CN206935327U - 甲醇合成反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种甲醇合成反应器。该甲醇合成反应器包括：壳体和中心分布管，中心分布管竖直设置，中心分布管的底端与塔底入口连接，中心分布管的顶端封闭，中心分布管管壁开设有多个通气孔；壳体围成的空腔内设置有装填有催化剂的催化剂区域和出口收集器，催化剂区域环绕在位于中心分布管侧壁外侧，出口收集器位于外壳内壁和催化剂区域之间，并环绕催化剂区域，出口收集器和壳体的出口连通，且出口收集器与催化剂区域的高度相同。该甲醇合成反应器可以避免催化剂区域内局部温度集聚现象，防止了催化剂因为温度过高发生活性下降，提高了甲醇的合成效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及甲醇合成技术，尤其涉及一种甲醇合成反应器。
背景技术
甲醇是一种重要的化工基础原料和清洁燃料，现有技术中多采用径向甲醇合成反应器生成甲烷，径向甲烷合成器采用气相合成法，即利用气态CO、CO2、H2在催化剂环境下反应生成甲烷。
现有技术中，径向甲烷合成器包括壳体和位于壳体内的中心分布管，中心分布管管壁上分布有出气小孔，壳体内位于中心分布管周围分布有催化剂层，合成气CO、CO2、H2从中心分布管底端进入管体内并通过管壁上的出气小孔进入催化剂层，合成气在催化剂作用下发生反应生成甲烷，生成的甲烷从位于壳体外壁的出气孔排出。
然而，气相合成法合成甲烷属于放热反应，径向甲烷合成器壳体中的合成气以及生成的甲烷容易在壳体的顶端集聚，出现催化剂层顶端超温现象，催化剂温度过高会降低催化剂的活性，从而影响甲烷的生产效率。
实用新型内容
本实用新型提供一种甲醇合成反应器，避免甲醇合成反应器内催化剂区域局部温度集聚现象，防止了催化剂因为温度过高发生活性下降，提高了甲醇的合成效率。
本实用新型提供一种甲醇合成反应器，包括：壳体和中心分布管，中心分布管竖直设置，中心分布管的底端与塔底入口连接，中心分布管的顶端封闭，中心分布管管壁开设有多个通气孔；
壳体围成的空腔内设置有装填有催化剂的催化剂区域和出口收集器，催化剂区域环绕在位于中心分布管侧壁外侧，出口收集器位于外壳内壁和催化剂区域之间，并环绕催化剂区域，出口收集器和壳体的出口连通，且出口收集器与催化剂区域的高度相同。
可选的，出口收集器的沿竖直方向的底端与催化剂区域的底端齐平，出口收集器的顶端与催化剂区域的顶端齐平。
可选的，中心分布管管壁与催化剂区域之间还设置有被瓷珠所填充的瓷珠区域。
可选的，催化剂区域内设置有多个换热管。
可选的，换热管呈弧形设置在催化区域内。
可选的，催化剂区域的顶部和壳体上壁之间、催化剂区域的底部与壳体的下壁之间均具有空腔。
可选的，甲醇合成反应器还连接有回收管，回收管的第一端和位于壳体上壁的空腔连通，回收管的第二端与塔底入口连接。
可选的，壳体的上壁与壳体的下壁均为弧形，且空腔均为半球形。
可选的，塔底空腔填装有瓷珠。
本实用新型提供一种甲醇合成反应器。该甲醇合成反应器包括：壳体和中心分布管，中心分布管竖直设置，中心分布管的底端与塔底入口连接，中心分布管的顶端封闭，中心分布管管壁开设有多个通气孔；壳体围成的空腔内设置有装填有催化剂的催化剂区域和出口收集器，催化剂区域环绕在位于中心分布管侧壁外侧，出口收集器位于外壳内壁和催化剂区域之间，并环绕催化剂区域，出口收集器和壳体的出口连通，且出口收集器与催化剂区域的高度相同。该甲醇合成反应器可以避免催化剂区域内局部温度集聚现象，防止了催化剂因为温度过高发生活性下降，提高了甲醇的合成效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的甲醇合成反应器的正视图；
图2为本实用新型实施例提供的甲醇合成反应器的俯视图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1为本实用新型实施例一提供的甲醇合成反应器的正视图，图2为本实用新型实施例提供的甲醇合成反应器的俯视图，如图1和2所示，本实用新型提供一种甲醇合成反应器，包括：壳体1和中心分布管2，中心分布管2竖直设置，中心分布管2的底端与塔底入口3连接，中心分布管2的顶端封闭，中心分布管2管壁开设有多个通气孔21；壳体1围成的空腔内设置有装填有催化剂的催化剂区域5和出口收集器4，催化剂区域5环绕在位于中心分布管2侧壁外侧，出口收集器4位于外壳内壁和催化剂区域5之间，并环绕催化剂区域5，出口收集器4和壳体1的出口7连通，且出口收集器4与催化剂区域的高度相同。
在甲醇合成过程中，合成气体从中心分布管2底端的开口进入中心分布管2，中心分布管2内的合成气通过中心分布管2挂壁的通气孔21进入催化剂区域5，合成气在催化剂作用下发生反应生成甲烷，生成的甲烷以及部分未反应气体通过出口收集器4从出口排出。
具体的，中心分布管2上的通气孔21竖直分布在中心分布管2上，通气孔21的大小和密度均可调节，由于壳体1内上部合成气容易集聚，因此，优先的，可以将中心分布管2上通气孔21进行不均匀分布，其中中心分布管2上部位置的通气孔21密度小于下部通气孔21密度，或者中心分布管2上部通气孔21直径小于下部通气孔21直径。
具体的，出口收集器4可以为两片金属丝网中间夹设陶瓷纤维的结构，出口收集器4成筒体结构环绕在催化剂区域5外周，紧贴壳体1内壁，出口收集器4与催化剂区域的高度相同，可以及时导出集聚在催化剂区域5顶部集聚的气体，防止催化剂区域5顶部区域温度过高，降低催化剂的活性。同时出口收集器4在满足收集气体的前提下，还可以将催化剂区域5与壳体1外壁进行隔离避免壳体1温度过热，伤害工作人员。
具体的，出口收集器4的沿竖直方向的底端与催化剂区域的底端齐平，出口收集器4的顶端与催化剂区域的顶端齐平。出口收集器4环绕在整个催化剂区域5外周，可以将催化剂区域5内任何位置集聚的气体及时排出，防止了催化剂区域5内局部高温的现象，保护催化剂的活性不受损坏。
具体的，中心分布管2管壁与催化剂区域5之间还设置有被瓷珠所填充的瓷珠区域8。瓷珠的直径大于中心分布管2上通气孔21的直径，瓷珠区域8将中心分布管2和催化剂区域5隔离开，从中心分布管2通气孔21排出的合成气通过瓷珠区域8进入催化剂区域的过程中，瓷珠将对合成气进行多次阻挡，合成气分散在整个瓷珠区域8内，从而使得合成气可以均匀的进入催化剂区域5，防止合成气在催化剂区域集聚，避免催化剂区域局部高温现象出现。同时瓷珠区域8避免了催化剂和中心分布管2直接接触，防止了催化剂结焦堵塞通气孔21。
具体的，催化剂区域5内设置有多个换热管6，换热管竖直分布，可以向换热管6内部通入冷却水，冷却水在催化剂区域5进行热交换，降低催化剂区域5的温度，将催化剂区域5内的温度控制在一定范围内，避免高温对催化剂活性造成的影响。优选的，换热管6进水口设置于壳体1下端，从而可以根据下端进水口处的进水压强控制换热管6内冷却水的流量，即控制对催化剂区域5的降温效果。显然的，随着冷却水的上升，冷却水的温度升高，因而冷却水对催化剂区域5下端的降温作用明显好于上端，优选的，可以将换热管6设置成弧形结构，并且分布于壳体1上部的换热管6弧长大于分布于壳体1下部的换热管6弧长，从而保证催化剂整体温度平衡。
具体的，催化剂区域5的顶部和壳体1上壁之间、催化剂区域5的底部与壳体1的下壁之间均具有空腔9，利于内部反应气缓冲和分布。
具体的，甲醇合成反应器还连接有回收管(图中未给出)，回收管的第一端和位于壳体1上壁的空腔连通，回收管的第二端与塔底入口3连接，集聚在壳体1上壁的空腔的合成气可以通过回收管从塔底入口3重新进入中心分布管2。
具体的，壳体1的上壁与壳体1的下壁均为弧形，且空腔均为半球形。
具体的，塔底空腔填装有瓷珠，瓷珠支撑整个催化剂区域5和出口收集器4，避免催化剂与壳体1外部接触。
本实施例提供一种甲醇合成反应器。该甲醇合成反应器包括：壳体1和中心分布管2，中心分布管2竖直设置，中心分布管2的底端与塔底入口3连接，中心分布管2的顶端封闭，中心分布管2管壁开设有多个通气孔21；壳体1围成的空腔内设置有装填有催化剂的催化剂区域和出口收集器4，催化剂区域环绕在位于中心分布管2侧壁外侧，出口收集器4位于外壳内壁和催化剂区域之间，并环绕催化剂区域，出口收集器4和壳体1的出口连通，且出口收集器4与催化剂区域的高度相同。该甲醇合成反应器可以避免催化剂区域内局部温度集聚现象，防止了催化剂因为温度过高发生活性下降，提高了甲醇的合成效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种甲醇合成反应器，其特征在于，包括：壳体和中心分布管，所述中心分布管竖直设置，所述中心分布管的底端与塔底入口连接，所述中心分布管的顶端封闭，所述中心分布管管壁开设有多个通气孔；
所述壳体围成的空腔内设置有装填有催化剂的催化剂区域和出口收集器，所述催化剂区域环绕在位于中心分布管侧壁外侧，所述出口收集器位于所述外壳内壁和所述催化剂区域之间，并环绕所述催化剂区域，所述出口收集器和所述壳体的出口连通，且所述出口收集器与所述催化剂区域的高度相同。
2.根据权利要求1所述的甲醇合成反应器，其特征在于，所述出口收集器的沿竖直方向的底端与所述催化剂区域的底端齐平，所述出口收集器的顶端与所述催化剂区域的顶端齐平。
3.根据权利要求1所述甲醇合成反应器，其特征在于，所述中心分布管管壁与所述催化剂区域之间还设置有被瓷珠所填充的瓷珠区域。
4.根据权利要求1-3任意一项所述甲醇合成反应器，其特征在于，所述催化剂区域内设置有多个换热管。
5.根据权利要求4所述甲醇合成反应器，其特征在于，所述换热管呈弧形设置在所述催化剂区域内。
6.根据权利要求1所述的甲醇合成反应器，其特征在于，所述催化剂区域的顶部和所述壳体上壁之间、所述催化剂区域的底部与所述壳体的下壁之间均具有空腔。
7.根据权利要求1-3任意一项所述甲醇合成反应器，其特征在于，还连接有回收管，所述回收管的第一端和位于所述壳体上壁的空腔连通，所述回收管的第二端与所述塔底入口连接。
8.根据权利要求1-3任意一项所述甲醇合成反应器，其特征在于，所述壳体的上壁与所述壳体的下壁均为弧形，且所述空腔均为半球形。
9.根据权利要求1-3任意一项所述甲醇合成反应器，其特征在于，所述塔底空腔填装有瓷珠。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109678659A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-04-26 | 中煤陕西榆林能源化工有限公司 | 双反应器并联式甲醇合成反应系统 |
| CN109772233A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-21 | 中煤陕西榆林能源化工有限公司 | 具有多孔式中心管的合成反应系统及甲醇合成方法 |
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