[发明专利]一种复合式乙二醇加氢反应器及乙二醇加氢工艺

说明书

本申请公开了一种复合式乙二醇加氢反应器，其包括具有径向反应段和预反应段的外壳；在径向反应段内设置有布气管和外气筒，在主反应腔内设置有换热管；换热管的上端和下端分别连接冷媒出口管和冷媒上升管；在预反应段内设置有包括壳体和反应管的预反应部，布气管的下端连通导气管，导气管连通反应管的出料端，冷媒上升管连通预反应部的壳程。本申请还公开了一种加氢工艺。本申请能够避免了因入口气体经过催化剂时流速过大、或分布不匀、局部催化剂处的流速过大、反应温度分布不均匀、局部“过热”，以及开车或停车速度过快，造成流速突然变大或变小、温度急剧上升或下降，等一系列原因所造成的催化剂“粉化”问题。

技术领域

本发明涉及一种复合式乙二醇加氢反应器及乙二醇加氢工艺。

背景技术

目前，用于乙二醇加氢的反应器有轴向反应器和径向反应器，在进行生产时，原料气均是直接进入到换热管外的催化剂床层内，为了使原料气能够均匀地进入到床层内进行反应，在进气管的出口处设置有布气装置，以使进入到反应器内的原料气能够均匀进入到床层内进行反应，但是由于初始进入反应器内的原料气的有效成分的浓度较高，在接触到催化剂时，反应速度较快，造成局部反应温度过高，尤其是在开车和停车时，会造成原料气流量的剧烈变化，导致反应温度的急剧变化，易于造成催化剂“粉化”现象，即部分催化剂粉末化，造成床层内气流通道的堵塞，降低有效反应区域。同时，局部反应温度过高，也易于造成催化剂“结焦”问题，并由此导致副反应的上升，由于副反应所生成的副产物会对后续的反应产生不利影响，从而使反应条件更加恶化。

发明内容

为解决上述问题，本发明首先提出了一种复合式乙二醇加氢反应器，其包括沿竖直方向延伸的外壳，在外壳内设置有隔板封头，该隔板封头将外壳的内腔分割为位于上侧的径向反应段和位于下侧的预反应段；在外壳的顶部安装有冷媒出口管和工艺气出口管；

在该径向反应段的中心部设置有沿竖直方向延伸的布气管，在该布气管外套设有一外气筒，在布气管与外气筒之间形成主反应腔，在该主反应腔内设置有换热管，并在换热管外装填有第一催化剂；换热管的上端连接冷媒出口管，换热管的下端连接有冷媒上升管；在外气筒与外壳之间形成有仅连通工艺气出口管的环隙；

在布气管上开设有连通主反应腔的第一气孔，在外气筒上开设有连通环隙和主反应腔的第二气孔，反应气体能够经布气管上的第一气孔进入到主反应腔内，然后经第二气孔进入到环隙内；

在预反应段内设置有预反应部，该预反应部包括壳体，在该壳体内设置有沿竖直方向延伸的反应管，在反应管内装填有第二催化剂，该反应管的两端分别形成为进料端和出料端，在外壳上安装有连通反应管的进料端的工艺气进口管、以及连通预反应部的壳程的冷媒进口管；

该布气管的上端封闭，布气管的下端密封连接有一导气管，该导气管与布气管相连通，该导气管向下密封地穿过隔板封头后连通反应管的出料端，冷媒上升管向下密封地穿过隔板封头后连通预反应部的壳程。

本申请中的预反应部实际形成为一个具有管式换热器功能的轴向反应段，使本反应器包括一个轴向反应段和一个水床式的径向反应段，在轴向反应段，管外走冷媒，在径向反应段，管内走冷媒，本反应器中所采的冷媒为汽水混合物，其中的水分在蒸发时，不但能够吸收反应热，还能够保持汽水混合物的温度，使本申请中的反应器在生产时，能够进行均温性操作，杜绝调温“死区”，使反应器的温度分布较为均匀。在生产时，原料气首先经过轴向反应段，然后向上进入到径向反应床层内。原料气在经过反应管时，会进行预反应，通过调整冷媒的温度和流量能够较好地控制在预反应段的温度，从而控制在径向反应段的入口温度。本申请中的预反应部主要为了脱除原料气中的有毒有害物质，并使易于产生结焦的成分保留在反应管内，由于加氢反应最易结焦的地方位于原料气的反应入口处，本申请中，特设了一个轴向反应段，并将反应管作为反应区域，即使产生结焦现象，所产生的焦块会位于反应管内，可以对径向反应段构成保护，避免对第一催化剂的大规模的更换，降低生产成本，反应管内的焦块可以较为方便地清理，以快速回复生产，提高生产效率。