[实用新型]一种新型氧化偶联制乙烯反应装置

说明书

本实用新型涉及一种新型氧化偶联制乙烯反应装置，包括：筒体，所述筒体包括反应腔和耐火层，所述反应腔包括反应气进气口和反应气出气口，氧气进气管，支撑板，催化剂层，急冷装置，所述急冷装置包括入口集流管、出口集流管和急冷管，所述急冷管为蛇形管。其优点在于，在反应腔内设置急冷装置，使950℃的反应气迅速降温至750℃以下，降低高温对催化剂层的影响，避免催化剂性能下降，使得反应腔内的反应器流态分布均匀，提高反应转化率；同时能够解决高温下热应力对材料的影响；结构简单，易于制造、安装，适应性强。

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种新型氧化偶联制乙烯反应装置。

背景技术

目前，从天然气出发制取乙烯的方法有直接法和间接法。直接法有氧化偶联、氯化偶联、直接脱氢法；间接法是先将天然气转化为合成气，再由合成气制烯烃，包括改良F—T法、甲醇裂解制烯烃等方法。

从技术、资源利用、环境保护等方面考虑，间接法不是经济合理的选择，而天然气即甲烷氧化偶联制乙烯(Oxidative Coupling of Methane，OCM)是最直接的方法，因此几十年来，OCM一直是世界各国科学家研究的重点。

然而，甲烷氧化偶联制乙烯是高温(750～950℃)条件下的快速、强放热反应。反应过程如下：经预热过的甲烷反应气由反应器进口进入，流经反应器，在此过程中，在催化剂的作用下，部分反应气进行氧化偶联，部分转化为乙烯，反应放出的热量使得反应气温度迅速升高，因此反应后的气体需经过换热装置，降低反应气的温度，同时汽包内的锅炉水通过下降管进入反应气换热装置，产生的蒸汽通过上升管返回汽包，然后输送至蒸汽管网。反应中大量反应热的放出，造成催化剂床层温度急速升高，因分布不均匀而产生热点，严重影响催化剂的催化性能，这在本质上导致了OCM过程进行的难度，因此，有效撤走反应热的温度是进行OCM工程化研究的关键问题。而公开的工艺流程中采用了级间换热设备进行反应物热的移除，级间换热设备是类似釜式再沸器的形式，该形式的换热设备换热效率较低，无法快速将反应产物气进行冷却，会导致反应产物气在高温情况下的停留时间增大，乙烯收率相应下降。

因此，亟需一种能够使950℃的反应气迅速降温至750℃以下，同时解决高温下热应力对材料的影响的用于偶联制乙烯的反应装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种新型氧化偶联制乙烯反应装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种新型氧化偶联制乙烯反应装置，包括：

筒体，所述筒体包括反应腔和耐火层，所述反应腔设置在所述筒体的中部，所述耐火层设置在所述反应腔与所述筒体之间；

所述反应腔包括反应气进气口和反应气出气口，所述反应气进气口设置在所述反应腔的第一端，所述反应气出气口设置在所述反应腔的第二端；

氧气进气管，所述氧气进气管设置在所述筒体靠近所述反应气进气口的一端，所述氧气进气管与所述反应腔连通，

支撑板，所述支撑板设置在所述反应腔的中部；

催化剂层，所述催化剂层设置在所述支撑板靠近所述反应气进气口的一端；

急冷装置，所述急冷装置设置在所述筒体靠近所述反应气出气口的一端；

所述急冷装置包括入口集流管、出口集流管和急冷管，所述入口集流管设置在所述筒体靠近所述反应气出气口的一端的外侧，所述入口集流管设置在所述筒体远离所述反应气出气口的一端的外侧，所述急冷管设置在所述反应腔内，所述急冷管的第一端与所述入口集流管连通，所述急冷管的第二端与所述出口集流管连通；

所述急冷管为蛇形管。

优选地，还包括：