CN218795792U - 用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，涉及化工原料制备技术领域，包括反应器本体，反应器本体由上至下依次设置有进料段、第一过滤段、分布器、催化剂段、第二过滤段和出料段，催化剂段包括外壳体以及设置在外壳体内的内壳体，外壳体与内壳体之间形成有导热腔，导热腔内填充有换热介质；管束分布在内壳体内；管束的内壁涂覆有催化剂；固定床反应器还包括换热介质恒温循环系统，与导热腔连通，用于调控导热腔内的换热介质的温度至目标温度。将管束设置在内壳体，使管束与换热介质隔离，既可以保证反应温度，又可将管束与换热介质分离，即使管束泄漏，也不对反应产物造成影响。

Description

用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器

技术领域

本实用新型涉及化工原料制备技术领域，具体是涉及一种用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器。

背景技术

目前，工业上合成三羟甲基氨基甲烷，多采用聚合-氢化两步法合成三羟甲基氨基甲烷。固定床反应器是常用的催化反应设备。利用固定床反应器生产三羟甲基氨基甲烷时，需要对反应温度进行控制，温度过高或过低都不利于生产。另外，反应物料进入固定床反应器时，若与固定床反应器内部的温差过大，也会对固定床反应器内的催化剂造成冲击性损伤，影响催化剂使用寿命。因此，对固定床反应器进行有效的温度调节和恒温控制，不仅可以提高生产效率，还可以延长催化剂使用寿命。但目前的列管式固定床反应器通常在反应器内部的管束之间充满换热介质，形成反应换热系统，其特点是单位体积催化剂对应的换热面积大，但也存在缺陷，管束若发生泄漏，催化剂与换热介质直接接触，对反应产物造成影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，既可以保证反应温度，又不与管束内催化剂或反应物料直接接触，即使管束泄漏，也不对反应产物造成影响。

本实用新型提出的一种用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，包括反应器本体，所述反应器本体由上至下依次设置有进料段、第一过滤段、分布器、催化剂段、第二过滤段和出料段，所述催化剂段包括外壳体以及设置在外壳体内的内壳体，所述外壳体的内侧壁与所述内壳体的外侧壁之间保持间距形成有导热腔，所述导热腔内填充有换热介质；所述内壳体的侧壁为导热材料制成；所述催化剂段还包括多个管束，多个管束竖向分布在所述内壳体内，且管束的上端从内壳体的上端穿出至与分布器连通，管束的下端从内壳体的下端穿出至与第二过滤段连通；所述管束的内壁涂覆有催化剂；所述固定床反应器还包括换热介质恒温循环系统，与所述导热腔连通，用于调控所述导热腔内的换热介质的温度至目标温度。

进一步地，所述换热介质恒温循环系统包括：循环管路、设置在循环管路上的循环泵和恒温水浴箱；所述外壳体的外侧壁间隔设置有分别与所述导热腔连通的进水口和出水口，所述循环管路的两端与所述进水口和出水口一一对应连通。

进一步地，所述导热腔内还设置有螺旋攀附在所述内壳体的外侧壁上的螺纹导流片。

进一步地，所述螺旋导流片沿其螺旋方向间隔设置有多个漏液孔。

进一步地，所述漏液孔的边缘与所述内壳体的外侧壁接触。

进一步地，所述分布器包括层叠设置的第一分布网片和第二分布网片。

进一步地，所述第一分布网片设置在所述第二分布网片的上方，第一分布网片的网孔目数小于所述第二分布网片的网孔目数。

进一步地，所述分布器还包括挡片，所述挡片水平设置在所述第二分布网片的下方，所述挡片上均匀设置有用于所述多个管束一一对应的穿过的通孔。

进一步地，所述挡片的所述通孔内嵌套有密封环，所述密封环密封套箍在所述管束的外壁。

进一步地，所述第一过滤段和第二过滤段内分别填充有石英砂。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：通过在反应器本体的催化剂段设置内壳体和外壳体，以形成填充有换热介质的导热腔，将管束设置在内壳体，使管束与换热介质隔离，既可以保证反应温度，又可将管束与换热介质分离，即使管束泄漏，也不对反应产物造成影响。

附图说明

图1是本实用新型实施例的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器的主视结构示意图。

图2是图1中A-A的剖视结构示意图。

图3是图1中内壳体的立体结构示意图。

图4为图1中分布器的立体分解结构示意图。

图中：进料段1、第一过滤段2、分布器3、催化剂段4、第二过滤段5、出料段6、循环管路7、循环泵8、恒温水浴箱9、进水口10、出水口11、外壳体12、内壳体13、导热腔14、管束15、螺纹导流片16、漏液孔17、第一分布网片18、第二分布网片19、挡片20。

具体实施方式

现在将详细参照本实用新型的具体实施例，在附图中例示了本实用新型的例子。尽管将结合具体实施例描述本实用新型，但将理解，不是想要将本实用新型限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本实用新型的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本实用新型的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本实用新型的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。

如图1-4所示的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，包括反应器本体，所述反应器本体由上至下依次设置有进料段1、第一过滤段2、分布器3、催化剂段4、第二过滤段5和出料段6，所述催化剂段4包括外壳体12以及设置在外壳体12内的内壳体13，所述外壳体12的内侧壁与所述内壳体13的外侧壁之间保持间距形成有导热腔14，所述导热腔14内填充有换热介质；所述内壳体13的侧壁为导热材料制成；所述催化剂段4还包括多个管束15，多个管束15竖向分布在所述内壳体13内，且管束15的上端从内壳体13的上端穿出至与分布器3连通，管束15的下端从内壳体13的下端穿出至与第二过滤段5连通；所述管束15的内壁涂覆有催化剂；所述固定床反应器还包括换热介质恒温循环系统，与所述导热腔14连通，用于调控所述导热腔14内的换热介质的温度至目标温度。

所述换热介质恒温循环系统包括：循环管路7、设置在循环管路7上的循环泵8和恒温水浴箱9；所述外壳体12的外侧壁间隔设置有分别与所述导热腔14连通的进水口10和出水口11，所述循环管路7的两端与所述进水口10和出水口11一一对应连通。

恒温水浴箱9采用现有结构，循环管路7中的换热介质不会直接与恒温水浴箱9内的液体接触，恒温水浴箱9只通过设定加热温度，将经过恒温水浴箱9的换热介质加热至目标温度，再通过循环管路7传输至导热腔14内，由于具有循环泵8，因此，导热腔14内的换热介质持续不断的被输出加热并会传输回导热腔14内，使导热腔14内的换热介质的温度始终处于目标温度。

由于内壳体13采用导热材料制成，因此导热腔14的温度通过内壳体13传递至内壳体13的内部，升高内壳体13内的温度，从而实现对内壳体13内的管束15的恒温控制。且内壳体13内仅设置有管束15，未设置换热介质，反应物料通过进料段1经过第一过滤段2后，经过分布器3均分至管束15内，并与管束15的内壁涂覆的催化剂反应，反应后经过第二过滤段5后进入出料段6。

需要说明的是，均属于反应器本体上的一部分，故并不对其外壳进行说明，进料段1、第一过滤段2、第二过滤段5和出料段6的外壳实际上为反应器本体的外壳。在一些实施例中，催化剂段4的外壳体12也属于反应器本体的外壳。

所述导热腔14内还设置有螺旋攀附在所述内壳体13的外侧壁上的螺纹导流片16。由于进水口10设置位置高于出水口11位置，故换热介质通过进水口10进入导热腔14后，在螺旋导流片的作用下，沿螺旋导流片的螺旋方向向下盘旋流动，延长了换热介质与内壳体13的外侧壁的接触时间，换热效果更好。

所述螺旋导流片沿其螺旋方向间隔设置有多个漏液孔17。所述漏液孔17的边缘与所述内壳体13的外侧壁接触。换热介质在螺旋导流片上流动时，一部分通过漏液孔17渗漏，另一部分继续沿螺旋导流片流动，使进水口10进入的温度较高的换热介质可一部分快速通过漏液孔17向下传递，避免在螺旋导流片上流动时间过长而导致靠近进水口10的温度明显高度靠近出水口11的温度，提升了内壳体13的外侧壁的均温性。

所述分布器3包括层叠设置的第一分布网片18和第二分布网片19。所述第一分布网片18设置在所述第二分布网片19的上方，第一分布网片18的网孔目数小于所述第二分布网片19的网孔目数。反应物料通过第一分布网片18和第二分布网片19的分布作用，均匀的进入管束15。

所述分布器3还包括挡片20，所述挡片20水平设置在所述第二分布网片19的下方，所述挡片20上均匀设置有用于所述多个管束15一一对应的穿过的通孔。挡片20的目的在于使从第二分布网片19渗漏的反应物料只进入管束15内，不会进入内壳体13中。

为了提升连接密封性，所述挡片20的所述通孔内嵌套有密封环，所述密封环密封套箍在所述管束15的外壁。密封环在管束15装配过程中，先提前套装在管束15的合适位置，再将管束15安装在内壳体13内，并使管束15的上端一部分穿出至挡片20的上端，优选为管束15的上端与挡片20的上端平齐。

所述第一过滤段2和第二过滤段5内分别填充有石英砂。

通过在反应器本体的催化剂段4设置内壳体13和外壳体12，以形成填充有换热介质的导热腔14，将管束15设置在内壳体13，使管束15与换热介质隔离，既可以保证反应温度，又可将管束15与换热介质分离，即使管束15泄漏，也不对反应产物造成影响。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，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。除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，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。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，其特征在于，包括反应器本体，所述反应器本体由上至下依次设置有进料段、第一过滤段、分布器、催化剂段、第二过滤段和出料段，所述催化剂段包括外壳体以及设置在外壳体内的内壳体，所述外壳体的内侧壁与所述内壳体的外侧壁之间保持间距形成有导热腔，所述导热腔内填充有换热介质；所述内壳体的侧壁为导热材料制成；所述催化剂段还包括多个管束，多个管束竖向分布在所述内壳体内，且管束的上端从内壳体的上端穿出至与分布器连通，管束的下端从内壳体的下端穿出至与第二过滤段连通；所述管束的内壁涂覆有催化剂；所述固定床反应器还包括换热介质恒温循环系统，与所述导热腔连通，用于调控所述导热腔内的换热介质的温度至目标温度。

2.如权利要求1所述的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，其特征在于，所述换热介质恒温循环系统包括：循环管路、设置在循环管路上的循环泵和恒温水浴箱；所述外壳体的外侧壁间隔设置有分别与所述导热腔连通的进水口和出水口，所述循环管路的两端与所述进水口和出水口一一对应连通。

3.如权利要求2所述的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，其特征在于，所述导热腔内还设置有螺旋攀附在所述内壳体的外侧壁上的螺纹导流片。

4.如权利要求3所述的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，其特征在于，所述螺纹导流片沿其螺旋方向间隔设置有多个漏液孔。

5.如权利要求4所述的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，其特征在于，所述漏液孔的边缘与所述内壳体的外侧壁接触。

6.如权利要求1所述的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，其特征在于，所述分布器包括层叠设置的第一分布网片和第二分布网片。

7.如权利要求6所述的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，其特征在于，所述第一分布网片设置在所述第二分布网片的上方，第一分布网片的网孔目数小于所述第二分布网片的网孔目数。

8.如权利要求7所述的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，其特征在于，所述分布器还包括挡片，所述挡片水平设置在所述第二分布网片的下方，所述挡片上均匀设置有用于所述多个管束一一对应的穿过的通孔。

9.如权利要求8所述的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，其特征在于，所述挡片的所述通孔内嵌套有密封环，所述密封环密封套箍在所述管束的外壁。

10.如权利要求1所述的用于生产三羟甲基氨基甲烷的多级列管式固定床反应器，其特征在于，所述第一过滤段和第二过滤段内分别填充有石英砂。

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