專利名稱：部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種天然氣催化部分氧化制備合成氣的固定床徑向自熱反應(yīng)器，具體地說(shuō)，是部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器。
中國(guó)專利CN1246441A公開了一種由一臺(tái)自熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)器和一臺(tái)在反應(yīng)器入口出并聯(lián)相接而在自熱反應(yīng)器出口處串聯(lián)相接的熱交換反應(yīng)器，該裝置的主要缺點(diǎn)在于反應(yīng)放熱快，催化劑床層軸向反應(yīng)溫差大，氣相反應(yīng)物在催化劑床層分配通道阻力降過(guò)大，不能滿足大空速的要求，且需要較高的投資。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種阻力小。傳熱好，溫度分布均勻，轉(zhuǎn)化率高，結(jié)構(gòu)合理且成本低的部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的由原料氣入口1、原料氣入口2、氣體分布器3、反應(yīng)器4、催化劑擋板5、產(chǎn)品氣出口6組成，該裝置的頂部分別有原料氣入口1、原料氣入口2，底部有產(chǎn)品氣出口6，反應(yīng)器4上有氣體分布器3，反應(yīng)器4內(nèi)的底部有催化劑擋板5。
本實(shí)用新型還采用如下技術(shù)方案氣體分布器3上有孔道。
氣體分布器3上的孔道是一個(gè)以上。
氣體分布器3上的孔道呈均勻分布。
反應(yīng)器4內(nèi)部軸向中間有進(jìn)料管7進(jìn)料管7上有開孔。
進(jìn)料管7上的開孔為廣角開孔，數(shù)目為一個(gè)以上。
進(jìn)料管7上的廣角開孔呈螺旋式均勻分布。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于傳熱效果好，床溫易于控制且溫度均勻，無(wú)熱點(diǎn)存在，因而使得合成反應(yīng)能在接近化學(xué)平衡的最佳動(dòng)力學(xué)條件下進(jìn)行，得到高的原料轉(zhuǎn)化率；滿足了大空速的要求，從而降低了生產(chǎn)成本，得到了增產(chǎn)節(jié)能的效果；該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工制造。
附圖
為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述本裝置采用單層徑向固定床的結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)的固定床反應(yīng)器催化劑床層上部加一個(gè)孔道分布均勻的氣體分布器3，催化劑床層軸向中間插入一根在管壁上螺旋式均勻分布的廣角開孔的進(jìn)料管7，一股原料混合氣由氣體分布器3進(jìn)入反應(yīng)器4，沿催化床層軸向流動(dòng)，另一股原料氣有進(jìn)料管7的頂部進(jìn)入反應(yīng)器4，通過(guò)廣角開孔在催化床內(nèi)沿徑向流動(dòng)，由于氣體徑向流道短，氣相反應(yīng)物在分配通道中的阻力可大幅度降低，這樣，沿催化劑床層軸向進(jìn)料的原料氣與徑向進(jìn)料的原料氣在催化劑床層上均勻混合，天然氣、水蒸汽與氧充分接觸，減少了催化劑表面積碳現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)，達(dá)到了徑向進(jìn)料管內(nèi)外、催化劑床層軸向與徑向溫度均勻分布，解決了傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物料在催化劑床層入口處因氣相物料濃度過(guò)高造成的反應(yīng)溫度容易失控的問(wèn)題。
在一定壓力下，將經(jīng)過(guò)脫硫和預(yù)熱的天然氣與水蒸汽混合進(jìn)入原料氣入口2，通過(guò)氣體分布器3沿軸向進(jìn)入催化劑床層，空氣(富氧空氣、純氧)進(jìn)入由由合適耐溫和耐腐蝕材料制成的原料氣入口1，進(jìn)料管7上螺旋式均勻分布的廣角孔道徑向進(jìn)入催化劑床層，與軸向進(jìn)入床層的原料氣充分混合，在原料氣入口1和反應(yīng)器4的環(huán)形空間的小顆粒Ni基催化劑上進(jìn)行反應(yīng)，在還原階段，催化床的溫度由反應(yīng)器外電加熱器供給，在生產(chǎn)階段，可通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)物料的配比，使催化床的溫度由反應(yīng)器自熱來(lái)調(diào)節(jié)控制，所以催化劑能徹底還原，并能獲得更高的活性。原料氣在催化劑上充分反應(yīng)之后，沿著反應(yīng)器4的內(nèi)壁向下，通過(guò)催化劑擋板5回合成一股氣流，由產(chǎn)品氣出口6流出反應(yīng)器。
權(quán)利要求1.部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器，由原料氣入口(1)、原料氣入口(2)、氣體分布器(3)、反應(yīng)器(4)、催化劑擋板(5)、產(chǎn)品氣出口(6)組成，其特征在于該裝置的頂部分別有原料氣入口(1)、原料氣入口(2)，底部有產(chǎn)品氣出口(6)，反應(yīng)器(4)上有氣體分布器(3)，反應(yīng)器(4)內(nèi)的底部有催化劑擋板(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器，其特征在于氣體分布器(3)上有孔道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器，其特征在于氣體分布器(3)上的孔道是一個(gè)以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器，其特征在于氣體分布器(3)上的孔道呈均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器(4)內(nèi)部軸向中間有進(jìn)料管(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器，其特征在于進(jìn)料管(7)上有開孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器，其特征在于進(jìn)料管(7)上的開孔為廣角開孔，數(shù)目為一個(gè)以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器，其特征在于進(jìn)料管(7)上的廣角開孔呈螺旋式均勻分布。
專利摘要一種天然氣催化部分氧化制備合成氣的部分氧化制備合成氣的徑向反應(yīng)器,由原料氣入口1、原料氣入口2、氣體分布器3、反應(yīng)器4、催化劑擋板5、產(chǎn)品氣出口6組成,該裝置的頂部分別有原料氣入口1、原料氣入口2,底部有產(chǎn)品氣出口6,反應(yīng)器4上有氣體分布器3,反應(yīng)器4內(nèi)的底部有催化劑擋板5,傳熱效果好,床溫易于控制且溫度均勻,無(wú)熱點(diǎn)存在,因而使得合成反應(yīng)能在接近化學(xué)平衡的最佳動(dòng)力學(xué)條件下進(jìn)行,得到高的原料轉(zhuǎn)化率;滿足了大空速的要求,從而降低了生產(chǎn)成本,得到了增產(chǎn)節(jié)能的效果;該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易加工制造。
文檔編號(hào)C01B3/38GK2499385SQ0125989
公開日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2001年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月24日
發(fā)明者孔繁華, 徐顯明, 肖海成, 遲克彬, 郭繼寧, 張忠濤, 李影輝, 金香蘭, 徐艷, 萬(wàn)書寶 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司