CN108970550B - 甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置及其反应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置。它包括筒体、设置于筒体内的翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件，与翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件相对应的筒体外壁上设有多个进料口，伸入筒体内壁的进料口处设有气体分布器，筒体被进料口分成多层进料层；原料通过翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件上的一层进料层的进料口进入后控制该进料层的反应温度；筒体固定于裙座上，裙座下端设有底板。本发明具有通过不同水平面进料口控制反应床层温度曲线，得到多种组成不同的烃类产品的优点。本发明还公开了带有甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置的反应方法。

Description

甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置及其反应方法
技术领域
本发明涉及化工工艺流程领域，更具体地说它是甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置。本发明还公开了带有甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置的反应方法。
背景技术
在放热反应的流程中有各种各样的反应器，为保证反应条件和不同催化剂的性能，其反应器的工作原理各不相同。
现有反应器包括固定床反应器，流化床反应器和多管式反应器；固定床反应器在实际生产中存在以下缺点：(1)放出的热量不能很好地移出反应器而产生飞温；(2)严重地影响反应产物的稳定性；(3)严重影响催化剂的使用寿命，使得催化剂的再生周期缩短；流化床反应器在实际生产中存在以下缺点：(1)反应产物中夹带催化剂；(2)需要将反应产物中夹带的催化剂分离，加大了设备的投资成本；(3)流化床中催化剂处于运动状态，运动会导致催化剂破碎，而粉末催化剂不易和反应产物分离，催化剂损耗大。多管式反应器在实际生产中存在以下缺点：(1)采用普通管，由于是强放热反应，管程和壳程的温差太大，只能用比热容大的物料来移出热量；(2)热量被移出后不能满足连续进料的原料加热需求；(3)移出热量少，床层会超温，影响催化剂的有效使用；(4)增加换热管的数量能移除大量热量，不影响催化剂的有效使用，但增加换热管会大大增加设备成本；(5)在进料处设有气体分布器，影响催化剂的完全再生；因此，现有的三种反应器都不能单独且完整地满足催化剂在反应器中的相对有效的使用。
现有的反应器适用的原料要求较高，转化的原料较少，不能利用广泛的、廉价的包括废柴油、废机油等碳氢化合物原料；一个反应器通常只能转化一种原料，生产效率低，设备利用率低；反应器并不能对反应热进行最大利用，造成资源浪费；同时，且现有反应器的温度控制比较困难，一个反应器同时只能生产一种组分的产品，不能同时生产多种组分的产品。据发明人所知，现有反应器及反应方法不能定向控制反应器中的反应温度，且使用普通催化剂不能达到所需产品的催化效果。
发明内容
本发明的第一目的是为了提供甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置，本发明通过不同水平面(梯度)进料口定向控制反应床层温度曲线，得到多种组成不同的所需烃类产品。
本发明的第二目的是为了提供带有甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置的反应方法。
为了实现上述本发明的第一目的，本发明的技术方案为：甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置，其特征在于：包括床层梯度定向控温反应器；床层梯度定向控温反应器包括筒体、设置于筒体内的翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件，与翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件相对应的筒体外壁上设有多个进料口，伸入筒体内壁的进料口处设有进料口气体分布器，筒体被进料口分成多层进料层，每层进料层上设有一个或多个进料口；
有出料口设于筒体下端，筒体固定于裙座上，裙座下端设有底板；
有原料通入进料口的支路上依次设有预热器和蒸发器，有缓冲罐上端输出的循环干气分成多个循环干气支路，循环干气支路连入床层梯度定向控温反应器、且位于翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件的下部；
出料口通入缓冲罐的支路上设有冷凝器，缓冲罐下端通过管路与油水分离器连通，油水分离器上设有通往烃类产品罐的支路和通往储水罐的支路。
在上述技术方案中，所述翅片恒温管组件包括管板、翅片恒温管、第一催化剂、翅片；管板的横向两端固定于筒体内壁上，管板包括第一管板和第二管板，翅片恒温管有多根，翅片恒温管呈竖直布置，翅片恒温管上端固定于第一管板上、下端固定于第二管板上；第一催化剂位于翅片恒温管内，翅片设于波纹管外壁上。
在上述技术方案中，波纹管组件包括管板、波纹管、第一催化剂、翅片，管板的横向两端固定于筒体内壁上，管板包括第一管板和第二管板，波纹管有多根，波纹管呈竖直布置，波纹管上端固定于第一管板上、下端固定于第二管板上；第一催化剂位于波纹管内，翅片设于波纹管外壁上。
在上述技术方案中，梯形管组件包括管板、梯形管、第一催化剂、翅片，管板的横向两端固定于筒体内壁上，管板包括第一管板和第二管板，梯形管有多根，梯形管呈竖直布置，梯形管上端固定于第一管板上、下端固定于第二管板上；第一催化剂位于波纹管内，翅片设于波纹管外壁上。
在上述技术方案中，位于筒体纵向面上相邻二个进料口之间的间距大于或等于5mm；有升气管设于翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件内，升气管下端位于第一管板和第二管板之间、上端伸出第一管板；升气管设于相邻二个翅片恒温管和/或波纹管和/或梯形管之间；所述升气管下端与所述第二管板之间的距离可调；升气管为普通管或翅片管；升气管有一根或多根；升气管上端设有挡气帽，挡气帽呈人字形或方形或圆形。
在上述技术方案中，筒体内设有固定床组件，固定床组件包括气体分布器和固定床，固定床包括上压板、支撑板和第二催化剂，上压板位于支撑板上方，上压板的横向两端固定于筒体内壁上，支撑板的横向两端固定于筒体内壁上，第二催化剂位于上压板、支撑板和筒体内壁围成的区域内；气体分布器位于固定床上方。
在上述技术方案中，有催化剂固定器位于所述翅片恒温管组件中的翅片恒温管内、且设置于所述翅片恒温管下端；
波纹管组件中的波纹管为不规则的波纹管或规则波纹管，不规则的波纹管上的波纹圈口径不全相同或全部不同，波纹管上的波纹圈口径不全相同或全部不同，波纹管外壁上均设有翅片，设于大口径波纹圈外壁上的翅片的数量少于设于小口径波纹圈外壁上的翅片的数量；设于大口径波纹圈外壁上的翅片的长度比设于小口径波纹圈外壁上的翅片的长度短；
梯形管组件中的梯形管为等腰梯形管和/或直角梯形管和/或普通梯形管；梯形管组件中梯形管呈上口径大、下口径小的倒喇叭形或呈上口径小、下口径大的喇叭形；设于大口径梯形管外壁上的翅片的数量少于设于小口径梯形管外壁上的翅片的数量；设于大口径梯形管外壁上的翅片的长度比设于小口径梯形管外壁上的翅片的长度短。
在上述技术方案中，所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件有一个或多个；所述固定床组件有一个或多个；有人孔设于筒体外壁上，人孔有一个或多个；有人孔位于所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件上方，或有人孔设于所述固定床组件或所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件上方、且有人孔设于所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件所述固定床组件之间；进料口有多个，进料口或位于第一管板与第二管板之间或位于所述固定床组件上方、且位于第一管板与第二管板之间；
所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件与所述固定床组件有四种组合方式，所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件与所述固定床组件组合方式包括所述固定床组件位于所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件下方；所述固定床组件位于所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件上方；所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件设于二个间隔设置的所述固定床组件之间；所述固定床组件设于二个间隔设置的所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件之间。
为了实现上述本发明的第二目的，本发明的技术方案为：带有所述的甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置的反应方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：根据生产需要将待生产的原料分别放入原料罐中通过预热器预热；待生产的原料包括第一原料、第二原料至第v原料，v≥2；
步骤二：将预热后的第一原料、第二原料、……、第v原料分别输入到蒸发器中，使原料达到完全气化状态；
步骤三：进料口包括第一进料口、第二进料口、……、第m进料口，
蒸发器中输出的气化原料分别从第一进料口、第二进料口至第m进料口输入床层梯度定向控温反应器中与催化剂进行反应，m≥2；
其中，有第一进料口、第二进料口至第n进料口至上而下设于与翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件相对应的筒体外壁上、且位于第一管板与第二管板之间，0＜n≤m；
缓冲罐输出的循环干气从循环干气入口输入床层梯度定向控温反应器中、与位于床层梯度定向控温反应器内的原料和催化剂进行反应；反应的产物从出料口排出；
步骤四：产物进入冷凝器中冷凝，冷凝后的产物进入缓冲罐中进行气液分离，分离出的气体从缓冲罐上端输出成为循环干气，液体从缓冲罐下端输出到油水分离器中；
步骤五：经过油水分离器的分离工序，得到所需的烃类产品，烃类产品储存于烃类产品罐中，水储存于储水罐中；
气化后的原料分别从第一进料口和/或第二进料口……和/或第n进料口进入床层梯度定向控温反应器与第一催化剂进行反应，筒体被进料口分成多层进料层，每层进料层上设有一个或多个进料口；原料通过翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件上的一层进料层的进料口进入后，控制该进料层的反应温度，烃类产品的组分通过进入进料层上的进料口的原料控制；
当所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件有一个时，筒体的反应温度通过进入每层筒体上进料口的原料控制；
当所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件有多个时，气化后的原料从进料口进入位于筒体上部的床层梯度定向控温反应器中与第一催化剂进行反应，放出的热一部分通过升气管带入第一管板上方后、再进入与位于下部的床层梯度定向控温反应器相连通的升气管，将反应热传入位于下部的床层梯度定向控温反应器中；
当所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件有一个或多个、且所述固定床组件有一个或多个时，气化后的原料从进料口进入位于筒体上部的床层梯度定向控温反应器中与第一催化剂进行反应，放出的热一部分通过升气管带入第一管板上方后、再进入与位于下部的床层梯度定向控温反应器和/或固定床相连通的升气管，将反应热传入位于下部的床层梯度定向控温反应器和/或固定床中；
位于上部的床层梯度定向控温反应器反应放出的热另一部分和循环干气一起循环进入所述的床层梯度定向控温反应器与原料进行反应。
在上述技术方案中，催化剂包括装填于翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件内的第一催化剂、装填于固定床组件内的第二催化剂，第一催化剂与第二催化剂相同或不同。
本发明具有如下优点：
(1)本发明通过不同水平面进料口控制反应床层温度曲线，得到多种组成不同的烃类产品；
(2)本发明通过不同进料口改变原料在反应器壳层停留时间和进料口在不同水平面来达到床层梯度温控目的；
(3)本发明对催化剂的选择性大大提高；以甲醇制汽油为例，现有技术反应器温控方法中，普通的催化剂单程使用周期16天需要再生；同样的催化剂在本发明中单程使用周期比现有技术提高20％及以上、转化率比现有技术提高5％及以上。
附图说明
图1为本发明床层梯度定向控温反应器内置翅片恒温管结构示意图。
图2为本发明床层梯度定向控温反应器内置梯形管结构示意图一
图3为本发明床层梯度定向控温反应器内置梯形管结构示意图二。
图4为本发明床层梯度定向控温反应器内置规则的波纹管结构示意图。
图5为本发明床层梯度定向控温反应器内置不规则的波纹管结构示意图。
图6为本发明床层梯度定向控温反应器内设有一个波纹管组件和一个固定床组件结构示意图。
图7为本发明床层梯度定向控温反应器内设有二个波纹管组件结构示意图。
图8为本发明床层梯度定向控温反应器二个间隔设置的固定床组件之间设有一个波纹管组件结构示意图。
图9为本发明床层梯度定向控温反应器二个间隔设置的波纹管组件之间设有一个固定床组件结构示意图。
图10为本发明结构示意图。
图11为图10的A处放大图。
图12为图10的B处放大图。
图中1-进料口,2-翅片恒温管组件或波纹管组件或梯形管组件,2.1-管板，2.11-第一管板，2.12-第二管板，2.2-升气管，2.21-挡气帽，2.3-翅片恒温管或波纹管或梯形管，2.4-第一催化剂，2.5-翅片，2.6-催化剂固定器，3-人孔,4-筒体，5-出料口,6-裙座，7-底板，8-固定床组件，8.1-气体分布器，8.2-固定床，8.21-上压板，8.22-支撑板，8.23-第二催化剂，9-进料口气体分布器，10-床层梯度定向控温反应器，11-催化剂，12-预热器，13-蒸发器，14-冷凝器，15-缓冲罐，16-油水分离器，17-烃类产品罐，18-储水罐。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置，包括床层梯度定向控温反应器10；床层梯度定向控温反应器10包括筒体4、设置于筒体4内的翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2，与翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2相对应的筒体4外壁上设有多个进料口1，伸入筒体4内壁的进料口1处设有进料口气体分布器9，筒体4被进料口1分成多层进料层，每层进料层上设有一个或多个进料口；原料通过翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2上的一层进料层的进料口进入后控制该进料层的反应温度；
有出料口5设于筒体4下端，筒体4固定于裙座6上，裙座6下端设有底板7；
有原料通入进料口1的支路上依次设有预热器12和蒸发器13，有缓冲罐15上端输出的循环干气分成多个循环干气支路；循环干气支路连入床层梯度定向控温反应器10、且位于翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2的下部，且位于第一管板2.11和第二管板2.12之间；
出料口5通入缓冲罐15的支路上设有冷凝器14，缓冲罐15下端通过管路与油水分离器16连通，油水分离器16上设有通往烃类产品罐17的支路和通往储水罐18的支路(如图1、图2、图3、图4、图5、图10、图11、图12所示)。
所述翅片恒温管组件2包括管板2.1、翅片恒温管2.3、第一催化剂2.4、翅片2.5；管板2.1的横向两端固定于筒体4内壁上，管板2.1包括第一管板2.11和第二管板2.12，翅片恒温管2.3有多根，翅片恒温管2.3呈竖直布置，翅片恒温管2.3上端固定于第一管板2.11上、下端固定于第二管板2.12上；第一催化剂2.4位于翅片恒温管2.3内，翅片2.5设于波纹管2.3外壁上。
波纹管组件2包括管板2.1、波纹管2.3、第一催化剂2.4、翅片2.5，管板2.1的横向两端固定于筒体4内壁上，管板2.1包括第一管板2.11和第二管板2.12，波纹管2.3有多根，波纹管2.3呈竖直布置，波纹管2.3上端固定于第一管板2.11上、下端固定于第二管板2.12上；第一催化剂2.4位于波纹管2.3内，翅片2.5设于波纹管2.3外壁上。
梯形管组件2包括管板2.1、梯形管2.3、第一催化剂2.4、翅片2.5，管板2.1的横向两端固定于筒体4内壁上，管板2.1包括第一管板2.11和第二管板2.12，梯形管2.3有多根，梯形管2.3呈竖直布置，梯形管2.3上端固定于第一管板2.11上、下端固定于第二管板2.12上；第一催化剂2.4位于波纹管2.3内，翅片2.5设于波纹管2.3外壁上。
位于筒体4纵向面上相邻二个进料口1之间的间距大于或等于5mm；有升气管2.2设于翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2内，升气管2.2下端位于第一管板2.11和第二管板2.12之间、上端伸出第一管板2.11；升气管2.2设于相邻二个翅片恒温管2.3和/或波纹管2.3和/或梯形管2.3之间；所述升气管2.2下端与所述第二管板2.12之间的距离可调；升气管2.2为普通管或翅片管；升气管2.2有一根或多根；升气管2.2上端设有挡气帽2.21，挡气帽2.21呈人字形或方形或圆形。
筒体4内设有固定床组件8，固定床组件8包括气体分布器8.1和固定床8.2，固定床8.2包括上压板8.21、支撑板8.22和第二催化剂8.23，上压板8.21位于支撑板8.22上方，上压板8.21的横向两端固定于筒体4内壁上，支撑板8.22的横向两端固定于筒体4内壁上，第二催化剂8.23位于上压板8.21、支撑板8.22和筒体4内壁围成的区域内；气体分布器8.1位于固定床8.2上方。
有催化剂固定器2.6位于所述翅片恒温管组件2中的翅片恒温管2.3内、且设置于所述翅片恒温管2.3下端；
波纹管组件2中的波纹管2.3为不规则的波纹管或规则波纹管，波纹管2.3上的波纹圈口径不全相同或全部不同，波纹管2.3上的波纹圈口径不全相同或全部不同，波纹管2.3外壁上均设有翅片2.5，设于大口径波纹圈外壁上的翅片2.5的数量少于设于小口径波纹圈外壁上的翅片2.5的数量；设于大口径波纹圈外壁上的翅片2.5的长度比设于小口径波纹圈外壁上的翅片2.5的长度短；
梯形管组件2中的梯形管2.3为等腰梯形管和/或直角梯形管和/或普通梯形管；梯形管组件2中梯形管2.3呈上口径大、下口径小的倒喇叭形或呈上口径小、下口径大的喇叭形；设于大口径梯形管2.3外壁上的翅片2.5的数量少于设于小口径梯形管2.3外壁上的翅片2.5的数量；设于大口径梯形管2.3外壁上的翅片2.5的长度比设于小口径梯形管2.3外壁上的翅片2.5的长度短。
所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2有一个或多个；所述固定床组件8有一个或多个；有人孔3设于筒体4外壁上，人孔3有一个或多个；有人孔3位于所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2上方，或有人孔设于所述固定床组件8或所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2上方、且有人孔3设于所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2与所述固定床组件8之间；进料口1有多个，进料口1或位于第一管板2.11与第二管板2.12之间或位于所述固定床组件8上方、且位于第一管板2.11与第二管板2.12之间；
所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2与所述固定床组件8有四种组合方式，所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2与所述固定床组件8组合方式包括所述固定床组件8位于所述翅片恒温管组件和/或波纹管组件和/或梯形管组件下方；所述固定床组件8位于所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2上方；所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2设于二个间隔设置的所述固定床组件8之间；所述固定床组件8设于二个间隔设置的所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2之间(如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示)。
图1中本发明床层梯度定向控温反应器内设有翅片恒温管组件。
图2中本发明床层梯度定向控温反应器内设有梯形管呈倒喇叭形的梯形管组件。
图3中本发明床层梯度定向控温反应器内设有梯形管呈喇叭形的梯形管组件。
图4中本发明床层梯度定向控温反应器内设有规则的波纹管组件。
图5中本发明床层梯度定向控温反应器内设有不规则的波纹管组件。
参阅附图1、图2、图3、图4、图5、10、图11、图12可知：带有所述的甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置的反应方法，包括如下步骤：
步骤一：根据生产需要将待生产的原料分别放入原料罐中通过预热器12预热；待生产的原料包括第一原料、第二原料至第v原料，v≥2；
步骤二：将预热后的第一原料、第二原料、……、第v原料分别输入到蒸发器13中，使原料达到完全气化状态；
步骤三：进料口1包括第一进料口、第二进料口、……、第m进料口，m≥2；
蒸发器13中输出的气化原料分别从第一进料口、第二进料口至第m进料口输入床层梯度定向控温反应器10中与催化剂11进行反应；
其中，有第一进料口、第二进料口至第n进料口至上而下设于与翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2相对应的筒体4外壁上、且位于第一管板2.11与第二管板2.12之间，0＜n≤m；有N个进料口位于固定床组件8上方和/或位于固定床组件8与翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2之间，N为m与n的差，N≥0；
缓冲罐15输出的循环干气从循环干气入口输入床层梯度定向控温反应器10中、与位于床层梯度定向控温反应器10内的原料和催化剂11进行反应；反应的产物从出料口5排出；
步骤四：产物进入冷凝器14中冷凝，冷凝后的产物进入缓冲罐15中进行气液分离，分离出的气体从缓冲罐15上端输出成为循环干气，液体从缓冲罐下端输出到油水分离器16中；
步骤五：经过油水分离器16的分离工序，得到所需的烃类产品，烃类产品储存于烃类产品罐17中，水储存于储水罐18中；
气化后的原料分别从第一进料口和/或第二进料口……和/或第n进料口进入床层梯度定向控温反应器10与第一催化剂2.4进行反应，筒体4被进料口1分成多层进料层，每层进料层上设有一个或多个进料口；原料通过翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2上的一层进料层的进料口进入后，控制该进料层的反应温度，烃类产品的组分通过进入进料层上的进料口的原料控制；
当所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2有一个时，筒体4的反应温度通过进入每层筒体4上进料口1的原料控制；
当所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2有多个时，气化后的原料从进料口1进入位于筒体4上部的床层梯度定向控温反应器10中与第一催化剂2.4进行反应，放出的热一部分通过升气管2.2带入第一管板2.11上方后、再进入与位于下部的床层梯度定向控温反应器10相连通的升气管2.2，将反应热传入位于下部的床层梯度定向控温反应器10中；
当所述翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2有一个或多个、且所述固定床组件8有一个或多个时，气化后的原料从进料口1进入位于筒体4上部的床层梯度定向控温反应器10中与第一催化剂2.4进行反应，放出的热一部分通过升气管2.2带入第一管板2.11上方后、再进入与位于下部的床层梯度定向控温反应器10和/或固定床8.2相连通的升气管2.2，将反应热传入位于下部的床层梯度定向控温反应器10和/或固定床8.2中；
位于上部的床层梯度定向控温反应器10反应放出的热另一部分和循环干气一起循环进入所述的床层梯度定向控温反应器10与原料进行反应。
催化剂11包括装填于翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2内的第一催化剂2.4、装填于固定床组件8内的第二催化剂8.23，第一催化剂2.4与第二催化剂8.23相同或不同；
输入位于上部的翅片恒温管组件2和/或波纹管组件2和/或梯形管组件2中的原料为包括甲醇、苯、乙醚的反应过程中放热原料；
输入位于下部的床层梯度定向控温反应器10的原料为包括废柴油、废机油、液化气、重炔的碳氢化合物。
其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (6)

1.甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置，其特征在于：包括床层梯度定向控温反应器(10)；床层梯度定向控温反应器(10)包括筒体(4)、设置于筒体(4)内的翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)，与翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)相对应的筒体(4)外壁上设有多个进料口(1)，伸入筒体(4)内壁的进料口(1)处设有进料口气体分布器(9)，筒体(4)被进料口(1)分成多层进料层，每层进料层上设有一个或多个进料口；
所述翅片恒温管组件(2)包括管板(2.1)、翅片恒温管(2.3)、第一催化剂(2.4)、翅片(2.5)；管板(2.1)的横向两端固定于筒体(4)内壁上，管板(2.1)包括第一管板(2.11)和第二管板(2.12)，翅片恒温管(2.3)有多根，翅片恒温管(2.3)呈竖直布置，翅片恒温管(2.3)上端固定于第一管板(2.11)上、下端固定于第二管板(2.12)上；第一催化剂(2.4)位于翅片恒温管(2.3)内，翅片(2.5)设于翅片恒温管(2.3)外壁上；
波纹管组件(2)包括管板(2.1)、波纹管(2.3)、第一催化剂(2.4)、翅片(2.5)，管板(2.1)的横向两端固定于筒体(4)内壁上，管板(2.1)包括第一管板(2.11)和第二管板(2.12)，波纹管(2.3)有多根，波纹管(2.3)呈竖直布置，波纹管(2.3)上端固定于第一管板(2.11)上、下端固定于第二管板(2.12)上；第一催化剂(2.4)位于波纹管(2.3)内，翅片(2.5)设于波纹管(2.3)外壁上；
梯形管组件(2)包括管板(2.1)、梯形管(2.3)、第一催化剂(2.4)、翅片(2.5)，管板(2.1)的横向两端固定于筒体(4)内壁上，管板(2.1)包括第一管板(2.11)和第二管板(2.12)，梯形管(2.3)有多根，梯形管(2.3)呈竖直布置，梯形管(2.3)上端固定于第一管板(2.11)上、下端固定于第二管板(2.12)上；第一催化剂(2.4)位于梯形管(2.3)内，翅片(2.5)设于梯形管(2.3)外壁上；
有出料口(5)设于筒体(4)下端，筒体(4)固定于裙座(6)上，裙座(6)下端设有底板(7)；
有原料通入进料口(1)的支路上依次设有预热器(12)和蒸发器(13)，有缓冲罐(15)上端输出的循环干气分成多个循环干气支路，循环干气支路连入床层梯度定向控温反应器(10)、且位于翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)的下部；
出料口(5)通入缓冲罐(15)的支路上设有冷凝器(14)，缓冲罐(15)下端通过管路与油水分离器(16)连通，油水分离器(16)上设有通往烃类产品罐(17)的支路和通往储水罐(18)的支路；
位于筒体(4)纵向面上相邻二个进料口(1)之间的间距大于或等于5mm；有升气管(2.2)设于翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)内，升气管(2.2)下端位于第一管板(2.11)和第二管板(2.12)之间、上端伸出第一管板(2.11)；升气管(2.2)设于相邻二个翅片恒温管(2.3)和/或波纹管(2.3)和/或梯形管(2.3)之间；所述升气管(2.2)下端与所述第二管板(2.12)之间的距离可调；升气管(2.2)为普通管或翅片管；升气管(2.2)有一根或多根；升气管(2.2)上端设有挡气帽(2.21)，挡气帽(2.21)呈人字形或方形或圆形。
2.根据权利要求1所述的甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置，其特征在于：筒体(4)内设有固定床组件(8)，固定床组件(8)包括气体分布器(8.1)和固定床(8.2)，固定床(8.2)包括上压板(8.21)、支撑板(8.22)和第二催化剂(8.23)，上压板(8.21)位于支撑板(8.22)上方，上压板(8.21)的横向两端固定于筒体(4)内壁上，支撑板(8.22)的横向两端固定于筒体(4)内壁上，第二催化剂(8.23)位于上压板(8.21)、支撑板(8.22)和筒体(4)内壁围成的区域内；气体分布器(8.1)位于固定床(8.2)上方。
3.根据权利要求2所述的甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置，其特征在于：有催化剂固定器(2.6)位于所述翅片恒温管组件(2)中的翅片恒温管(2.3)内、且设置于所述翅片恒温管(2.3)下端；
波纹管组件(2)中的波纹管(2.3)为不规则的波纹管或规则波纹管，不规则的波纹管上的波纹圈口径不全相同或全部不同，波纹管(2.3)外壁上均设有翅片(2.5)，设于大口径波纹圈外壁上的翅片(2.5)的数量少于设于小口径波纹圈外壁上的翅片(2.5)的数量；设于大口径波纹圈外壁上的翅片(2.5)的长度比设于小口径波纹圈外壁上的翅片(2.5)的长度短；
梯形管组件(2)中的梯形管(2.3)为等腰梯形管和/或直角梯形管和/或普通梯形管；梯形管组件(2)中梯形管(2.3)呈上口径大、下口径小的倒喇叭形或呈上口径小、下口径大的喇叭形；设于大口径梯形管(2.3)外壁上的翅片(2.5)的数量少于设于小口径梯形管(2.3)外壁上的翅片(2.5)的数量；设于大口径梯形管(2.3)外壁上的翅片(2.5)的长度比设于小口径梯形管(2.3)外壁上的翅片(2.5)的长度短。
4.根据权利要求3所述的甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置，其特征在于：所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)有一个或多个；所述固定床组件(8)有一个或多个；有人孔(3)设于筒体(4)外壁上，人孔(3)有一个或多个；有人孔(3)位于所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)上方，或有人孔设于所述固定床组件(8)或所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)上方、且有人孔(3)设于所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)与所述固定床组件(8)之间；进料口(1)有多个，进料口(1)或位于第一管板(2.11)与第二管板(2.12)之间或位于所述固定床组件(8)上方、且位于第一管板(2.11)与第二管板(2.12)之间；
所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)与所述固定床组件(8)有四种组合方式，所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)与所述固定床组件(8)组合方式包括所述固定床组件(8)位于所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)下方；所述固定床组件(8)位于所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)上方；所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)设于二个间隔设置的所述固定床组件(8)之间；所述固定床组件(8)设于二个间隔设置的所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)之间。
5.权利要求2-4中任一权利要求所述的甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置的反应方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：根据生产需要将待生产的原料分别放入原料罐中通过预热器(12)预热；待生产的原料包括第一原料、第二原料至第v原料，v≥2；
步骤二：将预热后的第一原料、第二原料、……、第v原料分别输入到蒸发器(13)中，使原料达到完全气化状态；
步骤三：进料口(1)包括第一进料口、第二进料口、……、第m进料口，m≥2，
蒸发器(13)中输出的气化原料分别从第一进料口、第二进料口至第m进料口输入床层梯度定向控温反应器(10)中与催化剂(11)进行反应；
其中，有第一进料口、第二进料口至第n进料口至上而下设于与翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)相对应的筒体(4)外壁上、且位于第一管板(2.11)与第二管板(2.12)之间，0＜n≤m；
缓冲罐(15)输出的循环干气从循环干气入口输入床层梯度定向控温反应器(10)中、与位于床层梯度定向控温反应器(10)内的原料和催化剂(11)进行反应；反应的产物从出料口(5)排出；
步骤四：产物进入冷凝器(14)中冷凝，冷凝后的产物进入缓冲罐(15)中进行气液分离，分离出的气体从缓冲罐(15)上端输出成为循环干气，液体从缓冲罐(15)下端输出到油水分离器(16)中；
步骤五：经过油水分离器(16)的分离工序，得到所需的烃类产品，烃类产品储存于烃类产品罐(17)中，水储存于储水罐(18)中；
气化后的原料分别从第一进料口和/或第二进料口……和/或第n进料口进入床层梯度定向控温反应器(10)与第一催化剂(2.4)进行反应，筒体(4)被进料口(1)分成多层进料层，每层进料层上设有一个或多个进料口；原料通过翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)上的一层进料层的进料口进入后，控制该进料层的反应温度，烃类产品的组分通过进入进料层上的进料口的原料控制；
当所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)有一个时，筒体(4)的反应温度通过进入每层筒体(4)上进料口(1)的原料控制；
当所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)有多个时，气化后的原料从进料口(1)进入位于筒体(4)上部的床层梯度定向控温反应器(10)中与第一催化剂(2.4)进行反应，放出的热一部分通过升气管(2.2)带入第一管板(2.11)上方后、再进入与位于下部的床层梯度定向控温反应器(10)相连通的升气管(2.2)，将反应热传入位于下部的床层梯度定向控温反应器(10)中；
当所述翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)有一个或多个、且所述固定床组件(8)有一个或多个时，气化后的原料从进料口(1)进入位于筒体(4)上部的床层梯度定向控温反应器(10)中与第一催化剂(2.4)进行反应，放出的热一部分通过升气管(2.2)带入第一管板(2.11)上方后、再进入与位于下部的床层梯度定向控温反应器(10)和/或固定床(8.2)相连通的升气管(2.2)，将反应热传入位于下部的床层梯度定向控温反应器(10)和/或固定床(8.2)中；
位于上部的床层梯度定向控温反应器(10)反应放出的热另一部分和循环干气一起循环进入所述的床层梯度定向控温反应器(10)与原料进行反应。
6.根据权利要求5所述的甲醇深加工床层梯度定向控温反应装置的反应方法，其特征在于：催化剂(11)包括装填于翅片恒温管组件(2)和/或波纹管组件(2)和/或梯形管组件(2)内的第一催化剂(2.4)、装填于固定床组件(8)内的第二催化剂(8.23)，第一催化剂(2.4)与第二催化剂(8.23)相同或不同。
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