CN106861559A - 用于两相及两相以上的催化吸热反应的反应釜 - Google Patents

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程寒松
孙雁龙
管龙
管一龙
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Abstract

本发明公开了一种用于两相及两相以上的催化吸热反应的反应釜，所述反应釜包括保温层、保温材料和一个或一个以上反应单元，所述保温层包裹在所有反应单元的外部，下进上出或上进下出；并根据实际情况添加换热器，将出口产物与入口原料进行换热，所述反应单元包括反应段和加热段，所述反应段的内部填充有催化剂，加热段内设置有加热装置；所述反应单元之间依次连接，反应原料由反应釜入口进入，依次通过每个反应单元进行吸热反应，反应产物从出口排出。本发明采用模块化设计，可以根据反应的实际需要选择反应单元的数量、保温方式及加热方式，并对加热设备分别进行控制，根据需要分别控制每个加热单元的实际补热温度以及热量，根据实际情况添加换热器，极大地提高能源的利用效率，并且使反应更加完全、可控，且避免加热过程中因局部过热而产生的副反应。

Description

用于两相及两相以上的催化吸热反应的反应釜
技术领域
本发明属于化工设备领域，特别涉及一种用于两相及两相以上的催化吸热反应的反应釜。
背景技术
反应釜是进行化学反应的必要容器，广泛应用于石油、化工、农药、食品、橡胶、医药等行业。其内部化学反应过程复杂多变，常伴随着放热或吸热。温度是化学反应的重要条件，温度的高低直接影响釜内化学反应的进行，包括：是否有副反应产生、是否会结焦、原料的利用率等。特别是对于吸热反应，热量的供应，局部温度是否会过高都会引起一系列问题，反应釜的温度控制是化工业重要内容，其作为控制对象，具有非线性、时变、大滞后等特点，这些特点决定了反应釜温度控制是控制工程中的难点。温度控制的指标包括升温速度、温度超出给定温度的超调量、稳定性等。
中国专利CN201420287121.4公开了一种温控反应釜，包括罐体，所述罐体顶部设有盖体，所述盖体上贯穿设有加料管和排压管，所述罐体的底部设有排料口，所述罐体的中部设有水动力装置，水动力装置的侧面分别连接上循环管和下循环管；所述水动力装置中设有滤网，滤网将水动力装置内部分为上下两个部分，下方空腔连接下循环管，所述水动力装置的土方空腔内设有导向套，导向套内部设有动力叶轮，且水动力装置的上方空腔连接上循环管。
现有的反应釜温度控制多设置在反应釜外部，并且只能感知整体的温度进行温控，无法及时感应到内部的温度变化，以及每一段反应的温度变化，反应滞后。尤其对于两相或多相吸热反应，温度的细微变化，都会对最终产物的产率产生严重影响。因此亟需可以对吸热反应进行多段温控的反应釜。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以适用于两相或两相以上催化吸热反应的反应釜。为了实现上述目的，本发明采用以下技术手段：一种用于两相及两相以上催化吸热反应的反应釜，其特征在于：所述反应釜包括保温层和一个或一个以上反应单元，所述保温层包裹在所有反应单元的外部；所述反应单元包括反应段和加热段，所述反应段的内部填充有催化剂，加热段内设置有加热装置，加热段设置在反应段下部；所述反应单元之间依次连接，反应原料由反应釜的入口进入，依次通过每个反应单元进行吸热反应，反应产物从反应釜的出口排出，将反应釜出口的高温产物和入口的低温原料进行换热。
若所述反应产物的温度高于反应原料的温度,将反应产物作为导热介质对进入反应釜前的反应原料进行加热，采用的设备为夹套式换热器、板式换热器、沉浸式蛇管(或盘管)换热器、管壳式换热器或双管板换热器。但不限于以上设备。
所述加热装置为电加热器、红外加热器、电磁加热器、微波加热器或者管道加热器。
所述反应釜设置有温度控制器，用于控制每个加热装置的温度。
所述反应釜内设置有支撑架，反应单元固定在支撑架上，所述反应单元之间以及反应段和加热段之间通过隔层隔开；所述隔层为网状物、隔膜或分子筛。但不限于上述材料。
所述催化剂为颗粒状，填充方式为固定床、流化床等。
所述反应釜的入口设置在反应釜的上端或下端，相应的反应釜的出口设置在反应釜的下端或上端。
所述保温层包括保温层内层、保温层外层及内外层之间填充的保温材料，保温层内层和保温层外层之间抽真空，所述保温层内层涂敷热辐射反射涂层或缠绕热辐射反射材料。
所述保温材料为玻璃纤维、聚氨酯、岩棉、珠光砂或气凝胶，但不限于以上材料。对于大部分吸热反应而言，由于反应的进行，体系的温度会逐渐降低，如果反应完全需要更高的温度及能耗，多段补热能有效提高反应的转化率并减低能耗。本发明采用模块化设计，反应物先通过加热段被加热到适合的温度，再在催化剂的作用下进行反应，可以根据反应的实际需要选择反应单元的数量以及保温方式及加热方式，并对加热设备分别进行控制，根据需要分别控制每个加热层的实际补热温度以及热量，根据实际情况添加换热器，极大的提高的能源的利用率，并且使反应更加完全、可控，并可以避免加热过程中因局部过热而产生的副反应。将反应完以后带有热量的气液给入口的原料进行预热，能有效的提高能源利用率。
附图说明
图1是本发明实施例1反应单元的结构示意图。
图2是本发明实施例1反应釜的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体的附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1和2所示的用于裂解的反应釜，包括保温层和三个反应单元，保温层包裹在所有反应单元的外部，下部设置有入口,上部设置有出口。保温层包括保温层内层、保温层外层，保温层内层外表面的镀银层，保温层内层和保温层外层之间抽真空形成真空层，并填充玻璃纤维。反应釜内设置有支撑架，反应单元固定在支撑架上。反应单元包括反应段和加热段，反应层的内部填充有催化剂，加热层内设置有电加热器。
反应单元之间依次连接之间通过网状物隔开。
反应釜设置有温度控制器，用于控制每个加热装置的温度。
JP-10(纯碳氢化合物-挂式-四氢双环戊二烯二聚物)裂解反应，在500℃时裂解率不高，而超过600℃时又严重结焦，使用分段式反应釜能有效的补热，使用三个反应单元温度分别控制在520℃、535℃、550℃，在催化剂条件下转化率达到90％以上，主要裂解产物为乙烯、丙烯、环戊二烯、乙烯基取代环戊烯等可用于燃烧的气体。
实施例2
甲醇重整制氢反应釜，包括保温层和4个反应单元，保温层包裹在所有反应单元的外部，下部设置有入口,上部设置有出口。保温层包括保温层内层、保温层外层，保温层内层外表面依次间隔包裹2层保温材料和2层反光锡纸，保温层内层和保温层外层之间抽真空形成真空层，并填充气凝胶。反应釜内设置有支撑架，反应单元固定在支撑架上。反应单元包括反应段和加热段，反应层的内部填充有催化剂，加热层内设置有管道加热器。由于产生的气体带有大量的热量，可以给进入液进行换热。
反应单元之间依次连接之间通过网状物隔开。
反应釜设置有温度控制器，用于控制每个加热装置的温度。
甲醇和水裂解反应，温度高会促进甲醇裂解，但是温度过高导致CO含量变高，而CO会使很多催化剂失活，限制应用范围。将4个反应单元温度都控制在260℃，甲醇的转化率达75％以上，CO含量小于1％。
实施例3
液态氢源材料十二氢咔唑脱氢反应釜，包括保温层和3个反应单元，保温层包裹在所有反应单元的外部，下部设置有入口,上部设置有出口。保温层包括保温层内层、保温层外层，保温层内层外表面依次间隔包裹2层保温材料和2层反光锡纸，保温层内层和保温层外层之间抽真空形成真空层，并填充岩棉。反应釜内设置有支撑架，反应单元固定在支撑架上。反应单元包括反应段和加热段，反应层的内部填充有催化剂，加热层内设置有电加热器。由于产生的气体带有大量的热量，可以给进入液进行换热。
反应单元之间依次连接之间通过网状物隔开。
反应釜设置有温度控制器，用于控制每个加热装置的温度。
液态氢源材料脱氢温度过低会使脱氢率降低，温度过高容易发生副反应。将3个反应单元温度控制在180℃、190℃、200℃，脱氢产物为咔唑,脱氢率达到95％以上，无副反应发生。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (9)

1.一种用于两相及两相以上催化吸热反应的反应釜，其特征在于：所述反应釜包括保温层和一个或一个以上反应单元，所述保温层包裹在所有反应单元的外部；所述反应单元包括反应段和加热段，所述反应段的内部填充有催化剂，加热段内设置有加热装置；所述反应单元之间依次连接，反应原料由反应釜的入口进入，依次通过每个反应单元进行吸热反应，反应产物从反应釜的出口排出。
2.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于：若所述反应产物的温度高于反应原料的温度,将反应产物作为导热介质对进入反应釜前的反应原料进行加热，采用的设备为夹套式换热器、板式换热器、沉浸式蛇管或盘管换热器、管壳式换热器或双管板换热器。
3.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于：所述加热装置为电加热器、红外加热器、电磁加热器、微波加热器或者管道加热器。
4.根据权利要求3所述的反应釜，其特征在于：所述反应釜设置有温度控制器，用于控制每个加热装置的温度。
5.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于：所述反应釜内设置有支撑架，反应单元固定在支撑架上，所述反应单元之间以及反应段和加热段之间通过隔层隔开；所述隔层为网状物、隔膜或分子筛。
6.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于：所述催化剂为颗粒状，填充方式为固定床或流化床。
7.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于：所述反应釜的入口设置在反应釜的上端或下端，相应的反应釜的出口设置在反应釜的下端或上端。
8.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于：所述保温层包括保温层内层、保温层外层及内外层之间填充的保温材料，保温层内层和保温层外层之间抽真空，所述保温层内层涂敷热辐射反射涂层或缠绕热辐射反射材料。
9.根据权利要求8所述的反应釜，其特征在于：所述保温材料为玻璃纤维、聚氨酯、岩棉、珠光砂或气凝胶。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4259312A (en) * 1977-04-18 1981-03-31 Didier Engineering Gmbh Process and apparatus for catalytically reacting a reducing gas and water vapor
AU2003259090A1 (en) * 2002-08-09 2004-02-25 Christopher Todd Gricius Electrically heated catalyst support plate and method for starting up water gas shift reactors
CN101768054A (zh) * 2009-01-06 2010-07-07 华东理工大学 甲醇在加压条件下气相脱水生成二甲醚的方法和装置
CN204365260U (zh) * 2014-11-28 2015-06-03 丹阳恒安化学科技研究所有限公司 变温反应釜
CN204589082U (zh) * 2015-02-04 2015-08-26 昆明理工大学 一种废机油连续催化气相裂解制备燃料油的装置
CN204768600U (zh) * 2014-12-26 2015-11-18 天津西青区乐邦生物科技有限公司 一种反应釜

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4259312A (en) * 1977-04-18 1981-03-31 Didier Engineering Gmbh Process and apparatus for catalytically reacting a reducing gas and water vapor
AU2003259090A1 (en) * 2002-08-09 2004-02-25 Christopher Todd Gricius Electrically heated catalyst support plate and method for starting up water gas shift reactors
CN101768054A (zh) * 2009-01-06 2010-07-07 华东理工大学 甲醇在加压条件下气相脱水生成二甲醚的方法和装置
CN204365260U (zh) * 2014-11-28 2015-06-03 丹阳恒安化学科技研究所有限公司 变温反应釜
CN204768600U (zh) * 2014-12-26 2015-11-18 天津西青区乐邦生物科技有限公司 一种反应釜
CN204589082U (zh) * 2015-02-04 2015-08-26 昆明理工大学 一种废机油连续催化气相裂解制备燃料油的装置

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