專利名稱：一種自熱提溫型甲醛反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，屬于銀法甲醛生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，銀法甲醛生產(chǎn)反應(yīng)器，常見的有如下兩種結(jié)構(gòu)；第一種是反應(yīng)后的高溫氣體經(jīng)急冷換熱器降溫后直接進(jìn)入甲醛吸收塔或吸收脫醇塔；第二種是反應(yīng)后的高溫氣體經(jīng)急冷換熱器降溫，再與水或甲醇換熱后進(jìn)入甲醛吸收塔或吸收脫醇塔；以上兩種結(jié)構(gòu)均為三元或四元原料氣經(jīng)蒸汽加熱到100-120度進(jìn)入甲醛氧化器反應(yīng)室。存在問題是甲醇在反應(yīng)室觸媒層燃燒生成二氧化碳的副反應(yīng)較多，甲醛耗醇較高，與理論耗醇相差較遠(yuǎn)；甲醛反應(yīng)器觸媒層必須維持600-650°C的高溫才能保證甲醇氧化脫氫生成甲醛反應(yīng)的進(jìn)行；甲醇氧化生成甲醛反應(yīng)的放熱量只有甲醇燃燒生成二氧化碳反應(yīng)放熱量的21. 5%，甲醇脫氫生成甲醛的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；為了維持600-650°C的高溫，三元或四元原料氣中空氣必須適量過剩，甲醇在觸媒層與原料氣中的氧氣燃燒生成二氧化碳放熱的副反應(yīng)較多，維持觸媒層600-650°C的高溫30-50%的熱量需要甲醇燃燒生成二氧化碳的副反應(yīng)來提供；甲醇燃燒生成二氧化碳的副反應(yīng)占甲醇總反應(yīng)的6-10%，造成甲醛耗醇較高，實(shí)際耗醇比理論值高 10%-20% ；現(xiàn)有甲醛反應(yīng)器反應(yīng)室進(jìn)口原料氣采用0. 3-0. 4ΜΙ^飽和蒸汽加熱，因蒸汽的溫度只有140-150度，原料氣加熱后的溫度難以提高，同時(shí)又消耗了高品位的蒸汽，造成了能源的浪費(fèi)。為了解決甲醇燃燒生成二氧化碳副反應(yīng)較多，甲醛耗醇較高的問題，人們考慮了很多方案，有的用較為潔凈的尾氣或尾氣燃燒后的煙氣代替部分蒸汽來延長觸媒的壽命； 有的在原料氣的凈化過濾上做文章；有的采取降低觸媒層的反應(yīng)溫度的辦法減少副反應(yīng)， 但反應(yīng)溫度太低時(shí)，甲醛中未反應(yīng)的甲醇較多，只能設(shè)置脫醇塔回收未反應(yīng)的甲醇。上述方法對降低消耗不同程度的起到了一定作用，但都是較為被動(dòng)的辦法，醇耗及能耗降低的幅度較小，都不夠理想。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)簡單可靠，可以回收反應(yīng)氣自身的部分熱量來提高氧化器進(jìn)口原料氣的溫度，減少反應(yīng)器觸媒層維持高溫對甲醇燃燒生成二氧化碳放熱副反應(yīng)的依賴，進(jìn)而減少副反應(yīng)的比例，降低甲醛的醇耗，同時(shí)大幅度降低反應(yīng)器出口氣體的溫度，提高反應(yīng)器自身的熱回收效率，降低能耗。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，包含反應(yīng)室、急冷換熱器、自熱提溫?fù)Q熱器、原料氣進(jìn)口、原料氣出口、連接管道，反應(yīng)室的下方設(shè)置急冷換熱器和自熱提溫?fù)Q熱器，在自熱提溫?fù)Q熱器上設(shè)有原料氣進(jìn)口和原料氣出口，連接管道一端連接原料氣出口，另一端連接反應(yīng)室。所說的自熱提溫?fù)Q熱器設(shè)置在急冷換熱器的高溫反應(yīng)氣出口處，自熱提溫?fù)Q熱器內(nèi)的換熱元件連接原料氣進(jìn)口和原料氣出口 ；反應(yīng)室產(chǎn)生的高溫氣經(jīng)急冷換熱器降溫后進(jìn)入自熱提溫?fù)Q熱器，低溫原料氣通過自熱提溫?fù)Q熱器內(nèi)的換熱元件后，吸收反應(yīng)氣的熱量， 原料氣以較高溫度通過連接管道進(jìn)入反應(yīng)室；反應(yīng)氣與低溫原料氣換熱后再進(jìn)入甲醇(水) 換熱器或直接進(jìn)入吸收塔。本實(shí)用新型的自熱提溫?fù)Q熱器作用一是提高原料氣的溫度，二是進(jìn)一步降低反應(yīng)氣溫度。自熱提溫?fù)Q熱器的原料氣出口與反應(yīng)室通過一個(gè)或多個(gè)連接管道相連，在連接管道上設(shè)置有阻火器和蒸汽管備用接口等安全附件。本實(shí)用新型名稱為自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，是因?yàn)橥ㄟ^設(shè)置在急冷換熱器之后的自熱提溫?fù)Q熱器，將反應(yīng)氣自身的部分熱量回收到觸媒層用于維持觸媒層較高的溫度， 實(shí)現(xiàn)低溫?zé)崃肯蚋邷責(zé)崃康霓D(zhuǎn)移，降低觸媒層維持高溫對甲醇燃燒放熱副反應(yīng)的依賴，進(jìn)而降低甲醛的醇耗，同時(shí)提高反應(yīng)器的熱效率。所說的自熱提溫?fù)Q熱器結(jié)構(gòu)型式是任意的，可以是立式，也可以是臥式，自熱提溫?fù)Q熱器的換熱元件也是任意的，例如換熱管等。 本實(shí)用新型自熱提溫甲醛氧化器中，所說的自提溫?fù)Q熱器設(shè)置排污口、總反應(yīng)氣出口，原料氣為三元、四元均可；原料氣為過熱、飽和或少量帶液均可。本實(shí)用新型自熱提溫甲醛氧化器中所說的阻火器、蒸汽管備用接口是防止反應(yīng)室回火的安全附件。本實(shí)用新型的積極效果是針對現(xiàn)有甲醛氧化器副反應(yīng)較多、熱回收效率較低、醇耗較高的問題，將反應(yīng)氣的部分低位能熱量回收到反應(yīng)室觸媒層，降低觸媒層維持較高溫度對甲醇燃燒副反應(yīng)的依賴。甲醇燃燒生成二氧化碳的副反應(yīng)減少0. 5-1. 5% ；空氣消耗量降低1-3% ；熱回收效率提高5-10%。

附圖是本實(shí)用新型示意圖；圖中反應(yīng)室1、急冷換熱器2、自熱提溫?fù)Q熱器3、原料氣進(jìn)口 4、連接管道5、總反應(yīng)氣出口 6、急冷介質(zhì)進(jìn)口 7、急冷介質(zhì)出口 8、排污口 9、急冷換熱器排污口 10、阻火器11、 蒸汽備用接口 12、原料氣出口 13。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。參照附圖，一種自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，包含反應(yīng)室1、急冷換熱器2、自熱提溫?fù)Q熱器3、原料氣進(jìn)口 4、原料氣出口 13、連接管道5，反應(yīng)室的下方設(shè)置急冷換熱器和自熱提溫?fù)Q熱器，在自熱提溫?fù)Q熱器上設(shè)有原料氣進(jìn)口和原料氣出口，連接管道一端連接原料氣出口，另一端連接反應(yīng)室。自熱提溫?fù)Q熱器3設(shè)置在急冷換熱器2的高溫反應(yīng)氣出口處，自熱提溫?fù)Q熱器內(nèi)的換熱元件連接原料氣進(jìn)口 4和原料氣出口 13 ；在連接管道上設(shè)置有阻火器11和蒸汽管備用接口 12等安全附件。本實(shí)用新型自熱提溫?fù)Q熱器設(shè)置排污口 9、總反應(yīng)氣出口 6。在急冷換熱器2設(shè)有急冷介質(zhì)進(jìn)口 7、急冷介質(zhì)出口 8、急冷換熱器排污口 10。本實(shí)施例工藝過程溫度為68-80度的原料氣經(jīng)過自熱提溫?fù)Q熱器提溫到 130-250度；經(jīng)連接管道進(jìn)入反應(yīng)室觸媒層進(jìn)行氧化脫氫反應(yīng)生成甲醛，連接管道上設(shè)置阻火器防止回火，600-650度的高溫反應(yīng)氣經(jīng)過急冷換熱器溫度降到200-300度，再經(jīng)過自熱提溫?fù)Q熱器反應(yīng)氣溫度降到80-120度進(jìn)入甲醇(水)預(yù)熱器或直接進(jìn)入吸收塔。急冷換熱器反應(yīng)氣出口溫度以200-250度為宜，以保證急冷效果。反應(yīng)室進(jìn)口原料氣溫度提高后， 為了防止回火，在進(jìn)口管道上設(shè)置阻火器和蒸汽備用接口，以確保安全生產(chǎn)；蒸汽的加入可采用溫控的辦法自動(dòng)加入，如進(jìn)口管道可設(shè)定最高溫度為觀0-300度，超過最高溫度蒸汽加入閥門自動(dòng)打開，低于設(shè)定最高溫度蒸汽閥門自動(dòng)關(guān)閉。 本實(shí)用新型的工作原理是利用低溫原料氣將急冷換熱器出口反應(yīng)氣的顯熱較充分的回收到觸媒層，進(jìn)而減少觸媒層為了維持較高溫度對甲醇燃燒生成二氧化碳副反應(yīng)放出大量熱量的依賴；副反應(yīng)減少進(jìn)而減少二氧化碳排放量、反應(yīng)需要的空氣量降低、熱回收效率提高；實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排的目的。
權(quán)利要求1.一種自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，其特征在于包含反應(yīng)室(1)、急冷換熱器(2)、自熱提溫?fù)Q熱器(3)、原料氣進(jìn)口(4)、原料氣出口(13)、連接管道(5)，反應(yīng)室的下方設(shè)置急冷換熱器和自熱提溫?fù)Q熱器，在自熱提溫?fù)Q熱器上設(shè)有原料氣進(jìn)口和原料氣出口，連接管道一端連接原料氣出口，另一端連接反應(yīng)室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，其特征在于自熱提溫?fù)Q熱器(3)設(shè)置在急冷換熱器(2)的高溫反應(yīng)氣出口處，自熱提溫?fù)Q熱器內(nèi)的換熱元件連接原料氣進(jìn)口 (4)和原料氣出口(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，其特征在于在連接管道上設(shè)置有阻火器(11)和蒸汽管備用接口(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，其特征在于所說的自熱提溫?fù)Q熱器結(jié)構(gòu)型式可以是立式，也可以是臥式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，其特征在于自熱提溫?fù)Q熱器的原料氣出口與反應(yīng)室通過一個(gè)或多個(gè)連接管道相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自熱提溫型甲醛反應(yīng)器，屬于銀法甲醛生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是包含反應(yīng)室(1)、急冷換熱器(2)、自熱提溫?fù)Q熱器(3)、原料氣進(jìn)口(4)、原料氣出口(13)、連接管道(5)，反應(yīng)室的下方設(shè)置急冷換熱器和自熱提溫?fù)Q熱器，在自熱提溫?fù)Q熱器上設(shè)有原料氣進(jìn)口和原料氣出口，連接管道一端連接原料氣出口，另一端連接反應(yīng)室。本實(shí)用新型設(shè)置自熱提溫?fù)Q熱器將急冷換熱器出口反應(yīng)氣的熱量回收到反應(yīng)室觸媒層，減少維持觸媒層較高溫度對甲醇燃燒生成二氧化碳放熱副反應(yīng)的依賴；進(jìn)而減少副反應(yīng)的比例、降低甲醇消耗，提高熱回收效率，降低二氧化碳排放量；實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排的目的。
文檔編號(hào)C07C47/055GK201978726SQ201120046829
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者宋紅英, 景玉國, 肖躍進(jìn), 賈志學(xué) 申請人:文安縣天華密度板有限公司