專利名稱：軸徑向低阻力合成反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種合成反應(yīng)器，尤其是帶有氣體徑向?qū)Я餮b置的軸徑 向低阻力合成反應(yīng)器，可用于合成甲醇等化工產(chǎn)品的場合。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外化工企業(yè)普遍采用的冷管型全軸向結(jié)構(gòu)的甲醇合成反應(yīng)器， 是通過冷管來傳遞合成反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量，從而減小反應(yīng)床層的徑向和軸向 溫差，但是，由于該種反應(yīng)器的塔徑較小、氣體流程較長，因此，這種反應(yīng) 器的壓差和阻力較大，生產(chǎn)過程中的動力消耗較高；此外，全軸向中小塔徑 反應(yīng)器的下部普遍設(shè)有換熱器，而換熱器的一部分熱量來自于回收出反應(yīng)床 層的高溫氣體，因而，降低了出塔氣的溫度，減少了出塔氣可回收的熱量； 同時還因換熱器的存在而減小了塔內(nèi)有效空間，減少了觸媒的裝填量，降低 了合成氣的產(chǎn)量。

實用新型內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種氣體流動時阻力小、 動力消耗低、可回收的熱量多、產(chǎn)量高、生產(chǎn)成本低的軸徑向低阻力合成反應(yīng)器。
為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案
一種軸徑向低阻力合成反應(yīng)器，包含小蓋板l、大蓋板2、筒體3、冷管
束4、支架5、觸媒支撐機構(gòu)IO、出氣口12和進氣口13，在支架5的下方設(shè) 有氣體徑向?qū)Я餮b置，所述的氣體徑向?qū)Я餮b置包含集氣器7、導(dǎo)流器8和分 氣器9;集氣器7是由上蓋板71、集氣筒72、下蓋板73組成的空腔，集氣筒 72上開有進氣孔721;導(dǎo)流器8是與集氣器7相互連通的空腔，導(dǎo)流器8中 的導(dǎo)流筒81上開有出氣孔811;分氣器9是環(huán)繞筒體3內(nèi)側(cè)的空腔，分氣器 9中的分流筒92上開有進氣孔921，分氣器9底部開有出氣孔931。作為上述技術(shù)方案的一個較好的實例，集氣筒72上的進氣孔721、導(dǎo)流 筒81上的出氣孔811、分流筒92上的進氣孔921的中心線與反應(yīng)器的徑向平行。
作為上述技術(shù)方案的另一個較好的實例，上蓋板71和下蓋板73呈錐形， 集氣筒72呈圓柱形，上蓋板71、下蓋板73與集氣筒72之間形成橄欖形的空腔。
作為上述技術(shù)方案的另一個較好的實例，觸媒支撐機構(gòu)10是由錐形板 101、圓筒體102、封頭103組成的喇叭狀的空腔；進氣口13和中心管11經(jīng) 圓管14連通。
作為上述技術(shù)方案的另一個較好的實例，冷管束4包含引氣管41、上分 氣管42、下行冷管43、上行冷管44和下分氣管45，上分氣管42與引氣管 41、下行冷管43連通，下分氣管45與下行冷管43、上行冷管44連通，所述 的上分氣管42和下分氣管45均是圓形直管。
作為上述技術(shù)方案的另一個較好的實例，在集氣器7的內(nèi)部還有環(huán)形冷 卻管6。
本實用新型的有益效果是，可以大幅度地降低合成反應(yīng)器的阻力，與全 軸向合成反應(yīng)器相比可以降低塔阻35%-45%;可以大幅度地降低了動力消耗， 節(jié)省能源；反應(yīng)熱回收率高，增加了副產(chǎn)蒸氣的產(chǎn)量；觸媒裝填系數(shù)增大， 提高了反應(yīng)器的生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本；還可以自動卸出觸媒，降低更換
觸媒時的勞動強度。


圖1是本發(fā)明中導(dǎo)流器、分氣器獨立設(shè)置的合成反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明中導(dǎo)流器獨立設(shè)置的合成反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明中導(dǎo)流器、分氣器與觸媒支撐機構(gòu)連結(jié)的合成反應(yīng)器的結(jié) 構(gòu)示意圖4是本發(fā)明中具有觸媒自卸機構(gòu)的合成反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

在圖l所示的實施例中，軸徑向合成反應(yīng)器包含小蓋板l、大蓋板2、筒 體3、冷管束4、支架5、環(huán)形冷卻管6、集氣器7、導(dǎo)流器8、分氣器9、觸 媒支撐機構(gòu)IO、出氣口12和進氣口13，還可以包含中心管ll。小蓋板l、 筒體3通過大蓋板2密閉分開，形成上部分為集氣室、下部分為反應(yīng)室。冷 管束4包含引氣管41、上分氣管42、下行冷管4'3、上行冷管44和下分氣管 45,上分氣管42與引氣管41、下行冷管43連通，下分氣管45與下行冷管 43、上行冷管44連通，上分氣管42、下分氣管45可以是圓形直管，也可以 是圓形環(huán)管；下行冷管43、上行冷管44可以用U型冷管替代。引氣管41通 過填料函與大蓋板2之間活動密封。冷管束4的下方設(shè)有支架5，用于支撐冷 管束4。支架5的下方設(shè)有氣體徑向?qū)Я餮b置，該導(dǎo)流裝置包含集氣器7、導(dǎo) 流器8和分氣器9;集氣器7是由上蓋板71、集氣筒72、下蓋板73組成的空 腔，優(yōu)選方式是上蓋板71和下蓋板73呈錐形，集氣筒72呈圓柱形，上蓋板 71、下蓋板73與集氣筒72之間形成橄欖形的空腔，以使氣體流動順暢，并 有利于觸媒裝卸；集氣筒72上開有徑向進氣孔721;在集氣器7的內(nèi)部還有 環(huán)形冷卻管6，從反應(yīng)器的頂部引入的冷激氣，經(jīng)過環(huán)形冷卻管6進入集氣器 7的空腔中，與從徑向進氣孔721進入到集氣器7的空腔中的反應(yīng)氣會合，來 調(diào)節(jié)集氣器7空腔中的反應(yīng)氣的溫度；導(dǎo)流器8是由導(dǎo)流筒81、底板82組成 的空腔，導(dǎo)流筒81上開有徑向出氣孔811;導(dǎo)流器8與集氣器7中的空腔相 互連通；當(dāng)反應(yīng)器中設(shè)有中心管ll時，集氣器7、導(dǎo)流器8可以套裝在中心 管ll上；分氣器9是由封板91、分流筒92、底板93組成的環(huán)繞筒體3內(nèi)側(cè) 的空腔，分流筒92上開有徑向進氣孔921,底板93上開有出氣孔931。集氣 筒72上的進氣孔721、導(dǎo)流筒81上的出氣孔811、分流筒92上的進氣孔921 的中心線與反應(yīng)器的徑向平行，以引導(dǎo)反應(yīng)氣徑向流動。觸媒支撐機構(gòu)10為 圓形板，與分流筒92的下端連接，用以支撐反應(yīng)室中的觸媒層。在反應(yīng)器的 下方設(shè)有出氣口 12和進氣口 13;當(dāng)反應(yīng)器不設(shè)中心管11時，進氣口 13也可 以設(shè)在反應(yīng)器的頂部。
原料氣從進氣口13進入到集氣室，經(jīng)引氣管41分流到上分氣管42，由 上分氣管42重新分配后經(jīng)下行冷管43向下流動，與管外的反應(yīng)熱進行換熱,并加熱原料氣；加熱后的原料氣經(jīng)下分氣管45分流后經(jīng)上行冷管44折流向 上，并與管外的反應(yīng)熱進一步換熱，并繼續(xù)加熱原料氣，以此移走合成反應(yīng) 中產(chǎn)生的熱量，并使原料氣得到預(yù)熱。當(dāng)上分氣管42、下分氣管45是圓形直 管時，由于下行冷管43、上行冷管44在反應(yīng)層中分布得更加均勻合理，使得 反應(yīng)層的同平面溫差更小，延長了觸媒的使用壽命。出上行冷管44后的原料 氣進入觸媒層在觸媒的催化作用下進行合成反應(yīng)。當(dāng)合成反應(yīng)氣離開冷管段 床層進入到設(shè)有氣體徑向?qū)Я餮b置的反應(yīng)層時，反應(yīng)氣由軸向流動改為徑向 流動，經(jīng)集氣筒72上的徑向進氣孔721進入到集氣器7的空腔中，在集氣器 7的空腔中由上而下流動。由于集氣器7和導(dǎo)流器8的空腔中不安裝觸媒，因 此，反應(yīng)氣十分流暢地進入到導(dǎo)流器8的空腔中，反應(yīng)氣經(jīng)導(dǎo)流筒81上的徑 向出氣孔811又進入到觸媒層中進行合成反應(yīng)，并經(jīng)分流筒92上的徑向進氣 孔921進入分氣器9中，由出氣孔931經(jīng)出氣口 12出反應(yīng)器。由于反應(yīng)氣在 氣體徑向?qū)Я餮b置的作用下，使反應(yīng)氣由單一的軸向流動改為軸徑向流動， 因此，可以大幅度地降低反應(yīng)層的軸向壓差，從而降低反應(yīng)器中氣體流動的 阻力。與全軸向合成反應(yīng)器相比，可以降低塔阻30%-45%,進而可以大權(quán)度地 降低循環(huán)機的動力消耗，節(jié)約電能。由于本反應(yīng)器中沒有設(shè)置換熱器，因此, 可以有效提高觸媒的裝填系數(shù)，提高反應(yīng)器的生產(chǎn)能力，降低單位產(chǎn)品的生 產(chǎn)成本。并且，可以提高出塔氣的溫度，通過廢鍋回收反應(yīng)熱，增加副產(chǎn)蒸 氣的產(chǎn)量。
在圖2所示的實施例中，與圖l不同的是，分氣器9是由封板91、分流 筒92與觸媒支撐機構(gòu)10之間組成的環(huán)繞筒體3內(nèi)側(cè)的空腔，觸媒支撐機構(gòu) 10為圓形板，在圓形板的外側(cè)開有出氣孔931。
在圖3所示的實施例中，與圖2不同的是，導(dǎo)流器8是由導(dǎo)流筒81與觸 媒支撐機構(gòu)10之間組成的空腔。
在圖4所示的實施例中，與圖1不同的是，觸媒支撐機構(gòu)10是由錐形板 101、週筒體102、封頭103組成的喇叭狀的空腔。當(dāng)反應(yīng)器工作時，該空腔 支撐觸媒層；當(dāng)需要檢修設(shè)備或更換觸媒時，通過打開封頭103使觸媒從反 應(yīng)器中自動卸出，以此降低更換觸媒時的勞動強度。進氣口13和中心管11 經(jīng)圓管14連通。原料氣經(jīng)進氣口 13進入，經(jīng)圓管14后進入中心管11。在聯(lián)醇系統(tǒng)中使用本反應(yīng)器，裝填C207甲醇催化劑4,0立方，入塔氣成 分(％)為H2 74. 0、 CO 3.8、 C02 0.4、 N2 20. 3、 CH4等1. 5,入塔氣壓力12.2Mpa, 入床層溫度215r,出塔氣壓力U.9Mpa，出塔氣溫度248-C，小時產(chǎn)醉1.6 噸，副產(chǎn)0,5Mpa蒸汽850公斤。
權(quán)利要求1、一種軸徑向低阻力合成反應(yīng)器，包含小蓋板(1)、大蓋板(2)、筒體(3)、冷管束(4)、支架(5)、觸媒支撐機構(gòu)(10)、出氣口(12)和進氣口(13)，其特征在于在支架(5)的下方設(shè)有氣體徑向?qū)Я餮b置，所述的氣體徑向?qū)Я餮b置包含集氣器(7)、導(dǎo)流器(8)和分氣器(9)；集氣器(7)是由上蓋板(71)、集氣筒(72)、下蓋板(73)組成的空腔，集氣筒(72)上開有進氣孔(721)；導(dǎo)流器(8)是與集氣器(7)相互連通的空腔，導(dǎo)流器(8)中的導(dǎo)流筒(81)上開有出氣孔(811)；分氣器(9)是環(huán)繞筒體(3)內(nèi)側(cè)的空腔，分氣器(9)中的分流筒(92)上開有進氣孔(921)，分氣器(9)底部開有出氣孔(931)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于集氣筒(72)上的進氣孔 (721)、導(dǎo)流筒(81)上的出氣孔(811)、分流筒(92)上的進氣孔(921的中心線與反應(yīng)器的徑向平行。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反^^器，其特征在于上蓋板(71)和下蓋板(73) 均呈錐形，集氣筒(72)呈畫柱形，上蓋板(71)、下蓋板(73)與集氣筒(72) 之間形成橄欖形的空腔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于觸媒支撐機構(gòu)(10)是由 錐形板(101)、圓筒體(102)、封頭(103)組成的喇叭狀的空腔；進氣口 (13) 和中心管(11)經(jīng)畫管(14)連通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的反應(yīng)器,其特征在于在集氣器(7) 的內(nèi)部還有環(huán)形冷卻管(6)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于冷管束(4)包含引氣管 (41)、上分氣管(42)、下行冷管(43)、上行冷管(44)和下分氣管(45),上分氣管(42)與引氣管(41)、下行冷管(43)連通，下分氣管(45)與下 行冷管(43)、上tf冷管(44)連通，所述的上分氣管(42)和下分氣管(45) 均是圓形直管。
專利摘要本實用新型公開了一種軸徑向低阻力合成反應(yīng)器，在本反應(yīng)器的下方設(shè)有由集氣器、導(dǎo)流器和分氣器組成的氣體徑向?qū)Я餮b置，可用于合成甲醇等化工產(chǎn)品的場合，具有阻力低、動力消耗少、產(chǎn)量高、生產(chǎn)成本低、使用方便，還可副產(chǎn)蒸氣等優(yōu)點。
文檔編號B01J8/02GK201135882SQ20072018453
公開日2008年10月22日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者沈建沖 申請人:沈建沖