甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，包括甲醇蒸發(fā)器、反應(yīng)器本體、壓縮機(jī)、氣體換熱器及氣液分離器。甲醇蒸發(fā)器通過(guò)管道連接于反應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體通過(guò)管道連接于氣體換熱器的進(jìn)口，氣體換熱器的出口通過(guò)管道連接于氣液分離器的進(jìn)口，氣液分離器的出口通過(guò)管道連接于壓縮機(jī)的進(jìn)口，壓縮機(jī)的出口連接于甲醇蒸發(fā)器。反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有換熱單元，換熱單元為熱管式換熱器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低成本，回收熱能，采用小功率的壓縮機(jī)便可將反應(yīng)器本體中的熱量帶出，節(jié)省電能，延長(zhǎng)了壓縮機(jī)的使用壽命。
【專利說(shuō)明】甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工反應(yīng)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在甲醇制備芳烴過(guò)程中，原料甲醇經(jīng)預(yù)熱、汽化后加熱至170?300°C后進(jìn)入脫水反應(yīng)器中，然后進(jìn)入330?450°C的轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中。高溫的反應(yīng)器首先用采用原料甲醇冷卻(即是通過(guò)氣體換熱器及壓縮機(jī)等進(jìn)行循環(huán)冷卻)，然后經(jīng)過(guò)其它可以回收熱能的設(shè)備，最終通過(guò)循環(huán)水或空氣進(jìn)行冷凝。
[0003]但是，在甲醇制混合芳烴的反應(yīng)器中，原料甲醇完全轉(zhuǎn)化的反應(yīng)熱高達(dá)1.6MJ/Kg。傳統(tǒng)的反應(yīng)器通過(guò)循環(huán)氣將熱量帶出，增加了壓縮機(jī)的工作量，需較大功率的壓縮機(jī)才能達(dá)到降低反應(yīng)器溫度的效果，亦使大部分熱量成為無(wú)法回收的廢熱。此外，有些反應(yīng)器為流化床或管式反應(yīng)器，而流化床或管式反應(yīng)器將大幅增加成本，且技術(shù)難度極大、不易量化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的問(wèn)題，提供一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，該反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低成本，回收熱能，延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命。
[0005]一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，包括甲醇蒸發(fā)器、反應(yīng)器本體、壓縮機(jī)、氣體換熱器及氣液分離器，所述甲醇蒸發(fā)器通過(guò)管道連接于所述反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體的出口通過(guò)管道連接于所述氣體換熱器的第一進(jìn)口，所述氣體換熱器的第一出口通過(guò)管道連接于所述氣液分離器的進(jìn)口，所述氣液分離器的出口通過(guò)管道與所述氣體換熱器的第二進(jìn)口連通，所述氣體換熱器的第二出口通過(guò)管道與所述反應(yīng)器本體的進(jìn)氣口連通；
[0006]所述反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有換熱單元，所述換熱單元為熱管式換熱器；所述熱管式換熱器連接有甲醇預(yù)熱器和閃蒸器。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱管式換熱器具有兩層結(jié)構(gòu)，所述兩層結(jié)構(gòu)包括內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層為進(jìn)液層，所述外層為保溫層，所述進(jìn)液層與保溫層構(gòu)成一容置腔體，所述容置腔體用于容置原料甲醇。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱管式換熱器上設(shè)有螺旋狀熱管，所述螺旋狀熱管用于加熱所述進(jìn)液層及容置腔體內(nèi)的原料甲醇。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱管式換熱器為一個(gè)或多個(gè)。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括翅片，多個(gè)所述翅片均勻分布于所述熱管式換熱器的表面。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述反應(yīng)器本體的側(cè)部設(shè)有一進(jìn)口及一出口，所述進(jìn)口通過(guò)管道連接于所述甲醇預(yù)熱器；所述出口通過(guò)管道連接于所述閃蒸器。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述甲醇預(yù)熱器通過(guò)管道連接于所述進(jìn)液層，所述閃蒸器通過(guò)管道連接于所述保溫層。
[0013]上述一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，所述反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有熱管式換熱器，通過(guò)熱管式換熱器回收反應(yīng)本體內(nèi)部分熱能，降低循環(huán)氣量，降低了壓縮機(jī)的工作量。采用小功率的壓縮機(jī)便可將反應(yīng)器本體中的熱量帶出，節(jié)省電能，降低了成本，延長(zhǎng)了壓縮機(jī)的使用壽命。
[0014]所述熱管式換熱器的進(jìn)液層與甲醇預(yù)熱器連通，原料甲醇預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)本體的熱管式換熱器中，吸收反應(yīng)器的部分熱量后部分汽化并通過(guò)管道進(jìn)入閃蒸器中，降低了通過(guò)壓縮機(jī)的循環(huán)氣量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為一實(shí)施例的甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]以下是本發(fā)明零部件符號(hào)標(biāo)記說(shuō)明:
[0017]甲醇蒸發(fā)器10、反應(yīng)器本體20、壓縮機(jī)30、氣體換熱器40、氣液分離器50、甲醇預(yù)熱器60、閃蒸器70、換熱單元80、進(jìn)液層81、保溫層82、翅片83。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，解析本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神，藉由以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的詳述得到進(jìn)一步的了解。
[0019]如圖1所示，其為一實(shí)施例的甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:甲醇蒸發(fā)器10、反應(yīng)器本體20、壓縮機(jī)30、氣體換熱器40及氣液分離器50。甲醇蒸發(fā)器10通過(guò)管道連接于反應(yīng)器本體20的進(jìn)氣口，反應(yīng)器本體20的出氣口通過(guò)管道連接于氣體換熱器40的第一進(jìn)口，氣體換熱器40的第一出口通過(guò)管道連接于氣液分離器50的進(jìn)口，氣液分離器50的出口通過(guò)管道連接于壓縮機(jī)30的進(jìn)口，壓縮機(jī)30的出口通過(guò)管道與氣體換熱器40的第二進(jìn)口連通，氣體換熱器40的第二出口通過(guò)管道與反應(yīng)器本體20的進(jìn)氣口連通。本實(shí)施例中，氣體換熱器40的第一進(jìn)口與其第一出口對(duì)應(yīng)連接，使得從氣體換熱器40的第一進(jìn)口輸入的氣體經(jīng)過(guò)氣體換熱器40的處理后由氣體換熱器40的第一出口輸出。同理，氣體換熱器40的第二進(jìn)口與其第二出口對(duì)應(yīng)連接，使得從氣體換熱器40的第二進(jìn)口輸入的氣體經(jīng)過(guò)氣體換熱器40的處理后由氣體換熱器40的第二出口輸出。
[0020]原料甲醇經(jīng)過(guò)甲醇蒸發(fā)器10進(jìn)入所述反應(yīng)器本體20中，再?gòu)姆磻?yīng)器本體20底部的出氣口進(jìn)入所述氣體換熱器40中進(jìn)行熱量交換，然后從氣體換熱器40中進(jìn)入所述氣液分離器50中，最后進(jìn)入所述壓縮機(jī)30中進(jìn)行壓縮冷卻，壓縮冷卻后的甲醇再次通過(guò)氣體換熱器40后進(jìn)入反應(yīng)器本體20，通過(guò)甲醇?xì)怏w的循環(huán)將反應(yīng)器本體20中的熱量部分帶出。
[0021]該反應(yīng)器本體20內(nèi)設(shè)有換熱單元80。本實(shí)施例中，該換熱單元80為熱管式換熱器，換熱單元80的數(shù)量可根據(jù)需要設(shè)置。
[0022]換熱單元80包括位于內(nèi)層的進(jìn)液層81和位于外層的保溫層82，進(jìn)液層81用于輸入原料甲醇經(jīng)過(guò)甲醇蒸發(fā)器10處理后轉(zhuǎn)化成的甲醇?xì)怏w，保溫層82用于隔絕與反應(yīng)器本體20之間的熱量傳遞，避免過(guò)度吸熱造成反應(yīng)器本體20內(nèi)的溫度過(guò)低。進(jìn)液層81與保溫層82構(gòu)成容置腔體，該容置腔體用于收容原料甲醇經(jīng)過(guò)甲醇蒸發(fā)器10處理后轉(zhuǎn)化成的甲醇?xì)怏w。[0023]更優(yōu)的，所述熱管式換熱器上還設(shè)有螺旋狀熱管(圖未示)，螺旋狀熱管用于加熱進(jìn)液層81，使得將螺旋狀熱管發(fā)出的熱量傳遞給容置腔體(圖未標(biāo))內(nèi)的甲醇?xì)怏w。所述熱管式換熱器的表面均勻分布有多個(gè)翅片83，翅片83起到散熱作用。其中所述熱管式換熱器的尺寸以及其表面的翅片83的個(gè)數(shù)可根據(jù)反應(yīng)器本體20內(nèi)的發(fā)熱量的多少進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，避免過(guò)度散熱造成反應(yīng)器內(nèi)溫度過(guò)低。
[0024]熱管式換熱器連接有甲醇預(yù)熱器60和閃蒸器70。甲醇預(yù)熱器60通過(guò)管道連接于所述進(jìn)液層81，閃蒸器70通過(guò)管道連接于所述保溫層82。
[0025]反應(yīng)器本體20的側(cè)部設(shè)有一進(jìn)口及一出口。所述進(jìn)口通過(guò)管道連接于所述甲醇預(yù)熱器60 ;所述出口通過(guò)管道連接于所述閃蒸器70。
[0026]原料甲醇經(jīng)過(guò)甲醇預(yù)熱器60進(jìn)入熱管式換熱器內(nèi)的的進(jìn)液層81中，并通過(guò)螺旋狀熱管進(jìn)行加熱后進(jìn)入所述容置腔體中，然后吸收反應(yīng)熱后部分汽化后進(jìn)入所述閃蒸器70中，通過(guò)此循環(huán)吸收反應(yīng)器本體20內(nèi)的部分熱能，降低壓縮機(jī)30的工作量。
[0027]在使用本發(fā)明時(shí)，原料甲醇分開(kāi)兩部分別從所述甲醇蒸發(fā)器10進(jìn)入所述反應(yīng)器本體20中及從所述甲醇預(yù)熱器60中進(jìn)入反應(yīng)器本體20中的熱管式換熱器中。一部分原料甲醇經(jīng)甲醇蒸發(fā)器10進(jìn)入所述反應(yīng)器本體20中，從反應(yīng)器本體20底部的出口進(jìn)入所述氣體換熱器40中并進(jìn)行熱量交換，再?gòu)臍怏w換熱器40中進(jìn)入所述氣液分離器50中，然后進(jìn)入所述壓縮機(jī)30中進(jìn)行壓縮，壓縮后的甲醇再次通過(guò)氣體換熱器40后進(jìn)入反應(yīng)器本體20，通過(guò)循環(huán)氣將反應(yīng)器本體20中的熱量部分帶出。同時(shí)，另一部分原料甲醇經(jīng)過(guò)甲醇預(yù)熱器60進(jìn)入熱管式換熱器內(nèi)的的進(jìn)液層81中，并通過(guò)螺旋狀熱管進(jìn)行加熱后進(jìn)入容置腔體中，然后吸收反應(yīng)熱后部分汽化后進(jìn)入所述閃蒸器70中，通過(guò)此循環(huán)吸收反應(yīng)器本體20內(nèi)的部分熱能，降低壓縮機(jī)30的工作量。
[0028]綜上所述，上述一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，所述反應(yīng)器本體20內(nèi)設(shè)有熱管式換熱器，通過(guò)熱管式換熱器回收反應(yīng)本體內(nèi)部分熱能，降低循環(huán)氣量，降低了壓縮機(jī)30的工作量。采用小功率的壓縮機(jī)30便可將反應(yīng)器本體20中的熱量帶出，節(jié)省電能，降低了成本，延長(zhǎng)了壓縮機(jī)30的使用壽命。
[0029]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，其特征在于，包括甲醇蒸發(fā)器、反應(yīng)器本體、壓縮機(jī)、氣體換熱器及氣液分離器，所述甲醇蒸發(fā)器通過(guò)管道連接于所述反應(yīng)器本體的進(jìn)氣口，所述反應(yīng)器本體的出口通過(guò)管道連接于所述氣體換熱器的第一進(jìn)口，所述氣體換熱器的第一出口通過(guò)管道連接于所述氣液分離器的進(jìn)口，所述氣液分離器的出口通過(guò)管道連接于所述壓縮機(jī)的進(jìn)口，所述壓縮機(jī)的出口通過(guò)管道與所述氣體換熱器的第二進(jìn)口連通，所述氣體換熱器的第二出口通過(guò)管道與所述反應(yīng)器本體的進(jìn)氣口連通； 所述反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有換熱單元，所述換熱單元為熱管式換熱器；所述熱管式換熱器連接有甲醇預(yù)熱器和閃蒸器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述熱管式換熱器具有兩層結(jié)構(gòu)，所述兩層結(jié)構(gòu)包括內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層為進(jìn)液層，所述外層為保溫層，所述進(jìn)液層與保溫層構(gòu)成一容置腔體，所述容置腔體用于容置原料甲醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述熱管式換熱器上設(shè)有螺旋狀熱管，所述螺旋狀熱管用于加熱所述進(jìn)液層及容置腔體內(nèi)的原料甲醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述熱管式換熱器為一個(gè)或多個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，其特征在于，還包括翅片，多個(gè)所述翅片均勻分布于所述熱管式換熱器的表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器本體的側(cè)部設(shè)有一進(jìn)口及一出口，所述進(jìn)口通過(guò)管道連接于所述甲醇預(yù)熱器；所述出口通過(guò)管道連接于所述閃蒸器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種甲醇制備混合芳烴的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述甲醇預(yù)熱器通過(guò)管道連接于所述進(jìn)液層，所述閃蒸器通過(guò)管道連接于所述保溫層。
【文檔編號(hào)】B01J19/00GK103877920SQ201410145810
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】丁立基, 梁國(guó)華 申請(qǐng)人:東莞市九豐化工有限公司