CN209237914U - 一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器 - Google Patents

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金湓
王帅
王鹏
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Abstract

本实用新型公开了一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，包括输入端、反应管和输出端。输入端包括密封法兰A、设置在密封法兰A连接表面上的密封槽A和放置在密封槽A内的密封圈A。反应管包括U型管、间隔设置在U型管内壁上的加速管和包裹在U型管外壁上的加热层。输出端包括密封法兰B、设置在密封法兰B连接表面上的密封槽B和放置在密封槽B内的密封圈B。U型管的左端与密封法兰A连接，右端与密封法兰B连接。加热层包括设在U型管外壁上的加热套、缠绕在加热套上的电加热丝、包裹在电加热丝上的隔热层和填充在加热套的导热油。

Description

一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器
技术领域
本实用新型涉及烯烃领域，具体涉及一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器。
背景技术
随着我国原油对外依存度增加和国内烯烃供需矛盾加剧，烯烃原料供应紧张，制约了低碳烯烃行业发展。因此，扩大烯烃原料种类、采用非石油原料生产低碳烯烃有着重要意义。生物质作为原料用于制取烯烃有着广阔的研究前景。生物质热解气经催化制备低碳烯烃工艺简单，克服了传统气化-合成技术制备过程复杂和周期长等缺点。然而，生物质催化热解制备低碳烯烃工艺过程也存在诸多影响因素，如生物质原料特性、催化剂类型和热解工艺条件等。
生物质热解气催化制备低碳烯烃的工艺路线，在加氢工序中使用的反应器一般为管式反应器，管式反应器是一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器，属于平推流反应器。这种反应器可以很长，如丙烯二聚的反应器管长以公里计。管式反应器返混小，因而容积效率（单位容积生产能力）高，对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。
在实际的使用过程中发现，管式反应器在弯折处存在流速变慢的现象，流速下降导致混合不均匀，直接影响合成率，尤其是在具有多个弯折的反应器，这种现象更加明显。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种制备率更高的用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器。
本实用新型采用如下技术方案：
一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，包括输入端、反应管和输出端；
所述输入端包括密封法兰A、设置在密封法兰A连接表面上的密封槽A和放置在密封槽A内的密封圈A；
所述反应管包括U型管、间隔设置在U型管内壁上的加速管和包裹在U型管外壁上的加热层；
所述输出端包括密封法兰B、设置在密封法兰B连接表面上的密封槽B和放置在密封槽B内的密封圈B；
所述U型管的左端与密封法兰A连接，右端与密封法兰B连接。
作为进一步的解决方案：所述密封槽A和密封法兰B的数量相同；
所述密封槽A的数量为两个以上。
作为进一步的解决方案：所述密封槽A的截面积在远离密封法兰A中心的方向上增加。
作为进一步的解决方案：所述密封法兰B的截面积在远离密封法兰B中心的方向上增加。
作为进一步的解决方案：所述加热层包括设在U型管外壁上的加热套、缠绕在加热套上的电加热丝、包裹在电加热丝上的隔热层和填充在加热套的导热油。
作为进一步的解决方案：还包括循环泵；
所述循环泵的输入端和输出端分别与加热套的两端连接。
作为进一步的解决方案：所述加热套上设有排污阀。
作为进一步的解决方案：所述加速管的内孔在U型管内的液体流动方向上线性缩小。
本实用新型产生的积极效果如下：
本实用新型在U型管的内部间隔设置了多个加速管，反应过程中，混合物通过加速管时，流速加快，能够有效解决流速下降的问题。同时局部的流速加快还能够提高混合率，在一定程度上能够提高合成率。
传统的U型管采用蒸汽加热，容易出现温度分布不均的情况。本实用新型采用了电加热与油浴加热混合的方式，能够解决U型管局部温度分布不均的问题。加热时，电加热丝通电后将电能转化为热能，通过导热油传递给U型管，导热油作为热传递的介质，比热容大，温度上升的更加均匀，能够有效降低U型管上温度分布不均匀的问题。并且导热油会在循环泵的驱动下在加热套内循环流动，能够进一步提高导热油温度的一致性，将U型管表面的温度差控制在一个小范围内，保证合成率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
其中：11密封法兰A、12密封槽A、13密封圈A、21U型管、22加速管、31密封法兰B、32密封槽B、33密封圈B、41加热套、42电加热丝、43隔热层、44导热油、45循环泵、46排污阀。
具体实施方式
下面结合图1来对本实用新型进行进一步说明。
本实用新型采用如下技术方案：
一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，包括输入端、反应管和输出端；
所述输入端包括密封法兰A11、设置在密封法兰A11连接表面上的密封槽A12和放置在密封槽A12内的密封圈A13；
所述反应管包括U型管21、间隔设置在U型管21内壁上的加速管22和包裹在U型管21外壁上的加热层；
所述输出端包括密封法兰B31、设置在密封法兰B31连接表面上的密封槽B32和放置在密封槽B32内的密封圈B33；
所述U型管21的左端与密封法兰A11连接，右端与密封法兰B31连接。
作为进一步的解决方案：所述密封槽A12和密封法兰B31的数量相同；
所述密封槽A12的数量为两个以上。
作为进一步的解决方案：所述密封槽A12的截面积在远离密封法兰A11中心的方向上增加。
作为进一步的解决方案：所述密封法兰B31的截面积在远离密封法兰B31中心的方向上增加。
作为进一步的解决方案：所述加热层包括设在U型管21外壁上的加热套41、缠绕在加热套41上的电加热丝42、包裹在电加热丝42上的隔热层43和填充在加热套41的导热油44。
作为进一步的解决方案：还包括循环泵45；
所述循环泵45的输入端和输出端分别与加热套41的两端连接。
作为进一步的解决方案：所述加热套41上设有排污阀46。
作为进一步的解决方案：所述加速管22的内孔在U型管21内的液体流动方向上线性缩小。
下面结合实际的安装和工作过程对本实用新型做进一步的说明和解释。
安装时，输入端和输出端分别与前后方的管道连接，连接方式为法兰连接。密封法兰A11的连接表面上开有密封槽A12，密封槽A12内放置密封圈A13，当两个法兰接触时，挤压密封圈A13，密封圈A13变形，填充两个法兰接触面之间的缝隙，起到密封作用。
为了保证密封效果，密封槽A12的数量为两个以上，形成多道防护。密封槽A12越往外越大，对应的密封圈A13的规格也在增加。这种设计下后续的防护强度高于前方的防护强度，当第一道防护失效时，说明管道内压力过大，必须通过更强的防护来阻止可能发生的泄露，给停车和维护人员赶到现场争取时间。
反应过程中，热解生成的气体和氢气按照规定的比例混合后注入U型管21，在经过U型管21的过程中，会连续的经过U型管21内的每一个加速管22。加速管22在混合物的流动方向上，其内孔线性缩小，混合气体在经过的过程中气压增加，流速也会相应的上升。流速加快的情况下，混合气体在轴向上的反应率降低，合成率能够提高。
混合气体在U型管21内流动时，加热层同时工作。电加热丝42通电后将电能转化为热能，热能通过导热油44传递给U型管21。导热油44的比热容大，保温性能好，温度上升的更加均匀，能够有效提升U型管21表面温度分布的均匀性。同时循环泵45动作，推动导热油44在加热套41内流动，进一步提升导热油44温度的一致性。
导热油44在不断的循环过程中，品质下降，出现沉淀物。当达到更换标准时，打开排污阀46，将加热套41内的导热油放出，更换新的导热油44。
最后应说明的是，以上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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，其特征在于：包括输入端、反应管和输出端；
所述输入端包括密封法兰A（11）、设置在密封法兰A（11）连接表面上的密封槽A（12）和放置在密封槽A（12）内的密封圈A（13）；
所述反应管包括U型管（21）、间隔设置在U型管（21）内壁上的加速管（22）和包裹在U型管（21）外壁上的加热层；
所述输出端包括密封法兰B（31）、设置在密封法兰B（31）连接表面上的密封槽B（32）和放置在密封槽B（32）内的密封圈B（33）；
所述U型管（21）的左端与密封法兰A（11）连接，右端与密封法兰B（31）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，其特征在于：所述密封槽A（12）和密封法兰B（31）的数量相同；
所述密封槽A（12）的数量为两个以上。
3.根据权利要求2所述的一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，其特征在于：所述密封槽A（12）的截面积在远离密封法兰A（11）中心的方向上增加。
4.根据权利要求2所述的一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，其特征在于：所述密封法兰B（31）的截面积在远离密封法兰B（31）中心的方向上增加。
5.根据权利要求1所述的一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，其特征在于：所述加热层包括设在U型管（21）外壁上的加热套（41）、缠绕在加热套（41）上的电加热丝（42）、包裹在电加热丝（42）上的隔热层（43）和填充在加热套（41）的导热油（44）。
6.根据权利要求5所述的一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，其特征在于：还包括循环泵（45）；
所述循环泵（45）的输入端和输出端分别与加热套（41）的两端连接。
7.根据权利要求5所述的一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，其特征在于：所述加热套（41）上设有排污阀（46）。
8.根据权利要求1所述的一种用于生物质热解催化加氢制备烯烃的反应器，其特征在于：所述加速管（22）的内孔在U型管（21）内的液体流动方向上线性缩小。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114761114A (zh) * 2019-12-18 2022-07-15 Ifp 新能源公司 包含横向内部构件的气/液低聚反应器

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