本實(shí)用新型總的涉及一種化學(xué)反應(yīng)裝置，具體涉及一種乙炔制苯的蓄熱式管式反應(yīng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

苯、甲苯和二甲苯等輕質(zhì)芳烴作為最基本的化學(xué)工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于制取橡膠、纖維、塑料、染料等化工產(chǎn)品。芳烴早期主要從煤焦油中提取，由于產(chǎn)品純度低、工藝落后，同時伴隨現(xiàn)代煉油工藝的發(fā)展，現(xiàn)在芳烴主要來源于石油化工中的催化重整和烴類裂解。

近年來，隨著合成材料的快速發(fā)展和對其它精細(xì)化學(xué)品需求的日益增長，芳烴的需求量持續(xù)增加，但石油資源卻逐漸減少，因此利用無環(huán)的簡單分子，如甲烷、甲醇、乙炔等，使其發(fā)生芳構(gòu)化反應(yīng)直接轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒郊又档妮p質(zhì)芳烴，將會為芳烴生產(chǎn)開辟新的途徑。

現(xiàn)有技術(shù)采用乙炔環(huán)三聚的方法，將乙炔經(jīng)氮?dú)庀♂尯笏腿牍潭ù卜磻?yīng)器三聚制苯。但采用該種技術(shù)，乙炔易積碳而造成催化劑失活及設(shè)備堵塞。

也有些其他技術(shù)，比如將乙炔溶解于溶劑中，采用釜式反應(yīng)器制苯。但采用釜式反應(yīng)器制苯時返混嚴(yán)重且能量利用低。所謂返混是指連續(xù)流動的反應(yīng)器中不同停留時間的物料之間的混和。返混會造成不均勻的速度分布、改變反應(yīng)物的濃度分布、停留時間分布、形成空間上的反向流動，進(jìn)而影響到裝置的功效。

因此，為了改善現(xiàn)有制苯反應(yīng)系統(tǒng)的功效，克服現(xiàn)有反應(yīng)器返混等缺陷，需提出一種返混小、效率高的新的反應(yīng)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種乙炔制苯的蓄熱式管式反應(yīng)系統(tǒng)，主要解決現(xiàn)有技術(shù)在反應(yīng)時返混嚴(yán)重、能量利用不高的問題，需高熱值燃?xì)馓峁崃康娜毕?。本?shí)用新型的進(jìn)一步目的是解決反應(yīng)管容易堵塞的問題。

本實(shí)用新型提供了一種乙炔制苯的蓄熱式管式反應(yīng)系統(tǒng)，

所述蓄熱式加熱裝置包括左蓄熱室、爐膛、右蓄熱室、燒嘴和燃?xì)夤埽鲎笮顭崾液陀倚顭崾曳謩e通過燒嘴與所述爐膛的兩邊側(cè)壁連接；所述燒嘴連接有燃?xì)夤堋Ｈ細(xì)夤軒в虚_關(guān)閥以控制燃?xì)獾耐〝?。所述左蓄熱室和右蓄熱室又通過管道連接換向閥，換向閥又分別連接有空氣進(jìn)口和煙氣出口，用于在一種換向狀態(tài)時使得所述空氣進(jìn)口與所述左蓄熱室連通，同時使得煙氣出口與所述右蓄熱室連通；在另一種換向狀態(tài)時使得空氣進(jìn)口與右蓄熱室連通，同時使得煙氣出口與左蓄熱室連通。

反應(yīng)器爐膛內(nèi)還設(shè)置明火檢測器、溫度檢測器或壓力檢測器。在反應(yīng)時爐膛溫度≤1050℃，壓力可為-5KPaG至-20KPaG。

反應(yīng)器包括螺旋盤管或兩個及兩個以上直管組成，直管由支管串聯(lián)，直管可水平或垂直布置。

所述直管的兩端可拆卸，使得失活的催化劑更換極為方便，且容易清潔反應(yīng)管。如此就解決了反應(yīng)管容易堵塞的問題。

優(yōu)選地，所述支管的管徑小于等于所述直管的管徑。

在反應(yīng)管一端設(shè)有溶劑入口，用于反應(yīng)時輸入溶解了乙炔的溶劑。具體可通過在直管的一端口向爐膛外延伸連接一輸入管來實(shí)現(xiàn)。

在反應(yīng)管另一端設(shè)有溶劑出口，用于使反應(yīng)后的溶劑排出。具體也可通過在直管的一端口向爐膛外延伸連接一輸入管來實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)管在爐膛內(nèi)與高溫?zé)煔饨佑|，接觸面積大、其熱阻小、受熱均勻。

反應(yīng)時可在所述反應(yīng)管內(nèi)裝填催化劑，所述催化劑為具有規(guī)則孔道的整體催化劑和/或固體顆粒催化劑，這樣便于失效催化劑的更換。

反應(yīng)管內(nèi)壓力≤20MPa。

利用上述的系統(tǒng)，蓄熱室回收了高溫?zé)煔庵袩崃浚紵臒煔饨?jīng)過與蓄熱室的蓄熱體換熱后排煙溫度≤150℃，能量利用率高。

本實(shí)用新型利用蓄熱式燃燒可以利用低熱值燃?xì)?，不需高熱值燃?xì)?，?jīng)濟(jì)效益高；蓄熱室回收高溫?zé)煔庵袩崃?，煙氣排煙溫度?50℃，能量利用率高；反應(yīng)管在爐膛內(nèi)與高溫?zé)煔饨佑|，接觸面積大、熱阻小、熱效率高、溫度均勻。

尤為重要的是，本實(shí)用新型使得反應(yīng)氣體溶解在溶劑中再進(jìn)入管式反應(yīng)器，溶劑在管內(nèi)呈平推流，返混小且單程轉(zhuǎn)化率高，而且盤管內(nèi)壓力高有利于乙炔聚合，單臺設(shè)備生產(chǎn)能力大，總體投資低。

其次本實(shí)用新型的反應(yīng)管包括若干兩端可拆卸的直管，容易清潔反應(yīng)管，不易造成反應(yīng)管堵塞。而且本實(shí)用新型反應(yīng)管內(nèi)裝填固體整體催化劑或顆粒催化劑，使得失活的催化劑更換極為方便。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的蓄熱式管式反應(yīng)系統(tǒng)的縱向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本實(shí)用新型的方案以及其各個方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對本實(shí)用新型的限制。

本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)在反應(yīng)時返混嚴(yán)重、能量利用不高，需要高熱值燃?xì)馓峁崃康葐栴}。其次是解決反應(yīng)管容易堵塞的問題。

本實(shí)用新型提供的蓄熱式管式反應(yīng)系統(tǒng)，包括反應(yīng)器和蓄熱式加熱裝置。

所述蓄熱式加熱裝置包括左蓄熱室、爐膛、右蓄熱室、燒嘴和燃?xì)夤埽鲎笮顭崾液陀倚顭崾曳謩e通過燒嘴與所述爐膛的兩邊側(cè)壁連接；所述燒嘴連接有燃?xì)夤?。燃?xì)夤軒в虚_關(guān)閥以控制燃?xì)獾耐〝唷Ｋ鲎笮顭崾液陀倚顭崾矣滞ㄟ^管道連接換向閥，換向閥又分別連接有空氣進(jìn)口和煙氣出口，用于在一種換向狀態(tài)時使得所述空氣進(jìn)口與所述左蓄熱室連通，同時使得煙氣出口與所述右蓄熱室連通；在另一種換向狀態(tài)時使得空氣進(jìn)口與右蓄熱室連通，同時使得煙氣出口與左蓄熱室連通。

反應(yīng)器爐膛內(nèi)還設(shè)置明火檢測器、溫度檢測器或壓力檢測器。

反應(yīng)器包括螺旋盤管或兩個及兩個以上直管組成，直管由支管串聯(lián)。

所述直管的兩端可拆卸，使得失活的催化劑更換極為方便，且容易清潔反應(yīng)管。如此就解決了反應(yīng)管容易堵塞的問題。

優(yōu)選地，所述支管的管徑小于等于所述直管的管徑。

在反應(yīng)管一端設(shè)有溶劑入口，用于反應(yīng)時輸入溶解了反應(yīng)氣體的溶劑。具體可通過在直管的一端口向爐膛外延伸連接一輸入管來實(shí)現(xiàn)。

在反應(yīng)管另一端設(shè)有溶劑出口，用于使反應(yīng)后的溶劑排出。具體也可通過在直管的一端口向爐膛外延伸連接一輸入管來實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)管在爐膛內(nèi)與高溫?zé)煔饨佑|，接觸面積大、其熱阻小、受熱均勻。

反應(yīng)時可在所述反應(yīng)管內(nèi)裝填催化劑，所述催化劑為具有規(guī)則孔道的整體催化劑和/或固體顆粒催化劑，這樣便于失效催化劑的更換。

反應(yīng)管內(nèi)壓力≤20MPa。

在反應(yīng)時爐膛溫度≤1050℃，壓力可為-5KPaG至-20KPaG。

利用上述的系統(tǒng)，蓄熱室回收了高溫?zé)煔庵袩崃?，燃燒的煙氣?jīng)過與蓄熱室的蓄熱體換熱后排煙溫度≤150℃，能量利用率高。

本實(shí)用新型利用蓄熱式燃燒可以利用低熱值燃?xì)?，不需高熱值燃?xì)猓?jīng)濟(jì)效益高。尤為重要的是，本實(shí)用新型使得反應(yīng)氣體溶解在溶劑中再進(jìn)入管式反應(yīng)器，溶劑在管內(nèi)呈平推流，返混小且單程轉(zhuǎn)化率高，而且盤管內(nèi)壓力高有利于乙炔聚合，單臺設(shè)備生產(chǎn)能力大，總體投資低。

其次，本實(shí)用新型的反應(yīng)管包括若干兩端可拆卸的直管，容易清潔反應(yīng)管，不易造成反應(yīng)管堵塞。而且本實(shí)用新型反應(yīng)管內(nèi)裝填固體整體催化劑或顆粒催化劑，使得失活的催化劑更換極為方便。

實(shí)施例

如圖1所示，本實(shí)用新型提出的蓄熱式管式反應(yīng)系統(tǒng)，反應(yīng)器包括爐膛1、溫度檢測器13、壓力檢測器14、明火檢測器15。蓄熱式加熱裝置中，蓄熱室4、17通過燒嘴2與爐膛1連接，燒嘴還連接燃?xì)夤?，蓄熱室裝有蓄熱體5。爐膛1內(nèi)設(shè)有反應(yīng)管7，反應(yīng)管7設(shè)有溶劑進(jìn)口6及溶劑出口9，反應(yīng)管7有若干直管段組成，直管段兩端可以拆卸，便于裝填催化劑8，直管段通過支管12串聯(lián)連接。

下面簡要描述使用本實(shí)用新型提供的蓄熱式管式反應(yīng)系統(tǒng)制苯的過程。

將反應(yīng)管7兩端拆卸，裝填具有規(guī)則孔道的固體整體催化劑8，后將反應(yīng)管直管段封閉，并通過支管12串聯(lián)連接。將帶有催化劑的反應(yīng)管固定在爐膛1內(nèi)。溶有乙炔的溶劑從溶劑進(jìn)口6進(jìn)入反應(yīng)管7，經(jīng)反應(yīng)后的溶劑從溶劑出口9流出，通過控制溶劑流量可以方便地調(diào)節(jié)停留時間。

在前半個換向周期內(nèi)，空氣經(jīng)過換向閥16進(jìn)入右蓄熱室4，空氣與蓄熱體5換熱后得到高溫空氣，高溫空氣與來自燃?xì)夤?的燃?xì)庠跓?燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c反應(yīng)管7換熱，再進(jìn)入左蓄熱室17，高溫?zé)煔馀c左蓄熱室17中的蓄熱體換熱后，溫度≤150℃，經(jīng)過換向閥16從煙氣出口11排出。

在后半個換向周期，空氣經(jīng)過換向閥16進(jìn)入左蓄熱室17，空氣與蓄熱體5換熱后得到高溫空氣，高溫空氣與來自燃?xì)夤?的燃?xì)庠跓?燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c反應(yīng)管7換熱，再進(jìn)入右蓄熱室4，高溫?zé)煔馀c右蓄熱室4中的蓄熱體換熱后，溫度≤150℃，經(jīng)過換向閥16從煙氣出口11排出。爐膛壓力為-5KPaG至-20KPaG，爐膛溫度≤1050℃。

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。