CN216727172U - 一种甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器。该反应器为管壳式结构，包括外壳，所述外壳顶部设置有进料口，底部设置有出料口；所述反应器的内腔由上至下设置有分布器、压盘、列管和瓷球层；所述分布器与压盘不接触，所述压盘、列管和瓷球层依次接触；所述分布器为单层反穹顶结构；所述外壳上还设置有催化剂进料口和催化剂卸料口，用以向所述列管内装填催化剂。此反应器能够有效的将物料均匀分布，使甲醇和丙酸甲酯物料充分与催化剂接触，同时反应放热有效传递到反应器壳程，热量将反应器壳程进水气化为水蒸气排出反应器外。

Description

一种甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器

技术领域

本实用新型属化工技术领域，具体涉及一种甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器。

背景技术

目前行业内无甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的技术，同时也没有此技术相关的反应器。与之类似的技术采用流化床反应器，在反应过程中气流对催化剂的磨损一方面造成催化剂的损失，另一方面磨损的催化剂长期会堵塞后续工段的管道和阀门，造成装置运行不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器。该反应器用于甲醇和丙酸甲酯反应生产甲基丙烯酸甲酯。

为了实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，该反应器为管壳式结构，包括外壳，所述外壳顶部设置有进料口，底部设置有出料口；

所述反应器的内腔由上至下设置有分布器、压盘、列管和瓷球层；所述分布器与压盘不接触，所述压盘、列管和瓷球层依次接触；

所述分布器为单层反穹顶结构；

所述外壳上还设置有催化剂进料口和催化剂卸料口，用以向所述列管内装填催化剂；

所述外壳上还设置有进水口和产汽口，用以向所述反应器的壳程输入和输出除氧水。

本实用新型的反应器采用管壳式结构，材质根据物料腐蚀情况调整，列管内装填催化剂，催化剂装满后顶部安装压盘，反应器底部装填瓷球。压盘用以防止生产过程中反应器内物料倒流引起催化剂从列管顶部倒流。

甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应容易产生一部分固体状聚合物，一般的反应器没有做特殊分布的话，两种气相物料在混合后在一定温压条件时会有聚合物堵塞反应器的风险，当堵塞分布器后，物料不能够充分通过分布器到达催化剂表面，产量一定会下降，并且堵塞以后必须将装置倒空置换完毕打开清理分布器，这样会导致很多物料损失和人工时间成本增加，影响生产。本实用新型针对这种情况设计了结构简单的分布器，通过其反穹顶的形状，以及开孔的具体设置达到避免堵塞的效果。

本领域技术人员理解的，在管壳式反应器中，所述列管内称为管程，列管通过上下端的管板与外壳连接，列管外与外壳以及上下端管板之间形成壳程。

所述管板为一支撑板，其上设置有供所述列管穿插的通孔；管板与列管之间一般通过焊接连接，管板的四周与外壳连接，一般也通过焊接连接。管板一般水平设置。

根据本实用新型的反应器，优选地，所述分布器的中心和外圈未设置通孔，即不开孔，在中心与外圈之间的部分设置有通孔。

根据本实用新型的反应器，优选地，所述分布器的中心直径400mm范围内未设置通孔，外边界向内100mm的外圈未设置通孔；这两个范围之间的部分开满孔，即通孔采用最密堆积，相邻通孔呈三角形分布。

本实用新型的分布器如此设计首先起到分布均匀的作用，另外，最关键的是既要阻挡一部分特定条件下产生的副产物，又要可以支撑一年时间不堵死孔道，维持到检修期打开清理。

根据本实用新型的反应器，优选地，所述通孔的孔径为25mm，孔间距为15mm。

根据本实用新型的反应器，优选地，所述进水口位于所述外壳的下部。

根据本实用新型的反应器，优选地，所述产汽口位于所述外壳的上部。

除氧水从进水口进入反应器壳程，从反应器列管吸热后将水升温达到饱和温度后，继续吸热变为水蒸汽，大量水和少量水蒸气混合物从产汽口排出反应器，从而实现反应器取热的目的。

根据本实用新型的反应器，优选地，所述分布器的中心和外圈未设置通孔，在中心与外圈之间的部分设置有通孔。开孔率根据进料量确定。

原料经过进料口后进入反应器顶部，从反应器顶部沿反应器顶部封头折射至分布器，从分布器开孔进入到反应器列管界面，进入列管。

根据本实用新型的反应器，优选地，所述催化剂进料口位于所述分布器、压盘之间。

根据本实用新型的反应器，优选地，所述催化剂卸料口位于瓷球层底部。

催化剂从反应器的催化剂进料口装填，采用列管式反应器专业装填机械工具进行装填，直至装满为止。卸出催化剂时将反应器的催化剂卸料口打开，将瓷球和催化剂一并卸出，卸出后对瓷球和催化剂进行筛选，利用催化剂与瓷球直径不同将催化剂筛出后再生回用，瓷球单独筛出后回用。

根据本实用新型的反应器，优选地，所述进料口采用牛角型进料口，内伸至反应器内腔，弯管的角度朝向反应器上封头中部。

根据本实用新型的反应器，优选地，所述瓷球层中的瓷球，上部分为小直径瓷球，下部分为大直径瓷球。瓷球装填至列管处，防止底部物料与催化剂接触放热后无法移出热量。

本实用新型提供的反应器能够有效的将物料均匀分布，使甲醇和丙酸甲酯物料充分与催化剂接触，同时反应放热有效传递到反应器壳程，热量将反应器壳程进水气化为水蒸气排出反应器外。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型一优选一种甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的设备示意图。

图2为反应器顶部及物料进料示意图。

图3为分布器俯视图。

附图标记说明：

1、外壳；

2、进料口；

3、出料口；

4、分布器；

5、压盘；

6、列管；

7、瓷球层；

8、催化剂进料口；

9、催化剂卸料口；

10、进水口；

11、产汽口；

12、催化剂。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

另外，在本实用新型中的实施例中所提到的一些方位词，例如“上”、“下”等，这些方位词的含义与反应器的放置情况有关，不应理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型在此提供一优选方案，如图1所示，一种甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，该反应器为管壳式结构，材质根据物料腐蚀情况调整，包括外壳1，所述外壳顶部设置有进料口2，底部设置有出料口3。原料甲醇和丙酸甲酯从进料口2进入反应器内，在列管6内催化剂的作用下发生反应生成甲基丙烯酸甲酯，反应后的物料从出料口3离开反应器进入后续工艺。

所述反应器的内腔由上至下设置有分布器4、压盘5、列管6和瓷球层7；所述分布器4与压盘5不接触，所述压盘5、列管6和瓷球层7依次接触；

列管6内装填催化剂12，催化剂12装满后顶部安装压盘5，反应器底部装填瓷球。压盘5用以防止生产过程中反应器内物料倒流引起催化剂从列管顶部倒流。优选地，所述瓷球层7中的瓷球，上部分为小直径瓷球，下部分为大直径瓷球。瓷球装填至列管处，防止底部物料与催化剂接触放热后无法移出热量。

所述分布器4为单层反穹顶结构。优选地，如图3所示，所述分布器4的中心和外圈未设置通孔，在中心与外圈之间的部分设置有通孔。

甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应容易产生一部分固体状聚合物，一般的反应器没有做特殊分布的话，两种气相物料在混合后在一定温压条件时会有聚合物堵塞反应器的风险，当堵塞分布器后，物料不能够充分通过分布器到达催化剂表面，产量一定会下降，并且堵塞以后必须将装置倒空置换完毕打开清理分布器，这样会导致很多物料损失和人工时间成本增加，影响生产。本实用新型针对这种情况设计了结构简单的分布器，通过其反穹顶的形状，以及开孔的具体设置达到避免堵塞的效果。优选地，所述分布器的中心直径400mm范围内不开孔，外边界向内100mm的外圈不开孔；这两个范围之间的部分开满孔，即通孔采用最密堆积，相邻通孔呈三角形分布。孔径为25mm，孔间距为15mm。

如图2所示，所述进料口2采用牛角型进料口，内伸至反应器内腔，弯管的角度朝向反应器上封头中部。原料经过进料口2后进入反应器顶部，从反应器顶部沿反应器顶部封头折射至分布器4，从分布器开孔进入到反应器列管界面，进入列管6。

所述外壳1上还设置有催化剂进料口8和催化剂卸料口9，用以向所述列管6内装填催化剂12。优选地，所述催化剂进料口8位于所述分布器4、压盘5之间；所述催化剂卸料口9位于瓷球层7底部。催化剂从反应器的催化剂进料口8装填，采用列管式反应器专业装填机械工具进行装填，直至装满为止。卸出催化剂时将反应器的催化剂卸料口9打开，将瓷球和催化剂一并卸出，卸出后对瓷球和催化剂进行筛选，利用催化剂与瓷球直径不同将催化剂筛出后再生回用，瓷球单独筛出后回用。

进一步的，所述外壳上设置有进水口10和产汽口11，用以向所述反应器的壳程输入和输出除氧水。所述进水口10位于反应器下部，所述产汽口11位于反应器上部。除氧水从进水口10进入反应器壳程，从反应器列管吸热后将水升温达到饱和温度后，继续吸热变为水蒸汽，大量水和少量水蒸气混合物从产汽口11排出反应器，从而实现反应器取热的目的。

实施例1

本实施例以甲醇和丙酸甲酯为原料通过图1-图3所示反应器生产甲基丙烯酸甲酯。

反应器规格：

进料口管径：DN300；

出料口管径：DN400；

反应器直径：3400mm；

反应器列管长度：12000mm；

反应器列管规格：φ38×2mm；

反应器列管数量：4270根；

管程容积：75.9m³；

壳程容积：49.5m3；

甲醇和丙酸甲酯为原料通过此反应器后生产甲基丙烯酸甲酯，丙酸甲酯转化率约25％，甲基丙烯酸甲酯选择性约80％。

实施例2

本实施例以甲醇和丙酸甲酯为原料通过图1-图3所示反应器生产甲基丙烯酸甲酯。

反应器规格：

进料口管径：DN400；

出料口管径：DN500；

反应器直径：4400mm；

反应器列管长度：12000mm；

反应器列管规格：φ38×2mm；

反应器列管数量：7720根；

管程容积：144.5m³；

壳程容积：75m³；

甲醇和丙酸甲酯为原料通过此反应器后生产甲基丙烯酸甲酯，丙酸甲酯转化率达到26％，甲基丙烯酸甲酯选择性约80％。

通过上述实施例1和实施例2说明：甲醇和丙酸甲酯为原料通过此反应器后生产甲基丙烯酸甲酯，丙酸甲酯能够有效转化为甲基丙烯酸甲酯，反应转化率达到25％以上，甲基丙烯酸甲酯选择性约80％。因此，此反应器适用于甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，其特征在于，该反应器为管壳式结构，包括外壳，所述外壳顶部设置有进料口，底部设置有出料口；

所述反应器的内腔由上至下设置有分布器、压盘、列管和瓷球层；所述分布器与压盘不接触，所述压盘、列管和瓷球层依次接触；

所述分布器为单层反穹顶结构；

所述外壳上还设置有催化剂进料口和催化剂卸料口，用以向所述列管内装填催化剂；

所述外壳上还设置有进水口和产汽口，用以向所述反应器的壳程输入和输出除氧水。

2.根据权利要求1所述甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，其特征在于，所述分布器的中心和外圈未设置通孔，在中心与外圈之间的部分设置有通孔。

3.根据权利要求2所述甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，其特征在于，所述分布器的中心直径400mm范围内未设置通孔，外边界向内100mm的外圈未设置通孔。

4.根据权利要求3所述甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，其特征在于，所述通孔的孔径为25mm，孔间距为15mm。

5.根据权利要求1所述甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，其特征在于，所述进水口位于所述外壳的下部。

6.根据权利要求1所述甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，其特征在于，所述产汽口位于所述外壳的上部。

7.根据权利要求1所述甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，其特征在于，所述催化剂进料口位于所述分布器、压盘之间。

8.根据权利要求7所述甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，其特征在于，所述催化剂卸料口位于瓷球层底部。

9.根据权利要求1所述甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，其特征在于，所述进料口采用牛角型进料口，内伸至反应器内腔，弯管的角度朝向反应器上封头中部。

10.根据权利要求1所述甲醇和丙酸甲酯为原料生产甲基丙烯酸甲酯的反应器，其特征在于，所述瓷球层中的瓷球，上部分为小直径瓷球，下部分为大直径瓷球。

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