CN1736573A - 低阻力甲醇合成反应器 - Google Patents

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低阻力甲醇合成反应器：主要由筒体、上盖、双锥面垫圈、隔板、冷管胆组成；筒体被隔板分为上气室和下气室。筒体下部装有瓷球，瓷球上面装有触媒层；冷管胆由隔板固定。冷管胆的进气管穿过隔板并用填料函密封；甲醇原料气由进气管进入上气室，经分配后进入冷管胆，通过冷管胆中的冷管与管外的触媒层中的气流进行并、逆流换热，进入下气室，经触媒催化，进行甲醇合成反应。该甲醇合成反应器适用于高压(11.0～15.0MPa)或中压(4.0～＜10.0MPa)甲醇合成工艺流程，与现有技术相比，具有反应器系统阻力小，触媒层温差小，结构简单，密封可靠，操作性能好，具有较大的实施价值和社会经济效益。

Description

低阻力甲醇合成反应器
一、技术领域
本发明是一种气固相催化反应装置，尤其是有效利用压力容器空间，降低甲醇合成反应阻力，有效利用反应热、高效节能的低阻力甲醇合成反应器。它应用于化工原料甲醇的生产工艺中。
二、背景技术
在目前的甲醇合成工业中，低阻力高效甲醇合成反应器是生产甲醇工艺路线中的关键设备。目前的联醇甲醇合成反应器为外筒和反应内件所组成的组合式甲醇合成塔。该塔由于结构需要存在内件，容器空间利用率低，触媒装填系数小，塔进出口阻力较大，有明显的压力降。
三、发明内容
本发明的任务是依据甲醇原料气的气-固相催化放热反应的特点，克服了现有技术的缺点，提供一种合成反应器系统阻力小、触媒层温差小、结构简单、密封可靠，操作性能好的低阻力甲醇合成反应器。
低阻力甲醇合成反应器，主要由上盖1、双锥面垫圈2、筒体3、隔板4、冷管胆5组成；上盖1由平盖1-1、进口管1-2、进气分布器1-3、冷激管1-4组成或由带法兰的封头1-1、进口管1-2、进气分布器1-3、冷激管1-4组成；筒体3由下法兰3-1、筒节3-2、下封头3-3、出口气分布器3-4、出口管3-5、卸料管3-6、支撑圈3-7组成；隔板4由圆板4-1、填料函4-2组成；冷管胆5由进气管5-1、上环管5-2、下环管5-3、上行冷管5-4、下行冷管5-5、并帽5-6组成，如图1所示，当上盖1由平盖1-1、进口管1-2、进气分布器1-3、冷激管1-4组成时，平盖1-1与筒体3的下法兰3-1通过双锥面垫圈2连接；隔板4与筒体3的支撑圈3-7连接；隔板4将筒体3分为上气室和下气室；冷管胆5的进气管5-1通过上环管5-2与下行冷管5-5连接，下行冷管5-5通过下环管5-3与上行冷管5-4连接；冷管胆5通过并帽5-6固定在隔板4上；冷管胆5通过填料函4-2与隔板4密封；如图2所示，当上盖1由带法兰的封头1-1进口管1-2、进气分布器1-3、冷激管1-4组成时，平盖1-1与筒体3的下法兰3-1通过双锥面垫圈2连接；隔板4与筒体3的支撑圈3-7连接；隔板4将筒体3分为上气室和下气室；冷管胆5的进气管5-1通过上环管5-2与下行冷管5-5连接，下行冷管5-5通过下环管5-3与上行冷管5-4连接；冷管胆5通过并帽5-6固定在隔板4上；冷管胆5通过填料函4-2与隔板4密封；筒体3均为复合钢板结构，外部为碳钢，内部衬不锈钢板；冷管胆5为同轴心不同轴径的进气管5-1、上环管5-2、下环管5-3、上行冷管5-4、下行冷管5-5的组合而成。每组上行冷管5-4和下行冷管5-5筒体的横截面上均匀分布。每组上行冷管5-4和下行冷管5-5之比为0.4～0.7；甲醇合成原料气经上盖1顶部的进口管1-2、进气分布器1-3进入上气室，进行气体分布后，进入冷管胆5进气管5-1、上环管5-2，气体均匀分配至各下行冷管5-5，气体在下行冷管中由上向下流动，与管外的甲醇合成反应气进行并流换热，气体进入下环管5-3进行再次分布后流入上行冷管5-4，继续与管外的甲醇合成反应气进行逆流换热；然后，气体进入下气室，经触媒催化，进行甲醇合成反应，反应后的甲醇气经出气分布器3-4、出气管3-5出甲醇反应器，出甲醇合成反应器的部分气体进入下道工序；出甲醇合成反应器的其余气体与新鲜原料气混合后，经提压后重新进入该甲醇合成反应器进行甲醇合成反应。
该低阻力甲醇合成反应器适用于甲醇合成工艺流程，与现有技术相比，具有反应器系统阻力小，触媒层温差小，结构简单，空间利用率高，密封可靠，操作性能好，具有较大的实施价值和社会经济效益。
四、附图说明
图1为高压低阻力甲醇合成反应器结构示意图。
其中1-上盖，2-双锥面垫圈，3-筒体，4-隔板，5-冷管胆。1-1-平盖，1-2-进口管，1-3-进气分布器，1-4-冷激管。3-1-下法兰，3-2-筒节，3-3-下封头，3-4-出气分布器，3-5-出口管，3-6-卸料管，3-7-支撑圈。4-1-圆板，4-2-填料函。5-1-进气管，5-2-上环管，5-3-下环管，5-4-上行冷管，5-5-下行冷管，5-6-并帽。
图2为中压低阻力甲醇合成反应器结构示意图。
其中1-上盖，2-双锥面垫圈，3-筒体，4-隔板，5-冷管胆。1-1-带法兰的封头，1-2-进口管，1-3-进气分布器，1-4为冷激管。3-1-下法兰，3-2-筒节，3-3-下封头，3-4-出气分布器，3-5-出口管，3-6-卸料管，3-7-支撑圈。4-1-圆板，4-2-填料函。5-1-进气管，5-2-上环管，5-3-下环管，5-4-上行冷管，5-5-下行冷管，5-6为并帽。
五、具体实施方式
实施例1：
如图1所示，该低阻力甲醇合成反应器适用于甲醇合成原料气在高压10.0～15.0MPa范围内合成甲醇的工艺流程，其温度范围为220～300℃。低阻力甲醇合成反应器：主要由上盖1、双锥面垫圈2、筒体3、隔板4、冷管胆5组成；上盖1由平盖1-1、进口管1-2、进气分布器1-3、冷激管1-4组成；筒体3由下法兰3-1、筒节3-2、下封头3-3、出气分布器3-4、出口管3-5、卸料管3-6、支撑圈3-7组成；隔板4由圆板4-1、填料函4-2组成；冷管胆5由进气管5-1、上环管5-2、下环管5-3、上行冷管5-4、下行冷管5-5、并帽5-6组成，平盖1-1与筒体3的下法兰3-1通过双锥面垫圈2连接；隔板4与筒体3的支撑圈3-7连接；隔板4将筒体3分为上气室和下气室；冷管胆5的进气管5-1通过上环管5-2与下行冷管5-5连接，下行冷管5-5通过下环管5-3与上行冷管5-4连接；冷管胆5通过并帽5-6固定在隔板4上；冷管胆5通过填料函4-2与隔板4密封；筒体3底部、下环管5-3下部装有瓷球，瓷球上面至上环管5-2装有触媒层，甲醇合成原料气经上盖1顶部的进口管1-2、进气分布器1-3进入上气室，进行气体分布后，进入冷管胆5的进气管5-1、上环管5-2，该气体均匀分配至各下行冷管5-5，在下行冷管5-5中由上向下流动，与下行冷管5-5外由上而下的甲醇合成反应气进行并流换热，该气体进入下环管5-3进行再次分布后流入上行冷管5-4，在上行冷管5-4中由下而上流动，继续与上行冷管5-4外由上而下的甲醇合成反应气进行逆流换热，上行冷管5-4管内经换热的气体进入下气室，经触媒催化，进行甲醇合成反应，反应后的甲醇气经出气分布器3-4、出气管3-5出甲醇反应器。
该低阻力甲醇合成反应器适用于甲醇合成工艺流程，与现有技术相比，具有反应器系统阻力小，仅为现有技术的40％左右，触媒层温差小，结构简单，容器空间利用率高，密封可靠，操作性能好，具有较大的实施价值和社会经济效益。
实施例2：
如图2所示，该低阻力甲醇合成反应器适用于甲醇原料气在中压4.0～10.0MPa范围内合成甲醇的工艺流程，其温度范围为220～300℃。低阻力甲醇合成反应器：主要由上盖1、双锥面垫圈2、筒体3、隔板4、冷管胆5组成；上盖1由带法兰的封头1-1、进口管1-2、进气分布器1-3、冷激管1-4组成；筒体3由下法兰3-1、筒节3-2、下封头3-3、出气分布器3-4、出口管3-5、卸料管3-6、支撑圈3-7组成；隔板4由圆板4-1、填料函4-2组成；冷管胆5由进气管5-1、上环管5-2、下环管5-3、上行冷管5-4、下行冷管5-5、并帽5-6组成，带法兰的封头1-1与筒体3的下法兰3-1通过双锥面垫圈2连接；隔板4与筒体3的支撑圈3-7连接，隔板4将筒体3分为上气室和下气室；冷管胆5的进气管5-1通过上环管5-2与下行冷管5-5连接，下行冷管5-5通过下环管5-3与上行冷管5-4连接；冷管胆5通过并帽5-6固定在隔板4上；冷管胆5通过填料函4-2与隔板4密封。筒体3底部、下环管5-3下部装有瓷球，瓷球上面至上环管5-2装有触媒层，甲醇合成原料气经上盖1顶部的进口管4-2、进气分布器5-3进入上气室，进行气体分布后，进入冷管胆5进气管5-1、上环管5-2，该气体均匀分配至各下行冷管5-5，在下行冷管5-5中由上向下流动，与下行冷管5-5外由上而下的甲醇合成反应气进行并流换热，该气体进入下环管5-3进行再次分布后流入上行冷管5-4，在上行冷管5-4中由下而上流动，继续与上行冷管5-4外由上而下的甲醇合成反应气进行逆流换热，上行冷管5-4管内经换热的气体进入下气室，经触媒催化，进行甲醇合成反应，反应后的甲醇气经出气分布器3-4、出气管3-5出甲醇反应器。
该低阻力甲醇合成反应器适用于甲醇合成工艺流程，与现有技术相比，具有反应器系统阻力小，触媒层温差小，结构简单，密封可靠，容器空间利用率高，操作性能好，具有较大的实施价值和社会经济效益。

Claims (1)

1、低阻力甲醇合成反应器：主要由上盖(1)、双锥面垫圈(2)、筒体(3)、隔板(4)、冷管胆(5)组成；上盖(1)由平盖(1-1)、进口管(1-2)、进气分布器(1-3)、冷激管(1-4)组成或由带法兰的封头(1-1)、进口管(1-2)、进气分布器(1-3)、冷激管(1-4)组成；筒体(3)由下法兰(3-1)、筒节(3-2)、下封头(3-3)出气分布器(3-4)、出口管(3-5)、卸料管(3-6)、支撑圈(3-7)组成；隔板(4)由圆板(4-1)、填料函(4-2)组成；冷管胆(5)由进气管(5-1)、上环管(5-2)、下环管(5-3)、上行冷管(5-4)、下行冷管(5-5)、并帽(5-6)组成，其特征是：当上盖(1)由平盖(1-1)进口管(1-2)、进气分布器(1-3)、冷激管(1-4)组成时，平盖(1-1)与筒体(3)的下法兰(3-1)通过双锥面垫圈(2)连接；隔板(4)与筒体(3)的支撑圈(3-7)连接；隔板(4)将筒体(3)分为上气室和下气室；冷管胆(5)的进气管(5-1)通过上环管(5-2)与下行冷管(5-5)连接，下行冷管(5-5)通过下环管(5-3)与上行冷管(5-4)连接；冷管胆(5)通过并帽(5-7)固定在隔板(4)上；冷管胆(5)通过填料函(4-2)与隔板(4)密封；当上盖(1)由带法兰的封头(1-1)进口管(1-2)、进气分布器(1-3)、冷激管(1-4)组成时，带法兰的封头(1-1)与筒体(3)的下法兰(3-1)通过双锥面垫圈(2)连接；隔板(4)与筒体(3)的支撑圈(3-7)连接，隔板(4)将筒体(3)分为上气室和下气室；冷管胆(5)的进气管(5-1)通过上环管(5-2)与下行冷管(5-5)连接，下行冷管(5-5)通过下环管(5-3)与上行冷管(5-4)连接；冷管胆(5)通过并帽(5-6)固定在隔板(4)上；冷管胆(5)通过填料函(4-2)与隔板(4)密封。
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