以及管理成本和难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，在保证反应正常进行的情况下，降低工业装置的总设备量，由此减少设备投资，以及降低工艺控制点和管理难度。

为此，本申请首先提出了一种复合式换热径向甲醇反应器，其包括外壳，在外壳的下端设置有合成气进口管、合成气出口管和冷媒进口管，在外壳的上端设置有冷媒出口管；在外壳内设置有内件，在内件与外壳之间形成布气腔；在内件内设置有沿外壳的轴线方向延伸的收气筒，在收气筒与内件之间形成反应区，在反应区内设置有列管，在列管的周围装填有催化剂；

在收气筒内安装有管壳式换热器，该换热器具有壳体和安装壳体内的换热管，换热器沿外壳的轴线方向延伸，换热器的壳体与收气筒之间形成收气腔；

在换热器的上端部设置有进气口，该进气口连通换热器的壳程与收气腔；在换热器的下端设置有出气口，该出气口连通换热器的壳程与合成气出口管；

换热器的换热管的上端连通布气腔，所述换热管的下端连通合成气进口管；

所述列管的上端连通冷媒出口管，列管的下端连通冷媒进口管；

在内件上设置有连通布气腔反应区之间的第一通孔，在收气筒上设置有连通反应区与收气腔之间的第二通孔；

当该甲醇反应器使用时，原料气经合成气进口管进入到换热器的管程，再进入到布气腔，经布气腔沿径向进入反应区内进行反应形成混合气，混合气经收气筒进入到收气腔，再经进气口进入换热器的壳程，经换热管与管程内的原料气换热后经合成气出口管流出。优选地，所述进气口设置在换热器的壳体的上端部。

在该甲醇反应器中，设置了换热器，该换热器用于将反应后的混合气与原料气进行换热，在降低混合气温度的同时，可以提高原料气的温度。根据需要，可以将原料气的温度提升到略低于其最佳反应温度，使进入到反应区的原料气立刻可以进行反应，最大限度地缩短了采用低温原料气时，初始进入到反应区的原料气的反应效率较低的问题，可有效地提高甲醇的合成效率。另外相对于目前采用的对原料气在反应器外进行加热的方式，减少一个换热设备，有利于减少整个甲醇合成系统的建造费用，由于减少了换热设备，可以减少相应的管理费用以及工艺控制点。

另外，设置换热器后，由于降低了反应后的混合气的温度，可以有效地降低混合气的温度，从而降低反应器的内部压力，提高了反应器的安全性能。