CN211964113U - 一种乙二醇液相加氢反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种乙二醇液相加氢反应器，分为内外两部分，外部为筒体部分，内部为内件和催化剂床层部分，所述内件部分包括滴流式分布器；所述滴流式分布器包括进口分布盘、分布盘、再分布盘；所述上封头、筒体、下封头形成反应器封闭空间；所述进口分布盘上布有分布孔，分布盘上布有分布管，再分布盘上有分配管，分配管上布有分配孔、透气孔；所述乙二醇和氢气的气液混合物从滴流式分布器进入到催化剂床层进行加氢反应；气液混合物经过上述三组件逐级分布后，气液分布更加均匀，物料不会发生短路，加氢效果更好。本实用新型对工业级乙二醇进行液相加氢，解决了煤制乙二醇工业化技术中乙二醇产品质量较低和聚酯级乙二醇收率低的技术问题。

Description

一种乙二醇液相加氢反应器

技术领域

本实用新型涉及一种液相加氢反应设备，尤其涉及一种乙二醇液相加氢反应器。

背景技术

煤化工路线制备乙二醇技术在经历了20世纪70年代的石油危机后，得到了长足的发展。最成熟的工艺是由煤制合成气进行氧化耦联反应制草酸酯，然后再进一步加氢制乙二醇的技术路线，目前，国内的工业化生产技术已日渐成熟。

随着煤制乙二醇工业化技术的工业化发展，也暴露出一些问题，主要存在的问题是：①乙二醇的质量低，一般乙二醇产品塔采出的产品275nm的紫外透光率在85％左右；②聚酯级乙二醇收率低，一般在90％左右。

采用乙二醇液相催化加氢技术已成为解决上述问题的首选，乙二醇中的杂质主要为醛、酮、酸和酯等含有不饱和键的物质，这些物质会影响乙二醇的紫外透光率，尤其是220nm、 250nm和275nm波段的紫外透光率。通过在催化剂作用下进行加氢反应生产对紫外透光率无吸收的物质，从而提高乙二醇的质量，再将加氢后的工业级乙二醇返回到乙二醇精馏系统中，可以全部产出聚酯级乙二醇，最终产品乙二醇的内在质量也会大幅度提高，并能提高企业的经济效益。

中国专利CN201110046361.6一种草酸酯通过催化加氢反应制乙二醇的方法，主要解决以往技术中用于草酸酯加氢制乙二醇反应过程中，存在乙二醇选择性低的技术问题。本发明通过采用以草酸酯为原料，在反应温度为170～270℃，氢/酯摩尔比为40～200∶1，反应压力为 1.5～10MPa条件下，原料与多区换热列管反应器内的含铜催化剂接触，生成含有乙二醇的流出物的技术方案，较好地解决了该问题，可用于草酸酯加氢制乙二醇的工业生产中。CN201510180542.6涉及一种用于合成气制乙二醇工艺的新型加氢反应器，该反应器包括反应器外壳、换热板对束、冷却介质分配总管和支管、冷却介质收集总管和支管；所述的反应器外壳底部设有冷却介质入口，顶部设有冷却介质出口，所述的换热板对束一端通过冷却介质分配总管和支管连接反应器外壳的冷却介质入口，另一端通过冷却介质收集总管和支管连接反应器外壳的冷却介质出口；所述的换热板对束由多个换热板对组成，换热板内为板程，相邻换热板对之间装填催化剂，为壳程，草酸二甲酯与氢气组成的原料气进入反应器后走壳程，并经催化剂催化反应生成乙二醇，冷却流体走板程，带走反应放出的热量。与现有技术相比，本发明具有结构调整灵活、换热效率高、反应选择性更好及可以现场组装等优点。 CN201210407137.X涉及一种用于草酸酯加氢制备乙二醇或酯加氢制醇工艺的工业板式反应器, 所述反应器的催化剂床层内设换热板和冷管；所述换热板在催化剂床层内的排列方式为：平行于催化剂床层径向放置并且沿着同心的扇形排开，或者垂直于催化剂床层径向近似于同心圆排列；本发明解决了目前酯加氢制醇，尤其是草酸酯加氢反应器为列管反应器的不足，可以克服其单台反应器催化剂装填量小，压降大，大规模生产需要台数多等缺点。本发明工业板式反应器可以提高加氢催化剂利用系数和反应器容积利用率、增大了催化剂装填量、提高反应器生产能力、节省装置设备投资，降低运行费用。在草酸酯加氢制乙二醇及其它酯加氢制醇工艺中起到良好工业化应用效果。但这些现有技术所需催化剂用量多，设备投资高，气液混合物未经过逐级分布后，气液分布会发生不均匀，物料会发生短路问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种乙二醇液相加氢反应器，主要用于工业级乙二醇中杂质的液相催化加氢反应，以提高乙二醇的紫外透光率，提高聚酯级乙二醇的收率。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种乙二醇液相加氢反应器，分为内外两部分，外部为筒体部分，内部为内件和催化剂床层部分，所述内件部分包括滴流式分布器；

优选的，所述筒体部分下方为筒体支撑部分，所述筒体支撑部分包括支撑筒体部分的裙座，所述底部出料口从侧面穿过裙座；

所述内件部分的结构从上到下依次包括与上封头连接的进口分布盘、分布盘、再分布盘、氧化铝瓷球a、丝网a、催化剂床层、氧化铝瓷球b,丝网b、驰放气排出口、底部出料口。所述上封头、筒体、下封头形成反应器封闭空间；所述底部出料口置于下封头下方；

优选的，所述进口分布盘上布有分布孔，分布盘上布有分布管，再分布盘上有分配管，分配管上布有分配孔、透气孔；所述气液混合物从滴流式分布器进入到催化剂床层进行加氢反应。

优选的，所述的滴流式分布器，包括进口分布盘、分布盘、再分布盘。

优选的，所述进口分布盘上，按三角形均布分布孔；所述的滴流式分布器的进口分布盘焊接在上封头上；

优选的，所述进口分布盘外侧具有夹紧机构，所述夹紧机构与分布盘外侧固定连接；

优选的，所述进口分布盘悬空置于分布盘的中空外壁内，类似于喷头淋浴装置；

进一步的，所述进口分布盘底部与带有分布孔的圆盘固定连接；

优选的，所述带有分布孔的圆盘中每四个分布孔成棱形均匀分布；

所述分布盘上，均布固定有数根分布管，物料从进口分布盘进入分布盘后，在分布盘处，通过分布管后，均匀分布到再分布盘上。

优选的，所述分布管数量与管径根据流量确定；

所述再分布盘上，均布固定有数根分配管，每根分配管上设置一个分配孔、一个透气孔，所述透气孔在分配孔上部，所述再分布盘支撑在筒体内部焊接的支撑圈上；

优选的，所述分配管沿圆周均匀分布；

优选的，每根分配管上的分配孔、透气孔朝向，可自由调节，朝向布置原则，应最大限度的使气液分布均匀。

优选的，所述分布盘上的分布管与再分布盘上的分配管交错分布；

所述的滴流式分布器的下方从上到下依次布置有丝网a、氧化铝瓷球a、催化剂床层、氧化铝瓷球b、丝网b；

优选的，所述氧化铝瓷球a上部依次布置有压紧格栅、丝网a，所述氧化铝瓷球a下部布置有催化剂床层，催化剂床层上下各布置有一个催化剂丝网的，置于催化剂床层17下部的催化剂丝网的下方依次布置有：氧化铝瓷球b、丝网b、支撑格栅，所述支撑格栅置于支撑圈上；支撑圈与筒体焊接；

优选的，所述筒体、滴流式分布器、上封头、下封头均为SS304不锈钢。

本实用新型的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

1.本实用新型的乙二醇液相加氢反应器，其滴流式分布器，包括进口分布盘、分布盘、再分布盘。气液混合物经过上述三组件逐级分布后，气液分布更加均匀，物料不会发生短路，加氢效果更好。

2.本实用新型中的丝网和氧化铝瓷球等结构，保证了气液混合物充分缓慢地进行加氢反应，催化效果较好，也起到支撑催化剂的作用。

3.将加氢后的乙二醇返回到精馏系统，使聚酯级乙二醇收率提高，提高了企业经济效益。

附图说明

图1为本实用新型整体简图；

图2为进口分布盘简图；(a)为主视图，(b)为A向仰视图。

图3为分布盘简图；(a)为主视图，(b)为A向仰视图。

图4为分布盘与进口分布盘装配简图；(a)为主视图，(b)为A向仰视图。

图5为再分布盘主视简图。

图6为再分布盘俯视图。

其中，附图标记对应的零部件名称如下：1-上封头，2-进口分布盘，3-筒体，4-分布盘， 5-再分布盘，6-氧化铝瓷球a，7-丝网a，8-催化剂丝网，9-下封头，10-裙座，11-分布孔，12-分布管，13-分配孔,14-氧化铝瓷球b,15-丝网b；16-透气孔，17-催化剂床层，18- 驰放气排出口，19-底部出料口，20-分配管，21-压紧格栅，22-支撑格栅

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行说明。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的部分实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“背面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。这类术语仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～图6所示，一种乙二醇液相加氢反应器，分为内外两部分，外部为筒体部分，内部为内件和催化剂床层17部分，所述内件部分包括滴流式分布器；

作为本实用新型一个优选的实施例，所述筒体部分下方为筒体支撑部分，所述筒体支撑部分包括支撑筒体部分的裙座10，所述底部出料口19从侧面穿过裙座10；

所述内件部分的结构从上到下依次包括与上封头1连接的进口分布盘2、分布盘4、再分布盘5、氧化铝瓷球a 6、丝网a 7、催化剂床层17、氧化铝瓷球b 14,丝网b 15、驰放气排出口18、底部出料口19。所述上封头1、筒体3、下封头9形成反应器封闭空间；所述底部出料口19置于下封头9下方；

作为本实用新型一个优选的实施例，所述进口分布盘2上布有分布孔11，分布盘4上布有分布管12，再分布盘5上布置有分配管20，分配管20上布有分配孔13、透气孔16；所述气液混合物从滴流式分布器进入到催化剂床层17进行加氢反应；

进一步的，所述分布管12置于分布盘4下部；

作为本实用新型一个优选的实施例，所述的滴流式分布器，包括进口分布盘2、分布盘4、再分布盘5；气液混合物经过上述三组件逐级分布后，气液均布进入催化剂床层17；反应产物通过反应器底部出料口19排出。

作为本实用新型一个优选的实施例，所述的滴流式分布器的进口分布盘2上，按三角形均布分布孔11；物料从上封头1进料口进入后，在进口分布盘2处，均匀通过分布孔11，进入分布盘4；所述的滴流式分布器的进口分布盘2焊接在上封头1上；

作为本实用新型一个优选的实施例，所述的滴流式分布器的进口分布盘2外侧具有夹紧机构，所述夹紧机构与分布盘4外侧固定连接；

作为本实用新型一个优选的实施例，所述的滴流式分布器的进口分布盘2悬空置于分布盘4的中空外壁内，类似于喷头淋浴装置；

进一步的，所述进口分布盘2底部与带有分布孔11的圆盘固定连接；

作为本实用新型一个优选的实施例，所述带有分布孔11的圆盘中每四个分布孔11成棱形均匀分布；

所述的滴流式分布器的分布盘4上，均布固定有数根分布管12，物料从进口分布盘2进入分布盘4后，在分布盘4处，通过分布管12后，均匀分布到再分布盘5上。

作为本实用新型一个优选的实施例，所述分布管12数量跟管径根据流量确定；

所述的滴流式分布器的再分布盘5上，均布固定有数根分配管20，每根分配管20上设置一个分配孔13、一个透气孔16，所述透气孔16在分配孔13上部，所述再分布盘5支撑在筒体3内部焊接的支撑圈上；

进一步的，液位达到分配孔13高度后，通过分配孔13，均匀进入分配管20，引流进入下层瓷球层和催化剂床层17；气体通过透气孔16，均匀进入分配管20，从分配管20进入下层瓷球层和催化剂床层17。

作为本实用新型一个优选的实施例，所述分配管20沿圆周均匀分布；

作为本实用新型一个优选的实施例，每根分配管20上的分配孔13、透气孔16朝向，可自由调节，朝向布置原则，应最大限度的使气液分布均匀。

作为本实用新型一个优选的实施例，所述分布盘4上的分布管12与再分布盘5上的分配管20交错分布；

所述的滴流式分布器的下方从上到下依次布置有丝网a 7、氧化铝瓷球a 6、催化剂床层 17、氧化铝瓷球b 14、丝网b 15；其中，上部的所述丝网a 7的作用是防止上部的气液混合物对下方的氧化铝瓷球b 14和催化剂床层17造成紊乱影响，氧化铝瓷球a 6能使气液混合物缓慢地进入到催化剂床层17，分布更加均匀；所述氧化铝瓷球b 14的作用是使气液混合物缓慢地流出丝网b 15，丝网b 15起到支撑上方的催化剂床层17和氧化铝瓷球的作用；

作为本实用新型一个优选的实施例，所述氧化铝瓷球a 6上部依次布置有压紧格栅21、丝网a 7，所述氧化铝瓷球a 6下部布置有催化剂床层17，催化剂床层17上下各布置有一个催化剂丝网8的，置于催化剂床层17下部的催化剂丝网8的下方依次布置有：氧化铝瓷球b 14、丝网b 15、支撑格栅22，所述支撑格栅22置于支撑圈上；支撑圈与筒体3焊接；

作为本实用新型一个优选的实施例，所述筒体3、滴流式分布器、上封头1、下封头9均为SS304不锈钢。选择SS304不锈钢的目的是为了保证系统的洁净度，最终产出聚酯级乙二醇。

在反应器的下部，设置驰放气排出口18，以防止不反应的惰性气体累积而影响加氢效果。加氢后的乙二醇从设备底部出料口19排出。

本乙二醇液相加氢反应为乙二醇中微量杂质的加氢，氢气消耗低于1Nm³/t乙二醇，反应基本无放热，反应催化剂床层17无温升，反应消耗的氢气通过进料氢气进行补充。

本乙二醇液相加氢反应器包括的滴流床反应器内充满氢气，在反应器底部有气液分离空间。反应进料为氢气和乙二醇混合物，从反应器顶部进入，通过滴流式分布器，分布均匀后进入催化剂床层进行加氢反应。加氢后的乙二醇通过底部气液分离后送后续的气液分离器，为了防止氢气中不反应的惰性组分的累积，在底部设有驰放气排出口18。

以上实施方案仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案。不脱离本实用新型精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种乙二醇液相加氢反应器，其特征在于：分为内外两部分，外部为筒体部分，内部为内件和催化剂床层(17)部分，所述内件部分包括滴流式分布器；

所述筒体部分下方为筒体支撑部分，所述筒体支撑部分包括支撑筒体部分的裙座(10)，底部出料口(19)从侧面穿过裙座(10)；

所述内件部分的结构从上到下依次包括与上封头(1)连接的进口分布盘(2)、分布盘(4)、再分布盘(5)、氧化铝瓷球a(6)、丝网a(7)、催化剂床层(17)、氧化铝瓷球b(14),丝网b(15)、驰放气排出口(18)、底部出料口(19)；

所述上封头(1)、筒体(3)、下封头(9)形成反应器封闭空间；所述底部出料口(19)置于下封头(9)下方；

所述进口分布盘(2)上布有分布孔(11)，分布盘(4)上布有分布管(12)，再分布盘(5)上布置有分配管(20)，分配管(20)上布有分配孔(13)、透气孔(16)；气液混合物从滴流式分布器进入到催化剂床层(17)进行加氢反应。

2.根据权利要求1所述的一种乙二醇液相加氢反应器，其特征在于：所述的滴流式分布器，包括进口分布盘(2)、分布盘(4)、再分布盘(5)。

3.根据权利要求2所述的一种乙二醇液相加氢反应器，其特征在于：所述进口分布盘(2)上，按三角形均布分布孔(11)；所述的滴流式分布器的进口分布盘(2)焊接在上封头(1)上。

4.根据权利要求1所述的一种乙二醇液相加氢反应器，其特征在于：所述进口分布盘(2)外侧具有夹紧机构，所述夹紧机构与分布盘(4)外侧固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种乙二醇液相加氢反应器，其特征在于：所述进口分布盘(2)悬空置于分布盘(4)的中空外壁内。

6.根据权利要求1所述的一种乙二醇液相加氢反应器，其特征在于：所述进口分布盘(2)底部与带有分布孔(11)的圆盘固定连接，所述带有分布孔(11)的圆盘中每四个分布孔(11)成棱形均匀分布。

7.根据权利要求1所述的一种乙二醇液相加氢反应器，其特征在于：所述分布盘(4)上，均布固定有分布管(12)；所述分布管(12)数量与管径根据流量确定,所述再分布盘(5)上，均布固定有分配管(20)，每根分配管(20)上设置一个分配孔(13)、一个透气孔(16)，所述透气孔(16)在分配孔(13)上部，所述再分布盘(5)支撑在筒体(3)内部焊接的支撑圈上；

所述分配管(20)沿圆周均匀分布。

8.根据权利要求7所述的一种乙二醇液相加氢反应器，其特征在于：所述分布盘(4)上的分布管(12)与再分布盘(5)上的分配管(20)交错分布；

所述的滴流式分布器的下方从上到下依次布置有丝网a(7)、氧化铝瓷球a(6)、催化剂床层(17)、氧化铝瓷球b(14)、丝网b(15)。

9.根据权利要求7-8任一所述的一种乙二醇液相加氢反应器，其特征在于：

所述氧化铝瓷球a(6)上部依次布置有压紧格栅(21)、丝网a(7)，所述氧化铝瓷球a(6)下部布置有催化剂床层(17)：催化剂床层(17)上下各布置有一个催化剂丝网(8)，置于催化剂床层(17)下部的催化剂丝网(8)的下方依次布置有：氧化铝瓷球b(14)、丝网b(15)、支撑格栅(22)，所述支撑格栅(22)置于支撑圈上；支撑圈与筒体(3)焊接。

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