[实用新型]列管式反应器催化剂的装填结构

说明书

本实用新型涉及一种列管式反应器催化剂的装填结构，解决了现有装填结构存在的体积大、维护操作不便、反应器内温度控制不均的问题。技术方案包括多根反应管,每根反应管分为两个装填区域,分别为填装有固体催化剂的A区和填装有惰性组分的B区,相邻两根反应管由原料进口至出口的填装区域相反。本实用新型结构简单、操作简便、反应温度容易控制、不易烧结、催化剂再生周期长、反应器体积小、生产成本低。

技术领域

本实用新型涉及列管式反应器，具体的说是一种列管式反应器催化剂的装填结构。

背景技术

化工生产装置中经常使用等温列管式反应器，该类反应器类似于列管式换热器，列管内放催化剂，管间通熔融的盐类或水蒸汽、导热油等作为撤热介质，反应物料经管内催化剂层反应，反应热经管壁与撤热介质交换被带出。换热式列管反应器内的温度分布如图1所示，从原料进口到产物出口，随着反应的进行，温度先升高后降低，存在一个最高点T_最高(即热点温度)。多根列管在反应器内完全并列排布时，由于各列管之间的相互影响，热点间相互强化，反应温度会更高。因此，该类反应器最大的难点在于温度很难控制均匀，尤其是对于强放热反应，反应物料易在催化剂局部区域剧烈反应导致反应器内局部温度过高，造成原料或产物发生裂解、催化剂结炭、管子堵塞等问题，严重限制了该类反应器的应用。

为解决上述技术问题，有人改性了反应器列管内催化剂的填装方式，如专利号201310033770.1的专利文献公开了一种丁烯氧化脱氢等温反应器催化剂的装填方法，主要解决现有技术中丁烯氧化脱氢列管式等温反应器技术中存在的反应器内列管局部温度过高、丁二烯选择性低、催化剂积炭和再生周期短的问题。采用的反应器为一列管式等温反应器，列管内装填催化剂A剂和B剂的混合物，其中A剂为高活性催化剂，B剂为低活性催化剂或惰性材料，装填催化剂时，反应器列管自进口至出口的不同装填区域内A剂含量逐步增加，B剂含量逐步降低，由于在靠近反应气体入口的区域，高活性的A剂含量低，低活性甚至惰性的B剂含量高，相当于局部区域提高了催化剂的空速，局部区域提高了催化剂的空速，有效防止了反应温度局部过热、催化剂积炭失活，延长了催化剂使用再生周期的问题。这种填装方式虽然可以解决反应温度局部过热的问题，但仍存在以下问题：(1)由于管中在不同区域均混入了B剂，因而为了实现相同的催化效果，需要大大增加反应管的数量、长度或直径，从而增加反应器的体积、提高制造成本和安装难度；(2)多个区域不同比例的混装，会大大增填装难度、不易控制。(3)由于每根反应管填装顺序和方式相同，因而理论上也存在一个热点间相互强化的问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、操作简便、反应温度容易控制、不易烧结、催化剂再生周期长、反应器体积小、生产成本低的列管式反应器催化剂的装填结构。

本实用新型装填结构包括多根反应管,每根反应管分为两个装填区域,分别为填装有固体催化剂的A区和填装有惰性组分的B区,相邻两根反应管由原料进口至出口的填装区域相反。

所述反应管中B区的管长为50mm以上。

同一反应管中，A区和B区的管长比值为5-15:1。

所述B区填装的惰性组分为氧化铝瓷球、硅胶、硅藻土、陶瓷或耐热金属中的至少一种。