CN109261084A - 甲硫醇列管式固定床反应器 - Google Patents

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邰向阳
车怀智
杨鹏
李然
付林
李�浩
张举莉
杜克英
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067—Heating or cooling the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00256—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles in a heat exchanger for the heat exchange medium separate from the reactor

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Abstract

本发明涉及一种甲硫醇列管式固定床反应器，自上而下包括上管箱、壳程筒体和下管箱，壳程筒体内设置有上管板、反应管和下管板，反应管上下两端分别与上管板和下管板密封连接；反应管下部管内设置有催化剂支撑弹簧。本发明的反应器能方便装填催化剂，当单只反应管出现泄漏时可直接封堵该反应管，不需全部拆除催化剂，便于后期设备维修，缩短维修周期。

Description

甲硫醇列管式固定床反应器
技术领域
本发明涉及一种气相化学反应设备，具体涉及一种甲硫醇列管式固定床反应器。
背景技术
甲硫醇是一种重要化工原料，可用于合成农药、医药、饲料等有机合成中间体。目前合成甲硫醇有以下几种方法：硫脲-硫酸二甲酯法，氯甲烷-硫化碱法，甲醇-硫化氢法。
传统甲硫醇反应器，由于内部结构限制，反应气体无法及时冷却，且检修困难。结合目前国内化工和石油提炼排放出大量硫化氢气体对环境造成严重污染，甲醇市场严重饱和的状况，甲醇-硫化氢法成为该领域研究热点。随着国内催化剂技术的发展，新型催化剂使得甲醇-硫化氢法的甲硫醇收率大大提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种甲硫醇列管式固定床反应器，适应甲硫醇新的生产工艺，满足新型催化剂的生产条件。
本发明所采用的技术方案为：
甲硫醇列管式固定床反应器，其特征在于：
自上而下包括上管箱、壳程筒体和下管箱，壳程筒体内设置有上管板、反应管和下管板，反应管上下两端分别与上管板和下管板密封连接；
反应管下部管内设置有催化剂支撑弹簧。
上管箱顶部设置有反应物气体入口，下管箱底部设置有反应物气体出口，反应物气体入口下方的上管箱内设置有气体分布器。
上管箱顶部设置有反应物气体出口，下管箱底部设置有反应物气体入口，反应物气体入口上方的下管箱内设置有气体分布器。
壳程筒体的筒壁上设置有供壳程导热介质进出的下环腔和上环腔。
下环腔接入壳程筒体，上环腔自壳程筒体接出。
反应物气体从反应物气体入口经由气体分布器进入到上管箱，反应物气体均匀进入各反应管内，在催化剂作用下发生反应并放出热量，催化剂由催化剂支撑弹簧支撑在反应管内，反应后的反应物气体离开反应管，由下管箱下部的反应物气体出口排出。
反应物气体从反应物气体入口经由气体分布器进入到下管箱，反应物气体均匀进入各反应管内，在催化剂作用下发生反应并放出热量，催化剂由催化剂支撑弹簧支撑在反应管内，反应后的反应物气体离开反应管，由上管箱上部的反应物气体出口排出。
壳程导热介质由下到上循环，从下环腔管口流入壳程筒体，逆流向上，与反应管进行换热，最后从上环腔管口流出并移出反应热量。
本发明具有以下优点：
1、本装置中，反应物料在反应管内经催化剂催化发生反应，放出热量，通过管外的冷却介质将热量移出。冷却介质由环腔多通道进出，与反应管充分接触，使管内反应温度能够维持在催化剂最佳使用温度范围内，提高甲硫醇收率。
2、本装置中，催化剂支撑结构使用复合弹簧，弹簧旋入反应管后与管壁卡紧，保证催化剂不泄露，并使反应气体顺利通过。
3、该结构装卸催化剂方便，床层压力降较小，气体流动通透性良好，运行过程中不易堵塞。设备运行一段时间后，即使出现单只反应管泄漏时可直接封堵该反应管，不需全部拆除催化剂，便于后期设备维修，缩短维修周期。
附图说明
图1 为本发明实施例1结构图。
图2为本发明实施例2结构图
图3 为实施例1及2中反应管底部支撑弹簧的放大图。
其中，（1）-反应物气体入口，（2）-气体分布器，（3）-上管箱，（4）-上管板，（5）-上环腔，（6）-反应管，（7）-壳程筒体，（8）-下环腔，（9）-下管板，（10）-下管箱，（11）-反应物气体出口，（12）-催化剂支撑弹簧。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及一种甲硫醇列管式固定床反应器，是根据该新型催化剂的操作条件研发设计的，自上而下包括上管箱3、壳程筒体7和下管箱10，壳程筒体7内设置有上管板4、反应管6和下管板9，反应管6上下两端分别与上管板4和下管板9密封连接；反应管6下部管内设置有催化剂支撑弹簧12。
该反应器有两种运行模式：
1、反应物气体自上而下进入反应器时，上管箱3顶部为反应物气体入口1，下管箱10底部为反应物气体出口11，反应物气体入口1下方的上管箱3内设置有气体分布器2。
2、反应物气体自下而上进入反应器时，上管箱3顶部位反应物气体出口11，下管箱10底部为反应物气体入口1，反应物气体入口1上方的下管箱10内设置有气体分布器2。
壳程筒体7的筒壁上设置有供壳程导热介质进出的下环腔8和上环腔5，作为壳程导热介质的循环路径。下环腔8接入壳程筒体7，上环腔5自壳程筒体7接出。
实施例1：
反应物气体从反应物气体入口1经由气体分布器2进入到上管箱3，反应物气体均匀进入各反应管6内，在催化剂作用下发生反应并放出热量，催化剂由催化剂支撑弹簧12支撑在反应管6内，反应后的反应物气体离开反应管6，由下管箱10下部的反应物气体出口11排出。
实施例2：
反应物气体从反应物气体入口1经由气体分布器2进入到下管箱10，反应物气体均匀进入各反应管6内，在催化剂作用下发生反应并放出热量，催化剂由催化剂支撑弹簧12支撑在反应管6内，反应后的反应物气体离开反应管6，由上管箱3上部的反应物气体出口11排出。
运行过程中，壳程导热介质由下到上循环，从下环腔8管口流入壳程筒体7，逆流向上，与反应管6进行换热，最后从上环腔5管口流出并移出反应热量。
催化剂支撑弹簧12为复合弹簧，弹簧旋入反应管6后与管壁卡紧，保证催化剂不泄露，并使反应气体顺利通过，装卸催化剂方便，床层压力降较小，气体流动通透性良好，运行过程中不易堵塞。设备运行一段时间后，即使出现单只反应管泄漏时可直接封堵该反应,6，不需全部拆除催化剂，便于后期设备维修，缩短维修周期。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.甲硫醇列管式固定床反应器，其特征在于：
自上而下包括上管箱（3）、壳程筒体（7）和下管箱（10），壳程筒体（7）内设置有上管板（4）、反应管（6）和下管板（9），反应管（6）上下两端分别与上管板（4）和下管板（9）密封连接；
反应管（6）下部管内设置有催化剂支撑弹簧（12）。
2.根据权利要求1所述的甲硫醇列管式固定床反应器，其特征在于：
上管箱（3）顶部设置有反应物气体入口（1），下管箱（10）底部设置有反应物气体出口（11），反应物气体入口（1）下方的上管箱（3）内设置有气体分布器（2）。
3.根据权利要求1所述的甲硫醇列管式固定床反应器，其特征在于：
上管箱（3）顶部设置有反应物气体出口（11），下管箱（10）底部设置有反应物气体入口（1），反应物气体入口（1）上方的下管箱（10）内设置有气体分布器（2）。
4.根据权利要求2或3所述的甲硫醇列管式固定床反应器，其特征在于：
壳程筒体（7）的筒壁上设置有供壳程导热介质进出的下环腔（8）和上环腔（5）。
5.根据权利要求4所述的甲硫醇列管式固定床反应器，其特征在于：
下环腔（8）接入壳程筒体（7），上环腔（5）自壳程筒体（7）接出。
6.根据权利要求2所述的甲硫醇列管式固定床反应器，其特征在于：
反应物气体从反应物气体入口（1）经由气体分布器（2）进入到上管箱（3），反应物气体均匀进入各反应管（6）内，在催化剂作用下发生反应并放出热量，催化剂由催化剂支撑弹簧（12）支撑在反应管（6）内，反应后的反应物气体离开反应管（6），由下管箱（10）下部的反应物气体出口（11）排出。
7.根据权利要求3所述的甲硫醇列管式固定床反应器，其特征在于：
反应物气体从反应物气体入口（1）经由气体分布器（2）进入到下管箱（10），反应物气体均匀进入各反应管（6）内，在催化剂作用下发生反应并放出热量，催化剂由催化剂支撑弹簧（12）支撑在反应管（6）内，反应后的反应物气体离开反应管（6），由上管箱（3）上部的反应物气体出口（11）排出。
8.根据权利要求4所述的甲硫醇列管式固定床反应器，其特征在于：
壳程导热介质由下到上循环，从下环腔（8）管口流入壳程筒体（7），逆流向上，与反应管（6）进行换热，最后从上环腔（5）管口流出并移出反应热量。
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