CN210410644U - 一种苯气相加氢固定床列管反应器 - Google Patents

Abstract

一种苯气相加氢固定床列管反应器，包括罐体，罐体内固定连接有两块管板，由两块管板将罐体由上到下依次分隔成进料腔、加热腔和排料腔，在加热腔内均匀分布设置有多根换热管，换热管两端分别穿过两块管板与进料腔和排料腔接通，两根环管分别外套在加热腔上、下两端，所述环管通过多根支管接通加热腔，各根支管是绕着环管轴线均匀分布，在各根环管上均接通有多根蒸汽管，在进料腔上端接通有进料管，在排料腔下端接通有排料管，在排料腔内设有支撑格栅，在支撑格栅上方布置有过滤网。本实用新型用于解决法兰紧固件过多和停车温度变化而导致的反应器出现漏点，和催化剂装填困难的问题。

Description

一种苯气相加氢固定床列管反应器

技术领域

本实用新型涉及一种苯气相加氢固定床列管反应器。

背景技术

环己烷是一种重要的化工原料，由苯加氢直接生成，环己烷氧化主要生成环己酮，其作为己内酰胺、己二酸生产的原料，随着经济的发展，国内己内酰胺、己二酸的消费量大幅增长，环己酮的消费量随之大幅增长，开发利用前景广阔。

目前苯加氢工艺路线主要由苯气相加氢和苯液相加氢两种，随着苯加氢固定床催化剂以其加氢反应器的制造不断成熟，气相加氢生产稳定、控制简单等优势不断体现出来，液相加氢生产工艺逐渐被淘汰。

苯气相加氢当前主流工艺采用镍系催化剂进行催化加氢反应，催化剂置于固定床反应器列管内，反应温度170-230℃，反应器压力0.4-0.7MPa，加氢反应器进口的氢苯比为4.0-6.0:1，由于苯加氢反应是放热反应，加氢反应器通过壳程副产低压蒸汽对放热反应的热量进行回收，反应器出口环己烷、氢气等混合气体进入冷凝进行冷凝回收环己烷，部分氢气使用压缩机循环使用，以提高氢苯比，少量氢气放空以维持系统内不凝气在一个较低水平。

随着装置的产能不断增加，苯加氢反应器的尺寸越来越大，例如，年产2万吨环己烷装置加氢反应器主要由两个直径为4.2m的反应器组成，每个反应器其列管根数达到6000-7000根，随着设备的增大，也带来的一系列的问题，一是每台反应器需要四块大法兰，而且需要大量的紧固件，造成设备投资较大；二是在生产及停车过程中，温度的变化，使得大法兰之间静密封点容易存在泄漏点，造成苯、氢气、环己烷的泄漏的风险；三是设备体积大，壳程仅由2-4根管道提供给水及蒸汽产出，局部产生阻力，造成局部温度偏差大，温度不均匀，最终影响环己烷质量变差，催化剂加速失活；四是每台反应器需要装填较重的催化剂，催化剂装填需要按不同比例掺铝粒或者不同型号的催化剂，而且还要留有一定高度的空管，这就给催化剂的装填产生大大量的工作。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种苯气相加氢固定床列管反应器，用于解决法兰紧固件过多和停车温度变化而导致的反应器出现漏点，和催化剂装填困难的问题。

为了解决上述问题，本实用新型要解决的技术方案为：

一种苯气相加氢固定床列管反应器，包括罐体，罐体内固定连接有两块管板，由两块管板将罐体由上到下依次分隔成进料腔、加热腔和排料腔，在加热腔内均匀分布设置有多根换热管，换热管两端分别穿过两块管板与进料腔和排料腔接通，两根环管分别外套在加热腔上、下两端，所述环管通过多根支管接通加热腔，各根支管是绕着环管轴线均匀分布，在各根环管上均接通有多根蒸汽管，在进料腔上端接通有进料管，在排料腔下端接通有排料管，在排料腔内设有支撑格栅，在支撑格栅上方布置有过滤网，在过滤网与管板之间间隙内填充有惰性瓷球，在所述各根换热管内均设有催化剂。

所述进料腔、加热腔和排料腔是采用焊接的方式连接成的罐形结构。

在进料腔和排料腔上均接通有多个人孔。

惰性瓷球的直径为4-9mm，列管直径25-40mm，装填催化剂为镍系催化剂或者苯加氢催化剂，催化剂直径为3-6mm，高度为4-9mm。

本实用新型的技术效果为：

1、提高氢苯比、苯加氢反应时控制氢苯比在5.0-9.0:1，拉长反应带，使得催化剂床层温度更低，尤其是催化剂中心热点温度下降，延长催化剂使用周期，在苯加氢工艺控制时确保加氢前反应器出口环己烷转化率为70-99%，加氢后反应器出口环己烷转化率99-20%，加氢反应器催化剂使用周期可以由2-4年提高至4-7年。

2、每根列管先在底部装填惰性瓷球，其高度为20-200mm，避免下管板处催化加氢反应所产生的热量不易散发，造成下管板过热引起的设备损坏，惰性瓷球上装填催化剂为镍系催化剂，每个反应器仅装一种类型催化剂，加氢前反应器催化剂镍含量为2-30%，加氢后反应器催化剂镍含量在25-60%，装填时直接把催化剂倒入反应器上管板上，流入列管至每根列管装满，再使用真空装置或者吸尘器吸掉上部200-500mm的催化剂即可，省去了大量的催化剂分层充装以及比例混合的时间，确保了催化剂装填的质量。

3、取消管板与管箱之间的大法兰，在管箱上增加2-4个人孔，每台设备减少4块大法兰以及紧固件，极大的减少了设备投资，同时原该处静密封点采用焊接，降低了大法兰处可能出现的苯、氢气、环己烷泄漏风险。

4、环管通过多根支管接通加热器，使得反应器给水以及蒸汽产生阻力更小，反应器床层温度更加平稳，避免原技术方案内局部产生阻力，造成局部温度偏差大、不均匀，最终影响环己烷质量变差，催化剂加速失活。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型的剖面结构示意图，

图2为图1中A-A处的剖面结构示意图。

图中：罐体1、惰性瓷球2、管板3、环管4、换热管5、支撑格栅6、过滤网7、人孔8、催化剂9、进料腔11、加热腔12、排料腔13、进料管14、排料管15、支管41、蒸汽管42。

具体实施方式

如图1和2所示，一种苯气相加氢固定床列管反应器，包括罐体1，罐体1内固定连接有两块管板3，由两块管板3将罐体1由上到下依次分隔成进料腔11、加热腔12和排料腔13，在加热腔12内均匀分布设置有多根换热管5，换热管5两端分别穿过两块管板3与进料腔11和排料腔13接通，两根环管4分别外套在加热腔12上、下两端，所述环管4通过多根支管41接通加热腔12，各根支管41是绕着环管4轴线均匀分布，在各根环管4上均接通有多根蒸汽管42，在进料腔11上端接通有进料管14，在排料腔13下端接通有排料管15，在排料腔13内设有支撑格栅6，在支撑格栅6上方布置有过滤网7，在过滤网7与管板3之间间隙内填充有惰性瓷球2，在所述各根换热管5内均设有催化剂9，在使用过程中，准备两台反应器，两台反应器依次串联，两台反应器分别设为加氢前反应器与加氢后反应器，苯加氢反应时控制氢苯比在5.0-9.0:1，确保加氢前反应器出口环己烷转化率为70-99%，加氢后反应器出口环己烷转化率99-20%。

所述进料腔11、加热腔12和排料腔13是采用焊接的方式连接成的罐形结构。反应器取消了进料腔11和排料腔13连接加热腔12两端的两块法兰，采用筒体整体焊接，降低了大法兰连接处因紧固件过多而可能出现的苯、氢气、环己烷泄漏风险。

在进料腔11和排料腔13上均接通有多个人孔8。

惰性瓷球2的直径为4-9mm，列管直径25-40mm，装填催化剂9为镍系催化剂9或者苯加氢催化剂9，催化剂9为∮5×7mm的圆柱体，采用镍系催化剂9，加氢前反应器装填镍含量为2-30%的催化剂9，加氢后反应器装镍含量为30-60%的催化剂9。

Claims (4)

1.一种苯气相加氢固定床列管反应器，其特征在于：包括罐体（1），罐体（1）内固定连接有两块管板（3），由两块管板（3）将罐体（1）由上到下依次分隔成进料腔（11）、加热腔（12）和排料腔（13），在加热腔（12）内均匀分布设置有多根换热管（5），换热管（5）两端分别穿过两块管板（3）与进料腔（11）和排料腔（13）接通，两根环管（4）分别外套在加热腔（12）上、下两端，所述环管（4）通过多根支管（41）接通加热腔（12），各根支管（41）是绕着环管（4）轴线均匀分布，在各根环管（4）上均接通有多根蒸汽管（42），在进料腔（11）上端接通有进料管（14），在排料腔（13）下端接通有排料管（15），在排料腔（13）内设有支撑格栅（6），在支撑格栅（6）上方布置有过滤网（7），在过滤网（7）与管板（3）之间间隙内填充有惰性瓷球（2），在所述各根换热管（5）内均设有催化剂（9）。

2.根据权利要求1所述一种苯气相加氢固定床列管反应器，其特征在于：所述进料腔（11）、加热腔（12）和排料腔（13）是采用焊接的方式连接成的罐形结构。

3.根据权利要求1所述一种苯气相加氢固定床列管反应器，其特征在于：在进料腔（11）和排料腔（13）上均接通有多个人孔（8）。

4.根据权利要求1所述一种苯气相加氢固定床列管反应器，其特征在于：惰性瓷球（2）的直径为4-9mm，列管直径25-40mm，装填催化剂（9）为镍系催化剂（9）或者苯加氢催化剂（9），催化剂（9）直径为3-6mm，高度为4-9mm。

Images