[实用新型]一种等温等流速双水冷卧式反应器

说明书

本实用新型公开了一种等温等流速双水冷卧式反应器，包括筒体、左封头和右封头、分别设于筒体左、右端的左端外管板和右端外管板、设于筒体内的左端内管板和右端内管板、安装于左端内管板和右端内管板间的触媒框、套管式水冷换热管组；套管式水冷换热管组包括相邻两层进水方向相反的套管层，每层套管层包括若干套管，套管包括内套管、外套管，外套管的一端由内管板固定，另一端密闭并水平伸入催化剂床层，内套管的一端由外管板固定，另一端水平伸入相应的外套管内。本实用新型催化剂在管外形成矩形催化剂床层，反应气体自上而下穿过床层，不存在轴向流；对称安排套管式水冷换热管组横穿催化剂床，达到催化剂床层的等温性，实现床层等温反应的目的。

技术领域

本实用新型属于化学反应工程中气固相催化反应器领域，涉及一种低压反应装置，具体涉及一种等温等流速双水冷卧式反应器，特别是涉及一种移热能力强、流体阻力低和等温性能好的双水冷卧式反应器。

背景技术

内冷式气固反应器种类繁多，其中管壳式反应器是比较常见的内冷式气固反应器。管壳式反应器按反应气体穿过催化剂床层的流向可分为轴向流反应器和径向流反应器，轴向流反应器按催化剂装填方式又可分为立式轴向流管壳式反应器和立式轴向冷管式反应器。

立式轴向流管壳式反应器(催化剂在管内，冷却水在管外，如图1)是由多个管式反应器并联操作的反应器，其优点是冷却面积较多，比传热面达100-140m²/m³催化剂，等温性和等流速性较好，结构较简单。其缺点是阻力高，难以大型化，而且数量众多的单管呈封闭操作，某些单管易于超温和飞温，造成单管损坏而停产，如图2所示，管式反应器管内中心点温度随反应的进程逐步积累升高，到达某一位置后开始飞温，温度已经不可控制。

立式轴向冷管式反应器(催化剂在管外，冷却水在管内，如图3)，其优点是催化剂床层是开放性操作，即使超温也不易造成单管损坏，结构也较为简单，但是其传热面积较小，比传热面仅为30-60m²/m³催化剂，传热能力不足，且其等温性差，不适合用于强放热反应工况，因为是轴向流，则阻力大，功耗高，难以大型化。

立式径向冷管式反应器(如图4)，其优点是阻力小，功耗低，易于大型化。缺点是床层的上下端存在径向流和轴向流同时并存的复杂流态，在该复合流态区内，不适用对等温性和等流速性要求高的反应。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种等温等流速双水冷卧式反应器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种等温等流速双水冷卧式反应器，包括筒体9、分别设于筒体9两侧的左封头1a和右封头1b、分别设于筒体9左、右两端的左端外管板3a和右端外管板3b、分别设于筒体9内部的左端内管板6a和右端内管板6b、安装于左端内管板6a和右端内管板6b之间的触媒框21、若干套管式水冷换热管组；所述的左端内管板6a与左端外管板3a之间构成左端管箱，所述的右端内管板6b与右端外管板3b之间构成右端管箱；在所述的触媒框21内装填催化剂形成催化剂床层，在筒体9顶部设有若干个进气口11，沿筒体9顶部内壁设有布气管8，在筒体9底部设有若干出气口18，沿筒体9底部内壁设有集气管17，反应气体自进气口11进入反应器后经布气管8均匀分布后自上而下穿过床层，由集气管17收集后自出气口18排出；在所述的左、右封头分别设有多个冷却水进口5，在左、右端管箱顶部和/或底部分别设有冷却水出口12；所述的套管式水冷换热管组包括相邻两层进水方向相反的套管层，每层套管层包括若干套管，所述的套管包括内套管、外套管，外套管的一端由左端内管板6a或右端内管板6b固定，另一端密闭并水平伸入催化剂床层但不与右端内管板6b或左端内管板6a接触以留有膨胀间隙，内套管的一端由左端外管板3a或右端外管板3b固定，另一端水平伸入相应的外套管内，且内套管的端部不与外套管的端部接触以留有膨胀间隙，冷却水进入内套管，沿内套管流到终端后折返，经内、外套管间的环隙流向外套管出水端口，在管箱内汇合，经冷却水出口排出反应器。