CN113694836A - 一种气体均匀分布固定床反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体均匀分布固定床反应器，包括：进气管道、上封头、筒体、下封头三个主要部分组成，所述上封头、下封头分别与筒体通过焊接固定连接；所述上封头的顶部焊接有进气管道，所述进气管道上焊接有气体分布器；所述下封头上焊接有气体出口管道、液体出口管道、液体导流片；所述筒体内部设有上管板、下管板、反应管、加热棒、温度传感器，所述上管板、下管板焊接在筒体上，上管板、下管板中焊接有反应管。本发明通过反应管内涂覆分散剂与催化剂，在提高催化剂有效利用率的同时，能够有效降低介质流动过程的沿程阻力，降低设备功耗。在下封头增设液体导流片，能够有效提高反应生成物中的气、液分离效果。
Description
技术领域
本发明涉及催化反应器技术领域，具体地，涉及一种气体均匀分布固定床反应器。
背景技术
催化反应是石油、化工领域重要的反应类型。该过程通常发生在反应器中。目前，针对不同的反应介质，各种类型的反应器层出不穷。其中，对于反应介质为气体的固定床反应器，所面临的共性难题是反应气在进口分布不均，导致反映主体内的反应介质流量不均，严重阻碍了反应器的整体运行效率。 专利CN201920259049.7提供了一种反应主体内温度可调的反应器，但是反应气入口为直管，均匀分布能力较差；目前市面的入口分布器均为固定结构，例如专利 CN201920253556.X ，提供了一种物料分布器，但实际使用过程中气体分布能力并不全面。反应气在催化剂主体中的分布，直接影响催化剂的有效使用率以及设备的整体运行效率。因此，研究一种气体均匀分布，且设备高效运行的反应器对于提高我国化工领域整体催化反应水平至关重要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种气体均匀分布固定床反应器。通过对气体进口分布器、筒体内的反应管以及下封头进行结构优化，达到入口反应气介质均匀分布，反应管内催化剂有效使用率高，反应生成介质气液分离完全等优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气体均匀分布固定床反应器，包括：进气管道、上封头、筒体、下封头三个主要部分组成，所述上封头、下封头分别与筒体通过焊接固定连接；所述上封头的顶部焊接有进气管道，所述进气管道上焊接有气体分布器；所述下封头上焊接有气体出口管道、液体出口管道、液体导流片；所述筒体内部设有上管板、下管板、反应管、加热棒、温度传感器，所述上管板、下管板焊接在筒体上，上管板、下管板中焊接有反应管。
进一步地，所述气体分布器包括：气体导流罩、固定螺栓、固定支架、叶片连杆、导流叶片；所述气体导流罩设置于进气管道的下方，所述导流叶片设置于气体导流罩中，所述导流叶片通过叶片连杆固定于固定支架上，所述固定支架通过固定螺栓固定连接于进气管道上。
进一步地，所述反应管的内部壁面上依次涂覆有分散剂、催化剂。
进一步地，所述加热棒、温度传感器分别与PLC控制系统连接，形成温度控制反馈系统。
进一步地，所述筒体的外壁包覆有隔热层。
进一步地，所述气体出口管道位于下封头的侧面上，液体出口管道位于下封头底端。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明气体均匀分布固定床反应器在反应气入口管道末端增加反应气导流罩、导流叶片，导流叶片在气压作用下旋转，带动反应气螺旋分布，极大提高反应气在入口区域的分布均匀程度。通过反应管内涂覆分散剂与催化剂，在提高催化剂有效利用率的同时，能够有效降低介质流动过程的沿程阻力，降低设备功耗。在下封头增设液体导流片，能够有效提高反应生成物中的气、液分离效果。
附图说明
图1为本发明所气体均匀分布床反应器的整体结构示意图；
图2为本发明中进口管道与气体分布器的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术方案，下面将对实施例或技术方案中描述中所需要的附图进行简单介绍。显而易见地，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参见图1，本发明提供了一种气体均匀分布固定床反应器，包括：进气管道1、上封头2、筒体5、下封头8三个主要部分组成，上封头2、下封头8分别与筒体5通过焊接固定连接；上封头2的顶部焊接有进气管道1，进气管道1上焊接有气体分布器；下封头8上焊接有气体出口管道9、液体出口管道10、液体导流片81，气体出口管道9位于下封头的侧面上，液体出口管道10位于下封头底端。
如图2，本发明中的气体分布器包括：气体导流罩12、固定螺栓13、固定支架14、叶片连杆15、导流叶片16；气体导流罩12设置于进气管道1的下方，本发明中的气体导流罩12为外扩型的气体导流罩，所导流叶片16设置于气体导流罩12中，导流叶片16通过叶片连杆15固定于固定支架14上，本发明中导流叶片16的数量大于2，本领域技术人员可根据反应气的质量流量不同，选取不同的导流叶片16的数量，通常，反应气质量流量越大，导流叶片16的数量越多，固定支架14通过固定螺栓13固定连接于进气管道1上。反应气通过进气管道1后，对导流叶片16进行推动，导致导流叶片16进行旋转，使反应气螺旋均匀分布，进入下方的反应管内。
本发明中的筒体5内部设有上管板31、下管板32、反应管4、加热棒7、温度传感器71，上管板31、下管板32焊接在筒体5上，上管板31、下管板32中焊接有反应管4，筒体5与上管板31、下管板32之间形成封闭的容积，内部充满可供加热的工作介质。根据工作需要，筒体5的外壁上可包覆有隔热层。反应管4的内部壁面上依次涂覆有分散剂、催化剂，形成气体反应区。加热棒7内端淹没于加热介质内，对介质进行直接加热，外端位于筒体5的外侧，与温度传感器71分别连接外置PLC控制系统，形成温度反馈与调节系统，反应生成物中的气、液介质沿反应管4流动到下封头8，其中，液体介质在重力作用下，沿着液体导流片从下封头8最底端的液体出口管道10流出，气体介质在浮力作用下从下封头8侧面上的气体出口管道9流出。
本发明气体均匀分布固定床反应器在反应气入口管道末端增加反应气导流罩、导流叶片，导流叶片在气压作用下旋转，带动反应气螺旋分布，极大提高反应气在入口区域的分布均匀程度。通过反应管内涂覆分散剂与催化剂，在提高催化剂有效利用率的同时，能够有效降低介质流动过程的沿程阻力，降低设备功耗。在下封头增设液体导流片，能够有效提高反应生成物中的气、液分离效果。
实施例
对于甲醇氧化制甲醛的催化反应，反应气为甲醇蒸汽与空气的混合气，反应气中甲醛蒸汽的含量大于36%。反应气通过进气管道1后，推动导流叶片16进行旋转，使得反应气呈螺旋状均匀分布进入反应管4中。反应管4内涂覆有浮石银催化剂，筒体5与上管板31、下管板32之间形成封闭容积，内部充满水蒸气。筒体5外壁面包覆有保温隔热层。通过加热棒7对水蒸气进行持续加热，当水蒸气温度达到300℃时，筒体壁面内焊接固定的温度传感器71进行信号反馈，并通过PLC控制系统停止加热棒7工作。过热蒸汽与反应管之间通过导热、对流、辐射等方法进行热传导，最终使得反应管4内部区域温度与过热蒸汽趋近。反应混合气经均匀分布后进入反应管4的内部，在催化剂作用下发生脱氢反应，生成甲醛气体与液态水。反应生成物经由反应管4后进入下封头8，其中，液态水在液体导流片81的作用下汇集，经下封头8最底端的液体出口管道流出反应器，甲醛气体在浮力作用下，经气体出口管道流出下封头8。通过本发明气体均匀分布固定床反应器，实现了醇氧化制甲醛的催化反应的均匀反应，同时，提高反应生成物中的气、液分离效果。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种气体均匀分布固定床反应器，其特征在于，包括：进气管道（1）、上封头（2）、筒体（5）、下封头（8）三个主要部分组成，所述上封头（2）、下封头（8）分别与筒体（5）通过焊接固定连接；所述上封头（2）的顶部焊接有进气管道（1），所述进气管道（1）上焊接有气体分布器；所述下封头（8）上焊接有气体出口管道（9）、液体出口管道（10）、液体导流片（81）；所述筒体（5）内部设有上管板（31）、下管板（32）、反应管（4）、加热棒（7）、温度传感器（71），所述上管板（31）、下管板（32）焊接在筒体（5）上，上管板（31）、下管板（32）中焊接有反应管（4）。
2.根据权利要求1所述气体均匀分布固定床反应器，其特征在于，所述气体分布器包括：气体导流罩（12）、固定螺栓（13）、固定支架（14）、叶片连杆（15）、导流叶片（16）；所述气体导流罩（12）设置于进气管道（1）的下方，所述导流叶片（16）设置于气体导流罩（12）中，所述导流叶片（16）通过叶片连杆（15）固定于固定支架（14）上，所述固定支架（14）通过固定螺栓（13）固定连接于进气管道（1）上。
3.根据权利要求1所述气体均匀分布固定床反应器，其特征在于，所述反应管（4）的内部壁面上依次涂覆有分散剂、催化剂。
4.根据权利要求1所述气体均匀分布固定床反应器，其特征在于，所述加热棒（7）、温度传感器（71）分别与PLC控制系统连接，形成温度控制反馈系统。
5.根据权利要求1所述气体均匀分布固定床反应器，其特征在于，所述筒体（5）的外壁包覆有隔热层。
6.根据权利要求1所述气体均匀分布固定床反应器，其特征在于，所述气体出口管道（9）位于下封头的侧面上，液体出口管道（10）位于下封头底端。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103007830A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-04-03 | 南京工业大学 | 一种气体分布器 |
| CN206435170U (zh) * | 2016-11-16 | 2017-08-25 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种用于强放热反应的固定床反应器 |
| CN108176070A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-06-19 | 张建东 | 用于蒸馏浓缩塔或流化结晶干燥塔的布气设备和布气方法 |
| CN208049900U (zh) * | 2018-01-19 | 2018-11-06 | 河南神马催化科技股份有限公司 | 一种列管式固定床反应器 |
| CN210752570U (zh) * | 2019-09-19 | 2020-06-16 | 西安普赛斯化学工程有限公司 | 一种反应器顶部进气分布器 |
| CN210934129U (zh) * | 2019-09-16 | 2020-07-07 | 无锡绿岛风环保工程有限公司 | 一种废气处理吸附箱 |
| CN112204120A (zh) * | 2018-06-08 | 2021-01-08 | 曼恩能源方案有限公司 | 用于进行催化气相反应的方法、管束反应器和反应器系统 |
-
2021
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103007830A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-04-03 | 南京工业大学 | 一种气体分布器 |
| CN206435170U (zh) * | 2016-11-16 | 2017-08-25 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种用于强放热反应的固定床反应器 |
| CN208049900U (zh) * | 2018-01-19 | 2018-11-06 | 河南神马催化科技股份有限公司 | 一种列管式固定床反应器 |
| CN108176070A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-06-19 | 张建东 | 用于蒸馏浓缩塔或流化结晶干燥塔的布气设备和布气方法 |
| CN112204120A (zh) * | 2018-06-08 | 2021-01-08 | 曼恩能源方案有限公司 | 用于进行催化气相反应的方法、管束反应器和反应器系统 |
| US20210245129A1 (en) * | 2018-06-08 | 2021-08-12 | Man Energy Solutions Se | Method, tube bundle reactor and reactor system for carrying out catalytic gas phase reactions |
| CN210934129U (zh) * | 2019-09-16 | 2020-07-07 | 无锡绿岛风环保工程有限公司 | 一种废气处理吸附箱 |
| CN210752570U (zh) * | 2019-09-19 | 2020-06-16 | 西安普赛斯化学工程有限公司 | 一种反应器顶部进气分布器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 庞合鼎编: "高校节能节水环保技术 机械蒸汽再压缩式热泵蒸发法", 中国轻工业出版社, pages: 151 - 155 * |
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