CN202238008U - 一种两段式固定床反应器催化反应系统装置 - Google Patents
一种两段式固定床反应器催化反应系统装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种两段式固定床反应器催化反应系统装置，包括两个径向或轴向固定床催化反应器、一个中间换热器器和一个热量回收换热器，均采用立式布置型式，物料的进口和出口设置在设备的上下两端，并且中间换热器直接设置在第二反应器的顶部或底部，以减少连接管线的长度，由此形成了第一反应器、中间换热器和第二反应器、热量回收换热器的平行布置型式，具有反应系统管线短、压降小、设备占地小、热损失少等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于固定床反应器技术领域，具体的说，涉及一种两段式固定床催化反应系统装置，尤其适用于乙苯脱氢制苯乙烯、丁烯氧化脱氢制丁二烯等工业生产过程。
背景技术
大多数工业催化反应使用固体催化剂，所使用的反应器为气固相催化反应器。固定床催化反应器是化学工业中常用的设备，在乙苯脱氢、丁烯氧化脱氢、氨合成、甲醇合成、有机物加氢等催化反应中达到广泛应用。两段绝热、中间间接换热的工艺是固定床催化反应中常见的工艺流程。
工业中常见的乙苯催化脱氢制苯乙烯的生产流程有两种。一种流程如图1所示，包括两个径向或轴径向反应器、一个中间换热器和一个热量回收的组合换热器，乙苯和高温水蒸气混合后，从第一反应器底部进入反应器，流体径向通过催化剂床层，反应后从反应器顶部流出，经中间换热器提高温度后，从第二反应器的顶部进入反应器，流体径向通过环形的催化剂床层，反应后从反应器侧面下部流出，随后进入水平设置的组合换热器回收热量。如图1流程所示，卧式组合换热器占地面积大，内部换热管易损坏，发生泄漏，影响反应装置的正常操作。
另一种流程如2所示，包括两个径向或轴径向反应器、一个中间换热器和一个热量回收的组合换热器，乙苯和高温水蒸气混合后，从第一反应器底部进入反应器，流体径向通过催化剂床层，反应后从反应器顶部流出，经中间换热器提高温度后，从第二反应器的底进入反应器，流体径向通过催化剂床层，反应后从反应器顶部流出，随后进入垂直的组合换热器回收热量。图2所示流程，中间换热器单独设置，使得第一反应器至第二反应器连接管线加长。
丁烯氧化脱氢制丁二烯的生产流程如图3所示(CN101367702A)，包括两个轴向反应器、一个中间换热器和两个热量回收的换热器，采用轴向反应器和卧式换热器型式。图3中反应物从一段轴向固定床顶部进入，从底部出来后进入水平布置的段间换热器降温，随后进入新鲜原料后进入一段轴向固定床顶部，反应后从底部流出，随后进入水平布置个热量回收换热器，首先进入废热锅炉，然后进入后换热器回收热量。此反应流程的管线长，压降大，换热器采用水平布置，占地面积较大。
合成氨工业中的多段绝热、中间间接换热的工艺中采用的反应器和换热器如图4所示(CN1014206B)，采用轴径向反应器和卧式换热器型式。图4中，反应物与反应产物首先换热，反应物的温度提高后从反应器底部进入，反应后仍从反应器底部出来，然后进入换热器降低温度。此反应流程中段间换热器采用水平布置，占地面积较大。
综上所述，现有的两段绝热、中间间接换热的工艺流程或存在反应系统管线长、压降大、或存在占地面积大等不足。
发明内容
本实用新型公开了一种两段式固定床反应器催化反应系统装置，其中第一反应器(1)、中间换热器(2)、第二反应器(3)和热量回收换热器(4)均采用立式布置型式，物料的进口和出口设置在设备的上下两端，并且中间换热器(2)直接设置在第二反应器(3)的顶部或底部，以减少连接管线的长度。所述的两段式固定床反应器催化反应系统装置有两种型式：一种是第一反应器(1)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；中间换热器(2)设置在第二反应器(3)的顶部；第二反应器(3)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其底部，出口在其顶部，见图5；另一种是第一反应器(1)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；中间换热器(2)设置在第二反应器(3)的底部；第二反应器(3)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其顶部，出口在其底部，见图6。
上述的两段式固定床反应器催化反应系统装置中第一反应器(1)和第二反应器(3)采用径向反应器或薄床层的轴向反应器，以减少反应器压降。
上述的两段式固定床反应器催化反应系统装置，形成了第一反应器(1)、中间换热器(2)和第二反应器(3)、热量回收换热器(4)的立式布置型式，具有反应系统管线短、压降小、设备占地小、热损失少等优点。
附图说明
图1乙苯脱氢制苯乙烯工业流程(1)；
图2乙苯脱氢制苯乙烯工业流程(2)；
图3丁烯氧化脱氢制丁二烯工业流程；
图4氨合成反应系统中的反应器和换热器；
图5本发明所述的两段式固定床反应器催化反应系统装置简图(1)；
图6本发明所述的两段式固定床反应器催化反应系统装置简图(2)。
图中：1、第一反应器 2、中间换热器 3、第二反应器 4、热量回收换热器
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图5所示的为两段式固定床反应器催化反应系统装置简图(1)。如图5所示的反应系统中包括两个固定床催化反应器、一个中间换热器和一个热量回收换热器。第一反应器(1)和第二反应器(3)均为径向反应器。第一反应器(1)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；中间换热器(2)连接在第二反应器(3)的顶部；第二反应器(3)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其底部，出口在其顶部。反应物从底部进入第一反应器(1)，流体径向通过催化剂床层，反应后从第一反应器(1)顶部流出，进入中间换热器(2)换热，随后从顶部进入第二反应器(3)，流体径向通过催化剂床层，反应后从第二反应器(3)底部流出，进入立式热量回收换热器(4)回收热量，从热量回收换热器(4)的顶部流出。
如图6所示的为两段式固定床反应器催化反应系统装置简图(2)。如图6所示的反应系统中包括两个固定床催化反应器、一个中间换热器和一个热量回收换热器。第一反应器(1)和第二反应器(3)均为径向反应器。第一反应器(1)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；中间换热器(2)连接在第二反应器(3)的底部；第二反应器(3)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其顶部，出口在其底部。反应物从上部进入第一反应器(1)，流体径向通过催化剂床层，反应后从第一反应器(1)底部流出，进入中间换热器(2)换热，随后从底部进入第二反应器(3)，大部分流体径向通过催化剂床层，少量流体从催化剂床层上部流出，反应后从第二反应器(3)顶部流出，进入立式热量回收换热器(4)回收热量，从热量回收换热器(4)的底部流出。
Claims (4)
1.一种两段式固定床反应器催化反应系统装置，包括两个固定床催化反应器、一个中间换热器和一个热量回收换热器，其特征在于，第一反应器(1)的反应物料进口在其顶部或底部，第一反应器(1)的反应物料出口在其底部或顶部；中间换热器(2)连接在第二反应器(3)的底部或顶部；第二反应器(3)的反应物料进口在其底部或顶部，第二反应器(3)的反应物料出口在其顶部或底部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其顶部或底部，热量回收换热器(4)的反应物料出口在其底部或顶部。
2.如权利要求1所述的反应系统装置，其特征在于，第一反应器(1)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；中间换热器(2)连接在第二反应器(3)的顶部；第二反应器(3)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其底部，出口在其顶部。
3.如权利要求1所述的反应系统装置，其特征在于，第一反应器(1)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；中间换热器(2)连接在第二反应器(3)的底部；第二反应器(3)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其顶部，出口在其底部。
4.如权利要求1-3任一项所述的反应系统装置，其特征在于，所述的第一反应器(1)和第二反应器(3)为径向流固定床反应器，或为轴向流固定床反应器。
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Cited By (1)
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| CN106378063A (zh) * | 2015-08-04 | 2017-02-08 | 中国石化工程建设有限公司 | 一种甲烷化反应器和甲烷化工艺 |
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2011
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