CN101371094B - 具有改善的传热性能的反应器或热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管壳式反应器或热交换器，其包括：其内部通过用传热介质传热的第一物体的第一管，一些第一管设置于存在与管的轴线平行的传热介质流(平行流)的区域内；以及其内部不通过第一物体的第二管，该第二管设置在上述区域内以使其与第一管的轴线平行。本发明还公开了一种制备氧化物的方法，该方法包括：采用所述的管壳式反应器或热交换器，并在所述第一管内引发催化汽相氧化反应，所述第一管通过用传热介质传热的第一物体。

Description

具有改善的传热性能的反应器或热交换器

技术领域

本发明涉及一种管壳式反应器或热交换器，在该反应器或热交换器中，一些第一管(其内部通过用传热介质传热的第一物体)设置于其中存在与该管的轴线平行的传热介质流(平行流)的区域内；且第二管(其内部不通过第一物体)设置在上述区域内使其与第一管的轴线平行。

背景技术

通常，管壳式热交换型催化反应器是一种用于有效除去反应热的反应器。在该反应器中，将固体催化剂填充到多个反应管内，将反应气体加入反应管内以引发用来制得所需产物的化学反应，并且传热介质通过该反应器的壳体循环从而使上述化学反应能够在最佳阶段发生。

在管壳型催化反应器中，热点(hot spot)往往出现在反应管的局部位置，而这样的热点引起如催化剂劣化、导致催化剂寿命缩短和对所需产物的选择性下降的问题。因此，已经尝试了多种向反应器内的反应管有效传热以减少热点的方法。

例如，韩国专利早期公开号2001-0050267公开了通过采用管壳式热交换器在反应器的任何区域内保持传热介质的恒定流速来改善传热性能的尝试，所述管壳式热交换器包括用于传热介质的循环器以及交替设置在反应器壳体内的环形和圆盘形的挡板。

此外，将没有反应管的循环通路设置在上管板和下管板之间以及壳体的横截面处的外周部分和中心部分之间。通过循环通路能将传热介质在比通过反应管区域更短的时间内从中心部分传输到外周部分或者从外周部分传递到中心部分。因此，由于与反应管接触不频繁，传热介质通过循环通路仅回收了少量的反应热，从而使其能够在相对短的时间内于相对低的温度下到达外周部分或中心部分，并因此能够以相对新鲜条件的传热介质来处理这些部位的反应管。

发明内容

技术问题

本发明人已经发现，在交替设置了环形和圆盘形挡板从而使传热介质呈S形流动的管壳式反应器或热交换器中，在位于改变了传热介质运动方向的中心部位的反应管中存在具有明显降低的传热系数的区域。本发明人还发现：就反应器而言，在传热系数明显下降的区域内存在造成反应管内传热系数下降的异常热点。上述异常热点增加了催化剂劣化、导致催化剂寿命缩短、对所需产物的选择性下降以及引发失控反应的可能性。

为解决上述问题进行了本发明，并且本发明的目的为提供一种用于增加管壳式反应器或热交换器内第一管的传热系数的方法，在该反应器或热交换器内用传热介质传热的第一物体通过第一管的内部，将一些第一管设置在其中存在与管的轴线平行的传热介质流(平行流)的区域内，所述方法包括：通过在所述区域内设置不通过第一物体的第二管，使第二管与第一管的轴线平行来增加平行流的流速。

此外，本发明的目的为在第二管内为传热介质设置通道从而将第二管用于调节在反应器或热交换器的壳体内的特定部位的传热介质的温度。

技术方案

本发明提供了一种管壳式反应器或热交换器，其包括：其内部通过用传热介质传热的第一物体的第一管，一些第一管设置在其中存在与管的轴线平行的传热介质流(平行流)的区域内；以及其内部不通过第一物体的第二管，第二管设置在上述区域内使其与第一管的轴线平行。

在本发明的一个实施方式中，所述第二管可以包括两个或两个以上用作传热介质入口或出口的通道。

在本发明的另一个实施方式中，将环形挡板和圆盘形挡板交替设置在反应器或热交换器中，从而使传热介质呈S形流动。因此，在反应器或热交换器中心部分的环形挡板的内部形成了平行流，因而能够将第二管设置在该中心部分内。

优选将所述第二管的直径D1调节至反应器或热交换器壳体的内径D4的5～25％的范围内，并更优选在D4的10～20％的范围内。

优选将所述环形挡板的内径D3调节至反应器或热交换器壳体的内径D4的20～50％的范围内，并且优选调节存在第一管的区域的内径D2从而使距第二管的距离，即(D2-D1)/2，为50～500mm或在D4的0.5～10％的范围内，并使距环形挡板的距离，即(D3-D2)/2，为200～1000mm或在D4的3～20％的范围内。

本发明还提供了一种用于提高第一管(其内部通过用传热介质传热的第一物体)的传热系数的方法，将该第一管设置在其中存在与管的轴线平行的传热介质流(平行流)的区域内，所述方法包括通过在所述区域内设置不通过第一物体的第二管使第二管与第一管的轴线平行来增加平行流的流速。

此外，本发明提供了一种用于制备氧化物的方法，该方法包括：采用所述的管壳式反应器或热交换器，并在第一管(其内部通过用传热介质传热的第一物体)内引发催化汽相氧化反应。

由在第一管内的催化汽相氧化反应形成的氧化物的典型实例包括不饱和醛和/或不饱和脂肪酸。

有益效果

从前述内容中可以看出，在本发明所述的反应器或热交换器中，其中如非反应管的第二管被设置在传热介质以纵向方向流动的如圆柱形壳体的中心的区域内，能够提高设置在所述区域或其附近的如反应管的第一管的传热效率而压力损失增加不明显。因此，所有管能够具有高于特定值的传热系数以防止在管内出现热点，从而防止在局部位置出现传热效率或性能的下降。因此，就热交换器而言，可以增加整体的传热性能，而且就反应器而言，可以抑制热点的出现并增加所需产物的产率。

而且，根据本发明的反应器或热交换器包括在如非反应管的第二管内的特定位置处用作传热介质入口或出口的通道，并因此可以向需要与该传热介质接触的通道提供具有较低温度的传热介质。

因此，在具有本发明提出的结构的反应器中，由包括丙烯或异丙烯的气体的催化汽相氧化反应通过更稳定的操作以更少循环量的传热介质利用更少量的能量能够以增加的产率制得(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯醛。

附图说明

图1为示意性地显示现有的普通管壳式催化反应器或热交换器的结构的截面图。

图2为示意性地显示根据本发明的一个实施方式的反应器或热交换器的结构的截面图，其中，具有特定直径的非反应管设置在该反应器或热交换器的中心部分以提高传热效率。

图3为示意性地显示根据本发明的另一个实施方式的反应器或热交换器的结构的截面图，其中，具有特定直径和用作传热介质入口或出口的通道的非反应管设置在该反应器或热交换器的中心部分以提高传热效率。

图4为沿图2或3中的X-X′线所获取的截面图，其示例了非反应管区、反应管区和环形挡板的尺寸并显示了根据本发明的实施方式反应器或热交换器的截面，其中在该反应器或热交换器的中心设置了一个具有特定直径的非反应管。

图5为显示分别在比较实施例1和实施例1中制备的反应器中传热系数分布的图。

图6为显示分别在比较实施例1和实施例1中制备的反应器中反应管的内部温度分布的图。

图7为显示分别在比较实施例2和实施例2中制备的反应器中传热系数分布的图。

图8为显示分别在比较实施例2和实施例2中制备的反应器中反应管的内部温度分布的图。

图9为示例能用于代替图4中显示的一个非反应管的多个小直径杆型挡板或非反应管的结构的截面图。

图10为显示非反应管结构的示意图，该非反应管具有热介质入口或出口通道，以在反应器壳体内的特定位置提高传热效率和/或调节传热介质温度。

<附图标记的说明>

1：反应器或热交换器壳体；

2a：环形挡板；

2b：圆盘形挡板；

3a、3b和3c：管板；

4：反应管；

5a：加入传热介质的循环管道；

5b：排出传热介质的循环管道；

6：传热介质；

7：反应气体入口；

8：反应气体出口；

9：位于中心部分的非反应管；

10：位于非反应管中心的传热介质通道；

11：反应器或热交换器内反应管所在的区域；

12：环形挡板的内环；

13：反应管所在区域的内边界；

14和14′：在比较实施例中制备的反应器中传热系数的分布；

15和15′：在实施例中制备的反应器中传热系数的分布；

16和16′：在比较实施例中制备的反应器内反应管的内部温度分布；以及

17和17′：在实施例中制备的反应器内反应管的内部温度分布。

具体实施方式

以下，将详细描述本发明。

如本文所用，术语“第一管”是指其内部通过用传热介质传热的第一物体的管。在该第一管中，能够发生化学或物理反应，并且所述反应可以是放热或吸热反应。用传热介质传热的第一物体可以是化学或物理反应前的反应物、反应后的产物或其混合物，而且还可以是不进行任何反应仅进行传热的物体。

如本文所用，术语“第二管”是指其内部不通过用传热介质传热的第一物体的管。如果该第二管包括至少两个用作传热介质入口或出口的通道，传热介质就能够通过该第二管。

可以将本发明提出的用于提高传热效率的方法应用于如催化反应器或不以进行化学反应为目的的普通热交换器的系统中，该催化反应器或普通热交换器提供或排出如传热介质的流体，其不受反应器内反应气体的种类或传热介质的种类的限制。尤其是，根据本发明的方法适用于能用在催化汽相氧化反应的管壳式反应器或热交换器。

能应用具有根据本发明的结构的反应器或热交换器的催化汽相氧化反应的典型实例包括由烯烃制备不饱和醛或不饱和酸的步骤，其非限制性实例包括：由丙烯或丙烷的氧化反应制备丙烯醛和/或丙烯酸的步骤，由异丁烯、叔丁醇或甲基-叔丁基醚的氧化反应制备(甲基)丙烯醛和/或(甲基)丙烯酸的步骤，由萘或邻二甲苯的氧化反应制备邻苯二甲酸酐的步骤，由苯、丁烯或丁二烯的部分氧化反应制备马来酸酐的步骤等。

只要应用具有根据本发明的结构的反应器，本发明对在反应器中制备的如(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯醛的所需产物的种类并没有限制。

以下，将参照管壳式催化反应器的用途描述本发明，但本发明并不限于管壳式催化反应器。在该管壳式催化反应器中，反应管相当于第一管，非反应管相当于第二管，并且反应气体相当于用传热介质传热的第一物体。

所述传热介质为一种流体，其非限制性实例包括：例如主要由硝酸钾和硝酸钠的混合物组成的熔融盐的高粘性介质。该传热介质的其它实例包括：苯基醚介质(例如，“道氏热载体”)、聚苯介质(例如，“ThermS”)、热油、萘衍生物(S.K.油)、汞等。

图1为示意性地显示现有的具有圆柱形结构的管壳式催化反应器的构造的截面图。

参照图1，该反应器包括，在圆柱形壳体1内固定于多个管板3a、3b和3c的多个反应管4。位于反应器中部的管板3a将壳体分成几部分并使反应温度受独立的传热介质的控制。壳体的各个部分包括：与热介质输送管连接的循环管道5a以及与热介质排出管连接的循环管道5b。通过与输送管连接的循环管道5a输送的传热介质6沿由环形挡板2a和圆盘形挡板2b形成的S形液流通路流动，同时该传热介质与反应管4进行热交换。通过反应气体输送管7加入的反应气体通过多个反应管4，其后该气体被收集在一起并通过出口管8排出。

为说明根据本发明的一个实施方式的为提高传热效率而设置在壳体中心的非反应管，在图2和3中显示了包括加入到图1的现有管壳式催化反应器中的非反应管9的结构。

并且，显示了沿图2和3中的X-X′线所获取的截面图。在图4中，D4表示反应器壳体的内径，D3为环形挡板的内径，D2为包括存在其内的反应管的区域的内径，以及D1为在反应器中心的非反应管的直径，并且在图4中示例了这些直径间的位置关系及尺寸。

图5和7为对比显示中部没有非反应管的现有反应器(比较实施例1和2)中的传热系数分布14和14′以及其中设置有非反应管的本发明的反应器(实施例1和2)中的传热系数分布15和15′的图，该传热系数分布是沿图2和3中的X-X′线获取的。

如本文所用，术语“传热系数”是指由通过反应器壳体的传热介质引起的管的外表面上的传热系数。

如图5和7中所示，在其中心没有非反应管的现有反应器或热交换器中，传热系数在环形挡板的内径(D₃)内逐渐增大，并且当其进一步移向中心部分时，传热系数在特定位置达到最高值，然后向中心部分迅速减小。

传热系数在环形挡板内径内逐渐增大的原因在于，该反应器或热交换器是圆柱形的，因此用于流体流动的横截面积向中心部分降低从而增加了流速。

同时，传热系数在环形挡板内径中的特定位置到达最高值后其向中心部分迅速下降的原因在于，由于密集形成的管束传热介质不再形成横过管的横向流动而变为沿管的轴线的窗流(window flow)或纵向流动，在管中，当使反应管与平行流(与管的轴线的方向相同)中的传热介质接触时的传热系数低于当使反应管与管轴线垂直流动中的传热介质接触时的传热系数。

当将具有特定尺寸(D1)的非反应管设置于反应器的中心时，可以增加用于传热介质流动的单位面积以提高平行流中的传热介质的流速，因此增加了位于环形挡板内并接近反应器中心部分的反应管的传热系数。要设置非反应管的区域是传热介质的流动非常不明显的区域。因此，该区域的优势在于，即使将非反应管安装在其中，其显示出的压力损失的增加也非常少，并且非反应管能够降低传热介质的循环量。

图6和8为对比显示在不具有安装在其中心的非反应管的现有反应器(比较实施例1和2)中的反应管的内部温度分布16和16′，以及在具有安装在其中心的非反应管的新反应器(实施例1和2)中的反应管的内部温度分布17和17′的图，该内部温度分布是沿图2和3中的X-X′线获取的。如图5和7中所示，不具有安装在其中心的非反应管的现有反应器显示了在位于接近反应器中心的反应管中的具有低传热系数的区域，并且该具有低传热系数的区域导致了热点。但是，就具有设置在其中的非反应管的反应器而言，在反应器的所有内部区域内存在的反应管的传热系数值均高于能够有效除去反应管内部热量的最小值，因此，显示出几乎相同的温度分布而不引起热点。由于这个原因，不会发生由其中存在有平行流的特定位置导致的传热效率或性能的差异，并且就热交换器而言，将会改善整体的传热性能，而且就反应器而言，可以抑制热点的产生并增加所需产物的产率。

同时，优选将位于反应器中心的非反应管的直径D1调节为在壳体内径D4的5～25％的范围内，并且更优选在内径D4的10～20％的范围内。

如果非反应管的直径D1小于壳体内径D4的5％，则增加位于中心部分的反应管内的传热效率的效果会非常不明显，而如果其直径大于壳体内径的25％，将会减少设置反应管的空间，导致低效率的反应器的设计。

优选将环形挡板的内径D3调节为在壳体内径D4的20～50％的范围内，并且优选调节其内存在反应管的区域的内径D2从而使距中心部分的非反应管的距离，即(D2-D1)/2，为50～500mm或在D4的0.5～10％的范围内，并且距环形挡板的距离，即(D3-D2)/2，为200～1000mm或在D4的3～20％的范围内。

如果(D2-D1)/2的长度小于50mm或小于D4的0.5％，则将会需要过多的压力损失以使传热介质通过壳体循环，导致热介质循环泵的容量增加以及生产费用的增加。另一方面，如果(D2-D1)/2的长度大于500mm或大于D4的10％，则会减少设置反应管的空间，导致低效率的反应器设计。

如果(D3-D2)/2的长度小于200mm或小于D4的3％，尽管能够获得足够的传热系数，但即使反应管被设置在较接近中心的部分，也不可能充分利用反应器的内部空间，这导致低效率的反应器设计。另一方面，如果(D3-D2)/2的长度大于1000mm或大于D4的20％，将会增加位于接近中心部分的反应管内出现具有低传热系数区域的可能性，因此，不能充分获得设置非反应管所得到的优势。

同时，图9为示例具有多个小直径杆型挡板9b或非反应管9b的结构的截面图，该结构能被用来代替图2和3中所示的一个非反应管。当像这样设置多个杆型挡板或非反应管时，其将会被设置在与上述一个非反应管相同的面积9a内。而且，优选相对其中心对称地设置杆型挡板或非反应管以防止液流的扰动。

此外，优选以其外径的1.2～1.4倍的中心间隔设置杆型挡板或非反应管。如果以超过1.4倍的中心间隔设置杆型挡板或非反应管，将会增加在接近中心的反应管内出现低传热系数区域的可能性。

同时，如图3中所示，设置在反应器中心具有特定直径的一个非反应管9具有用于传热介质的通道10，从而能够在特定位置加入或从管9排出特定量的传热介质。

当在非反应管的特定位置设置用作传热介质的入口或出口的通道时，传热介质能在短时间内被移至其它通道而不与反应管接触，从而使传热介质能够在相对低的温度下供给其它通道。因此，可以向需要与具有较低温度的传热介质接触的通道供给传热介质。就催化反应器而言，其优势在于，能将具有较低温度的传热介质供给到由于在反应器的纵向方向填充多种催化剂而出现具有较高温度的反应热，并且在纵向方向上反应热也不同的部位。

在图10中，更详细地显示了用来增加传热效率或调节壳体内特定位置处的传热介质的温度的具有通道10的非反应管的结构。

通过从非反应管通过的传热介质的传热介质通道10可以具有任何形状，并优选被设计成使其具有基于非反应管的表面积的特定尺寸的面积。将设置了用作传热介质的入口或出口的通道10的区域内的挡板(也包括管板)间的间隔距离设定为L(见图3)，传热介质通道10的尺寸优选为小于对应于长度L的非反应管表面积的50％。具体而言，如果非反应管的外径为300mm并且在该区域内挡板间的间隔距离为750mm，则非反应管的表面积为0.053m²(＝π×0.15²×0.75)，因此，用作传热介质入口或出口的通道优选具有小于0.0265m²(等于所述表面积的50％)的尺寸。

如果传热介质入口或出口通道的尺寸大于上述面积的50％，则大量传热介质将被引入非反应管中，导致通过在反应器的中心设置非反应管来增加传热效率的效果下降。

用作传热介质入口或出口的通道选择性地设置于管的纵向方向上壳体的传热通路(pass)处。

相对于与管的纵向方向垂直的横截面，可以设置一个或多个用作传热介质入口或出口的通道，并且如果通道的数量超过2个，则优选对称地设置这些通道。

参照图3，两个壳体中每个存在4个热介质传输通路，其中相对于传热介质的向上流动较低的壳体具有传热介质在第一通路处的通道引入并从第三通路处的通道排出的结构；并且位于上部的壳体具有传热介质在第一通路处的通道引入并从第四通路处的通道排出的结构。通过这样的结构，能在相对低的温度下将引入第一通路的传热介质供给其它通路，这是由于传热介质在短时间内移向第三或第四通路而不与反应管接触，然后进入反应管。因此，可以向需要与具有较低温度的传热介质接触的通路供给传热介质。就催化反应器而言，其优势在于，具有较低温度的传热介质能被供给到由于在反应器纵向方向上填充多种催化剂而出现较高温度的反应热，并且在纵向方向上反应热也不同的部位。

例如，通过将特定尺寸的管密封和焊接到管板能够将上述非反应管制成具有本发明所述结构。

实施例

以下，将参照实施例更详细地描述本发明。但是，应该理解，这些实施例仅用于说明而本发明的范围并不限于此。

实施例1

以下面的条件制备如图2中所示的具有设置在其中心的非反应管的反应器。

反应管的长度：3250mm；

反应器壳体的内径：4150mm；

环形挡板的内径：1600mm；

存在反应管的区域的内径：500mm；

在反应器中心的非反应管的直径：300mm；

传热介质的种类：熔融盐(硝酸钾和硝酸钠的混合物)；

传热介质的温度：310℃；

反应气体的种类：混合气体(丙烯、水蒸气和空气的混合物)；

反应气体的注入温度：150℃。

比较实施例1

以下面的条件制备具有设置在其中心的非反应管的反应器。

反应管的长度：3250mm；

反应器壳体的内径：4150mm；

环形挡板的内径：1600mm；

存在反应管的区域的内径：500mm；

传热介质的种类：熔融盐(硝酸钾和硝酸钠的混合物)；

传热介质的温度：310℃；

反应气体的种类：混合气体(丙烯、水蒸气和空气的混合物)；

反应气体的注入温度：150℃。

实施例2

以下面的条件制备如图3中所示的具有设置在其中心的非反应管的反应器，该非反应管具有用于传热介质的通道。

反应管的长度：3250mm；

反应器壳体的内径：4150mm；

环形挡板的内径：1600mm；

存在反应管的区域的内径：500mm；

在其中心的非反应管的直径：300mm；

挡板间的间隔距离：750～850mm；

通路的数量：4个通路；

用作传热介质入口或出口的通道的面积：0.0134m²；

传热介质的种类：熔融盐(硝酸钾和硝酸钠的混合物)；

传热介质的温度：310℃；

反应气体的种类：混合气体(丙烯、水蒸气和空气)；

反应气体的注入温度：150℃。

比较实施例2

以下面的条件制备不具有设置在其中心的非反应管的反应器。

反应管的长度：3250mm；

反应器壳体的内径：4150mm；

环形挡板的内径：1600mm；

存在反应管的区域的内径：500mm；

挡板间的间隔距离：750～850mm；

通路的数量：4个通路；

传热介质的种类：熔融盐(硝酸钾和硝酸钠)；

传热介质的温度：310℃；

反应气体的种类：混合气体(丙烯、水蒸气和空气的混合物)；

反应气体的注入温度：150℃。

<结论>

如图5和7所示，在比较实施例1和2的反应器(在其中心不具有非反应管，且交替地包括环形挡板和圆盘形挡板)中，在位于改变了传热介质的运动方向的中心部分的反应管内存在具有明显降低的传热系数的区域。因此，如图6和8中所示，在存在于具有明显降低的传热系数的区域中的反应管内，出现了由传热效率降低导致的异常热点。这样的异常热点增加了催化剂劣化、导致催化剂寿命的缩短、对所需产物的选择性的降低并引发失控反应的可能性。

具有设置在其中心的非反应管的实施例1和2的反应器具有比其中不具有非反应管的比较实施例1和2的反应器更大的传热系数分布15和15′，因此实施例1和2的反应器显示出提高的传热效率。因此，出现在位于现有反应器结构中心部分的反应管内的热点不再出现在其中心具有非反应管的反应器中。

简言之，根据本发明，当将具有特定尺寸的非反应管设置在反应器的中心时，能够消除由于在现有反应器的反应管内特定位置传热效率下降引起的热点出现导致性能损失的问题。具体而言，如图5、6、7和8所示，就本发明的反应器或热交换器而言，所有反应管均具有高于特定值的传热系数以防止其中出现热点，因此不会在局部位置出现传热效率或性能的下降。

尽管用于示例性目的描述了本发明的优选实施方式，本领域技术人员会理解在不偏离如所附权利要求公开的本发明的范围和实质的条件下，可以进行各种改变、增加和替换。

Claims (16)

1.一种管壳式反应器或热交换器，所述管壳式反应器或热交换器包括：

其内部通过用传热介质传热的第一物体的第一管，一些第一管设置于存在平行流的区域内，即在所述区域内存在与所述管的轴线平行的传热介质流，以及

其内部不通过第一物体的第二管，第二管设置在所述区域内使其与所述第一管的轴线平行；

所述第二管包括两个或多个用作传热介质的入口或出口的通道。

2.根据权利要求1所述的管壳式反应器或热交换器，其中，在所述反应器或热交换器的中心部分形成所述平行流，且所述第二管设置在所述中心部分。

3.根据权利要求1所述的管壳式反应器或热交换器，其中，交替设置环形挡板和圆盘形挡板以使所述传热介质以S形流动，并且在所述环形挡板内形成所述平行流。

4.根据权利要求1所述的管壳式反应器或热交换器，其中，所述第二管的直径D1在所述反应器或热交换器的壳体的内径D4的5～25％的范围内。

5.根据权利要求3所述的管壳式反应器或热交换器，其中，所述环形挡板的内径D3在所述反应器或热交换器的壳体内径D4的20～50％的范围内。

6.根据权利要求3所述的管壳式反应器或热交换器，其中，调节存在所述第一管的区域的内径D2以使距所述第二管的距离，即(D2-D1)/2，在所述反应器或热交换器的壳体内径D4的0.5～10％的范围内，并且距环形挡板的距离，即(D3-D2)/2，在D4的3～20％的范围内，其中D1为所述第二管的直径，D3为环形挡板的内径。

7.根据权利要求1所述的管壳式反应器或热交换器，其中，至少一个用作传热介质的入口或出口的通道位于所述第一管内出现温度峰值的位置。

8.根据权利要求1所述的管壳式反应器或热交换器，其中，在所述反应器或热交换器中设置两个或多个用于调节传热介质流动的挡板，并且将设置了用作传热介质入口或出口的通道的区域内挡板间的间隔距离设定为L，用作传热介质入口或出口的通道的尺寸为对应于距离L的所述第二管的表面积的50％或更少。

9.根据权利要求1所述的管壳式反应器或热交换器，其中，两个或多个所述第二管设置于存在所述平行流的一个区域内。

10.根据权利要求9所述的管壳式反应器或热交换器，其中，所述第二管相对其中心位置对称地设置。

11.根据权利要求10所述的管壳式反应器或热交换器，其中，以其外径的1.2～1.4倍的中心间隔设置所述第二管。

12.根据权利要求9所述的管壳式反应器或热交换器，其中，位于最外面的部分的所述第二管具有用作传热介质入口或出口的两个或多个通道。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的管壳式反应器或热交换器，其中，所述用传热介质传热的第一物体为化学或物理反应前的反应物、反应后的产物或其混合物。

14.一种制备氧化物的方法，所述方法包括：采用权利要求1～12中任一项所述的管壳式反应器或热交换器，并在所述第一管内引发催化汽相氧化反应，所述第一管的内部通过用传热介质传热的第一物体。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述氧化物为不饱和醛或不饱和脂肪酸。

16.一种提高其内部通过用传热介质传热的第一物体的第一管的传热系数的方法，所述第一管设置于存在平行流的区域内，即在所述区域内存在与所述管的轴线平行的传热介质流，所述方法包括：通过在所述区域内设置与所述第一管的轴线平行的其内部不通过第一物体的第二管来提高所述平行流的流速；

所述第二管包括两个或多个用作传热介质的入口或出口的通道。

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