[实用新型]套管式甲醇反应器

说明书

本实用新型涉及一种化工行业所用的甲醇反应器。

目前广泛使用的冷激型甲醇反应器，管壳型甲醇反应器，冷管型甲醇反应器等，虽然各有所长，但均存在各自无法克服的缺点。冷激型甲醇反应器温度不够灵敏，不可避免地要出现温度波动，循环动力消耗较大。管壳型甲醇反应器装填系数小，机械设计要求高，制造难度大，设备成本高。冷管型甲醇反应器的催化剂床层温差大，温度不好控制，超温现象时有发生，不易操作，转化率不高。

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种能可靠控制反应器催化床层温度，使催化床层温度分布与理想动力学条件相近，达到合成效率高且装填系数大并且制造容易，成本低的套管式甲醇反应器。

本实用新型的技术解决方案：

一种套管式甲醇反应器，其特征在于它至少有一个带有夹套(1)的腔体(2)，该腔体(2)内大部装填催化剂构成催化床层(3)，其内上、下部设有小气室(4)、(5)，且腔体(2)内上部小气室(4)与进气管(6)连通，其下部小气室(5)连有出气管(7)，腔体(2)内催化床层(3)中设有螺旋盘管(8)，该盘管(8)的下端口与腔体(2)下端部位的夹套(1)连通连接，其上端口与腔体(2)上端部位的夹套(1)连通连接，腔体(2)的夹套(1)下部与进水管(9)连通连接，夹套(1)上部连有蒸汽出口(10)。

本实用新型与现有技术相比有如下优点：

1.反应器床层温度分布与甲醇合成反应的理想动力学条件相近，使反应器具有高的转化率。

2.反应器催化剂体积装填系数大。催化剂易还原，无过热危险。

3.由控制蒸汽压力来调节反应器操作温度，使温度控制灵敏可靠。

4.以较高位能回收反应热，热能利用合理。

5.可实现不停车更换催化剂。

6.设备加工制造容易，成本低，使用维修方便、安全可靠。

图1是本实用新型结构示意图。

如图1，本实用新型的腔体(2)内上部小气室(4)连通的进气管(6)最好从腔体(2)下部引入，并穿过腔体(2)内的催化床层(3)进入上部小气室(4)。本实用新型的反应器也可由两个或两个以上的带夹套(1)的腔体(2)组成，各腔体(2)的进气管(6)、出气管(7)、进水管(9)和蒸汽出口(10)分别对应连通连接，其中各进气管(6)和进水管(9)均通过各自的分布器(10)连通连接，各出气管(7)和蒸汽出口(11)均通过各自的收集器(12)连通连接。本反应器所用的腔体(2)的个数可根据生产产量的多少来确定。

本实用新型工作时，先从进水管(9)向腔体(2)的夹套(1)内引入饱和水，合成原料气经气体分布器(11)从进气管(6)进入腔体(2)，并穿过催化床层(3)至腔体(2)内上部的小气室(4)，然后返至催化床层(3)并在催化剂作用下进行合成反应，反应放出的热量通过腔体(2)内壁、螺旋盘管(8)和进气管(6)传给夹套(1)内饱和水和进气管(6)内的原料气，这样一方面使饱和水沸腾蒸发产生蒸汽，蒸汽从蒸汽出口(10)排出，用于需要蒸汽供热的场所，另一方面也使原料气温度提高。由于采用饱和水移走反应热，水侧热阻较小，总热阻主要由气侧控制，在气侧又采用了冷却螺旋盘管(8)与气流错流使换热系数较大，因此本实用新型催化床层(3)换热的总换热系数较大，它能有效地控制催化床层温度，使床层温度分布基本沿轴向等温，同时原料气与反应气是逆向流动，它可使催化床层(3)出口处的温度偏低，这样更有利于提高转化率。反应后合成气由本实用新型的出气管(7)汇流到收集器(12)中，进入下道冷却分离工序。腔体(2)的夹套(1)内的饱和水沸腾蒸发产生的蒸汽经联箱送入汽包。