專利名稱：對變換反應原料進行凈化處理的凈化反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于一氧化碳變換系統(tǒng)中對原料氣進行凈化處理的反應器，具體地講，本實用新型涉及一種對一氧化碳變換系統(tǒng)中原料氣進行凈化處理的、能使氣體沿徑向方向擴散的凈化反應器結構。
在中國廣大的中小氮肥裝置中，由于采用具有中國特色的造氣工藝，所產(chǎn)生的原料氣(半水煤氣)中一般含有0．2～0．5％的氧，有的含量甚至高達0．8％。目前的變換工藝大多采用中變串低變或全低變工藝，即變換的第一段采用Fe-Cr系中變催化劑或采用鈷鉬系低變催化劑。對于Fe-Cr系中變催化劑，半水煤氣中較高的氧含量會造成變換床層較高的溫升，一般當水煤氣中氧含量達0．5％時，可造成變換床層約50℃的溫升，氧含量達1％時可帶來約100℃的溫升。Fe-Cr系催化劑大多為打片成型，床層溫度的大幅波動或超溫，易使催化劑粉化結塊，造成催化劑活性下降，床層阻力迅速增加，生產(chǎn)維持困難。對于Co-Mo系低變催化劑，由于催化劑中含有鉀，在半水煤氣中氧的作用下易形成K2SO4，導致催化劑快速失活，極端的情況下7天就造成了整爐催化劑的報廢。
現(xiàn)行技術中一般是在飽和塔前加一干氣凈化器，使得半水煤氣中的氧在進入變換工段之前脫掉，或者在Co-Mo系低變催化劑床層的上面添加一層凈化劑，來凈化半水煤氣，脫掉其中的氧。但凈化原料氣所用的凈化反應器結構為軸向反應器結構，即原料氣進入凈化反應器凈化床層后，主要沿反應器的軸向方向移動，其結果是凈化床層的阻力降較大。為了減小凈化床的阻力降，需要采用顆粒較大的凈化劑，而凈化劑顆粒較大會降低原料氣中氧的轉化率，從而影響下游的變換催化劑的性能。
本實用新型的目的就是提供一種可以使氣體沿徑向方向擴散的凈化反應器結構，從而降低凈化劑床層阻力，使得凈化反應器內可以裝填顆粒較小的凈化劑，提高原料氣中氧的轉化率。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型中所發(fā)明的凈化反應器除包括原料氣體進料口5、出料口6以及凈化反應器外殼3外，還包括導引氣體用的、在管壁上分布有小孔的軸向氣體分布管1和內裝凈化劑用的凈化劑床筐2。原料氣體從進料口5進入凈化反應器后，在內裝凈化劑的凈化劑床筐2內沿徑向方向擴散，凈化處理之后的氣體流向出料口6，然后進入下游設備。
其中軸向氣體分布管1的作用是沿凈化反應器軸向方向導引反應氣體，該軸氣體分布管打有小孔，小孔的形狀任意，小孔的分布也無特別限制，只要利于氣體通過即可；軸向氣體分布管1可以與凈化反應器的進料口5直接相連，如圖2所示，也可以與凈化反應器的進料口5不直接相連，如


圖1和圖3所示；另外，軸向氣體分布管1可以與凈化反應器的出料口6直接相連，如圖3所示，也可以與凈化反應器的出料口6不直接相連，如
圖1和圖2所示；但軸向氣體分布管1不能同時與凈化反應器的進料口5和出料口6直接相連。
凈化劑床筐2是本實用新型凈化反應器的關鍵部件之一，其主要作用是內裝凈化劑，并使氣體沿徑向方向擴散，或者將原料氣體徑向擴散到軸向氣體分布管1，如
圖1和圖3所示，或者把從軸向氣體分布管1出來的反應氣體沿徑向方向擴散到反應器外殼3，如圖2所示。
凈化劑床筐2可以由內外兩個圓柱壁組成，每個圓柱壁上分布有供氣體擴散用的小孔，凈化劑置于兩個圓柱壁之間。凈化劑床筐2的內柱壁可以由軸向氣體分布管1的管壁充當，也可以另外專設一層內柱壁；凈化劑床筐2的內柱壁和外柱壁之間可以直接裝填凈化劑顆粒，也可以將凈化劑顆粒置于篩網(wǎng)內，再裝填于凈化劑床筐2的內柱壁和外柱壁之間；甚至對于小型的凈化反應器，可以直接用篩網(wǎng)充當凈化劑床筐2的內柱壁和外柱壁。
凈化反應器內部還可以包含一種用于限制氣體流動方向用的內隔板4，如
圖1和圖2所示。這種內隔板不是必需的，如圖3所示的結構就沒有采用內隔板。
由于在本實用新型的凈化反應器內，氣體可以沿徑向方向擴散，因而可以顯著解決床層壓降過大問題。計算表明，對于高度與直徑相同的徑向床反應器，如果軸向氣體分布管半徑較小，并為徑向反應器半徑的1／17，與高度與半徑比例為4的軸向固定床反應器相比，壓力降可減少16倍。同時，由于本實用新型的凈化反應器使得床層阻力大大下降，因而可以使用小顆粒的凈化劑，這就提高了原料半水煤氣中氧的轉化率。
以下結合附圖所示的具體實施方案來進一步說明本發(fā)明。
圖1是一種軸向氣體分布管1與進料口5不直接相連的凈化反應器結構。
圖2是一種軸向氣體分布管1與進料口5直接相連的凈化反應器結構。
圖3是一種無內隔板4的凈化反應器結構。
圖中1為軸向氣體分布管，2為催化劑床筐，3為反應器外殼，4為內隔板，5為進料口，6為出料口，7為凈化劑裝料口，8為凈化劑卸料口。
在
圖1所示的方案中，軸向氣體分布管1與進料口5不直接相連，原料氣體從進料口進入凈化反應器后，由于受內隔板4的限制，不能直接通達出料口6，被迫在凈化劑床筐2中作徑向擴散，進入到軸向氣體分布管1中，然后才能到達出料口6。
圖2是本實用新型的另一種具體實施方案，在該方案中軸向氣體分布管1與進料口5直接相連，原料氣體直接進入到軸向氣體分布管1中，然后進入到凈化劑床筐2中作徑向擴散運動，到達凈化劑床筐2與外殼3之間的空間，由于受內隔板4的限制，凈化處理后的氣體只能通過出料口6流出凈化反應器。
在圖3所示的方案中，軸向氣體分布管1雖然不與進料口5直接相連，但卻與出料口6直接相連，而且不需要內隔板4。
上述幾種實施方式只是本實用新型的一些具體結構，但本實用新型的發(fā)明范圍不僅僅限于這些實施例，只要包含本實用新型所述的軸向氣體分布管和凈化劑床筐結構，就屬于本實用新型的發(fā)明范圍。另外，本實用新型所述的凈化反應器結構不僅可以用于凈化處理變換反應的原料氣體，而且可以應用于許多氣固兩相催化反應，只要其采用本實用新型所述的凈化反應器結構，也屬于本實用新型的發(fā)明范圍。
權利要求1．一種用于凈化處理變換反應中原料氣體的凈化反應器結構，包括原料氣體的進料口5、出料口6以及反應器的外殼3，其特征在于反應器內部還包含導引氣體用的、管壁上分布有小孔的軸向氣體分布管1和內裝凈化劑用的凈化劑床筐2。
2．權利要求1所述的凈化反應器結構，其特征在于凈化反應器內部的軸向氣體分布管1不同時直接與氣體的進料口5和出料口6相連。
3．權利要求1所述的凈化反應器結構，其特征在于凈化反應器內部的軸向氣體分布管1直接與原料氣體的進料口5相連。
4．權利要求1所述的凈化反應器結構，其特征在于凈化反應器內部的軸向氣體分布管1直接與氣體的出料口6相連。
5．權利要求2到4之一所述的凈化反應器結構，其特征在于凈化反應器內裝填凈化劑用的凈化劑床筐2包含內、外兩個圓柱壁，每個圓柱壁上分布有通氣用的小孔。
6．權利要求5所述的凈化反應器結構，其特征在于凈化反應器的內部還可以包含用于限制氣體流動方向用的內隔板4。
專利摘要本實用新型涉及一種用于凈化處理變換反應中原料氣體的凈化反應器結構,它除了包括原料氣體的進料口5、出料口6以及反應器的外殼3,還包括導引氣體用的、管壁上分布有小孔的軸向氣體分布管1和內裝凈化劑用的凈化劑床筐2,其中軸向氣體分布管1不能同時直接與氣體的進料口5和出料口6相連,凈化劑床筐2包含內、外兩個圓柱壁,每個圓柱壁上分布有通氣用的小孔。其優(yōu)點是氣體在反應器內部徑向擴散,降低了床層阻力。
文檔編號B01J8/02GK2430212SQ0021509
公開日2001年5月16日 申請日期2000年6月12日 優(yōu)先權日2000年6月12日
發(fā)明者周紅軍, 馮兵, 王冬梅, 張文明, 張獻軍 申請人:中國石化集團齊魯石油化工公司