低碳混合醇合成器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤化工設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種低碳混合醇合成器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，原油供應(yīng)日趨緊張，而原油的替代燃料甲醇在使用性能上有很多不足，C2+低碳醇可直接替代石油、煤等傳統(tǒng)能源，也可直接加入到汽油中，替代汽油，并增強(qiáng)汽油的理化性能，從而增長發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。而且C2+低碳醇的熱值燃燒值高于生物乙醇，在目前油價(jià)日漸上漲的階段，c2+低碳醇的前景巨大。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，甲醇燃料的生產(chǎn)技術(shù)雖然較為成熟，但它作為車用燃料卻存在重要缺陷。
[0004](I)甲醇燃料與汽油的混溶性較差，相分離嚴(yán)重。
[0005](2)甲醇燃料對金屬、橡膠、合成塑料等材料有腐蝕作用。
[0006](3)甲醇燃料與現(xiàn)行的車用燃料系統(tǒng)不相匹配。
[0007]尤其是最后一點(diǎn)，其是普及應(yīng)用甲醇燃料的主要障礙。而C2+低碳醇則不存在上述問題。
[0008]因此，開發(fā)替代甲醇的燃料，例如高附加值的C2+低碳醇的技術(shù)日益引起人們的關(guān)注，C2+低碳醇技術(shù)有望成為降低人們對石油的依賴程度，實(shí)現(xiàn)合成氣高效轉(zhuǎn)化，以及潔凈利用煤炭資源的主要途徑之一。
[0009]而現(xiàn)有技術(shù)中合成低碳混合醇的關(guān)鍵設(shè)備低碳混合醇合成器的合成效率不高，且合成工作的穩(wěn)定性不好成為低碳混合醇燃料發(fā)展的瓶頸之一。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種低碳混合醇合成器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中低碳混合醇合成低碳混合醇的合成效率不高，合成工作的穩(wěn)定性差的問題。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種低碳混合醇合成器，包括:殼體，具有原料氣入口與合成氣出口，且殼體的上部開設(shè)有蒸汽出口 ；多個(gè)觸媒反應(yīng)管，安裝在殼體的內(nèi)腔中，多個(gè)觸媒反應(yīng)管內(nèi)裝填有催化觸媒，多個(gè)觸媒反應(yīng)管的入氣口與原料氣入口連通，多個(gè)觸媒反應(yīng)管的出氣口與合成氣出口連通；冷卻介質(zhì)輸送裝置，冷卻介質(zhì)輸送裝置具有進(jìn)口和出口，出口與殼體的內(nèi)腔連通，以冷卻各觸媒反應(yīng)管。
[0012]進(jìn)一步地，原料氣入口設(shè)置在殼體的頂部，合成氣出口設(shè)置在殼體的底部，冷卻介質(zhì)輸送裝置的出口連通至殼體的下部。
[0013]進(jìn)一步地，低碳混合醇合成器還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的原料氣分布結(jié)構(gòu)，原料氣分布結(jié)構(gòu)位于原料氣入口與觸媒反應(yīng)管之間，觸媒反應(yīng)管的入氣口與原料氣分布結(jié)構(gòu)連通。
[0014]進(jìn)一步地，原料氣分布結(jié)構(gòu)包括第一承載板和均布在第一承載板上的第一氧化瓷球?qū)樱谝怀休d板上開設(shè)有多個(gè)第一通孔，多個(gè)觸媒反應(yīng)管的入氣口的一端一一對應(yīng)地穿設(shè)在多個(gè)第一通孔內(nèi)。
[0015]進(jìn)一步地，第一氧化瓷球?qū)又械牟糠盅趸汕蚺c觸媒反應(yīng)管內(nèi)的催化觸媒的上端相互接觸。
[0016]進(jìn)一步地，低碳混合醇合成器還包括多個(gè)連接桿和間隔設(shè)置在多個(gè)連接桿上多個(gè)的固定板，各連接桿的一端固定連接在第一承載板上，各觸媒反應(yīng)管穿設(shè)在多個(gè)固定板上，各固定板與殼體的內(nèi)壁之間具有間隙。
[0017]進(jìn)一步地，低碳混合醇合成器還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的合成氣收集結(jié)構(gòu)，合成氣收集結(jié)構(gòu)位于觸媒反應(yīng)管與合成氣出口之間，觸媒反應(yīng)管的出氣口與合成氣收集結(jié)構(gòu)連通。
[0018]進(jìn)一步地，合成氣收集結(jié)構(gòu)包括:拱形支撐件，蓋設(shè)在合成氣出口上；第二氧化瓷球?qū)樱佋O(shè)在拱形支撐件上，第二氧化瓷球?qū)又械牟糠盅趸汕蚺c觸媒反應(yīng)管內(nèi)的催化觸媒的下端相互接觸；第二承載板，壓緊設(shè)置在第二氧化瓷球?qū)由?，第二承載板上開設(shè)有多個(gè)第二通孔，多個(gè)觸媒反應(yīng)管的出氣口的一端一一對應(yīng)地穿設(shè)在多個(gè)第二通孔內(nèi)，且冷卻介質(zhì)輸送裝置的出口位于第二承載板的上方。
[0019]進(jìn)一步地，低碳混合醇合成器還包括測溫裝置，測溫裝置延伸進(jìn)相應(yīng)的觸媒反應(yīng)管內(nèi)。
[0020]進(jìn)一步地，殼體上還開設(shè)有第一人孔和第二人孔，第一人孔開設(shè)在殼體的頂部上，第二人孔開設(shè)在殼體的側(cè)壁上。
[0021]進(jìn)一步地，冷卻介質(zhì)輸送裝置還具有循環(huán)入口，蒸汽出口輸出的蒸汽被冷凝后形成的冷凝液輸送至循環(huán)入口。
[0022]進(jìn)一步地，低碳混合醇合成器還包括設(shè)置在殼體上的保溫層。
[0023]應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，該低碳混合醇合成器的殼體上具有原料氣入口、合成氣出口和蒸汽出口，其中，多個(gè)裝填有催化觸媒的觸媒反應(yīng)管安裝在殼體的內(nèi)腔中，用于向殼體的內(nèi)腔輸送冷卻介質(zhì)以冷卻觸媒反應(yīng)管的冷卻介質(zhì)輸送裝置，其中冷卻介質(zhì)輸送裝置的出口與殼體的內(nèi)腔連通。冷卻介質(zhì)輸送裝置向低碳混合醇合成器內(nèi)輸送冷卻介質(zhì)，以將合成器內(nèi)過多的熱量帶走，冷卻介質(zhì)通過換熱被加熱形成蒸汽，然后蒸汽從蒸汽出口輸出而將多余的熱量帶走，從而保證了合成器內(nèi)的溫度處于最佳的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，保證了低碳混合醇的合成效率和合成工作的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0024]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0025]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的低碳混合醇合成器的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2示出了圖1的低碳混合醇合成器的實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3示出了圖1的A-A結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0029]10、殼體；11、原料氣入口；
[0030]12、合成氣出口；13、蒸汽出口；
[0031]20、觸媒反應(yīng)管；30、冷卻介質(zhì)輸送裝置；
[0032]31、進(jìn)口；32、出口；
[0033]40、原料氣分布結(jié)構(gòu)；41、第一承載板；
[0034]42、第一氧化瓷球?qū)樱?1、連接桿；
[0035]82、固定板；50、合成氣收集結(jié)構(gòu)；
[0036]51、拱形支撐件；52、第二氧化瓷球?qū)樱?br>[0037]53、第二承載板；60、測溫裝置；
[0038]71、第一人孔；72、第二人孔；
[0039]14、卸料口；33、循環(huán)入口。
【具體實(shí)施方式】
[0040]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0041]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種低碳混合醇合成器。該低碳混合醇合成器包括:殼體10、多個(gè)觸媒反應(yīng)管20和冷卻介質(zhì)輸送裝置30，在本實(shí)施例中，殼體10具有原料氣入口 11與合成氣出口 12，殼體10的上部開設(shè)有蒸汽出口 13，多個(gè)觸媒反應(yīng)管20安裝在殼體10的內(nèi)腔中，多個(gè)觸媒反應(yīng)管20內(nèi)裝填有催化觸媒，多個(gè)觸媒反應(yīng)管20的入氣口與原料氣入口 11連通，多個(gè)觸媒反應(yīng)管20的出氣口與合成氣出口 12連通，冷卻介質(zhì)輸送裝置30具有進(jìn)口 31和出口 32，出口 32與殼體10的內(nèi)腔連通，以冷卻各觸媒反應(yīng)管20。進(jìn)一步地，原料氣入口 11設(shè)置在殼體10的頂部，合成氣出口 12設(shè)置在殼體10的底部，且冷卻介質(zhì)輸送裝置30的出口 32連通至殼體10的下部。
[0042]本實(shí)施例的冷卻介質(zhì)可以是冷卻水，也可以是工廠管線中輸出的鍋爐給水。
[0043]該低碳混合醇合成器的殼體上具有原料氣入口、合成氣出口和蒸汽出口，其中，多個(gè)裝填有催化觸媒的觸媒反應(yīng)管安裝在殼體的內(nèi)腔中，用于向殼體的內(nèi)腔輸送冷卻介質(zhì)以冷卻觸媒反應(yīng)管的冷卻介質(zhì)輸送裝置，其中冷卻介質(zhì)輸送裝置的出口與殼體的內(nèi)腔連通。冷卻介質(zhì)輸送裝置向低碳混合醇合成器內(nèi)輸送冷卻介質(zhì)，以將合成器內(nèi)過多的熱量帶走，冷卻介質(zhì)通過換熱被加熱形成蒸汽，然后蒸汽從蒸汽出口輸出而將多余的熱量帶走，從而保證了合成器內(nèi)的溫度處于最佳的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，保證了低碳混合醇的合成效率和合成工作的穩(wěn)定性。
[0044]原料氣從殼體10上部輸入觸媒反應(yīng)管20內(nèi)反應(yīng)生成低碳混合醇，然后氣相低碳混合醇從位于殼體10下部的合成氣出口輸出，而冷卻介質(zhì)從連通至殼體10下部的冷卻介質(zhì)輸送裝置30的出口 32進(jìn)入殼體10的內(nèi)腔中，對觸媒反應(yīng)管20右下至上的順序冷卻。這樣，冷卻介質(zhì)對觸媒反應(yīng)管20的冷卻效果更好。
[0045]如圖3所示，本實(shí)施例的冷卻介質(zhì)輸送裝置30是環(huán)管上均布輸水管的結(jié)構(gòu)，環(huán)管為主輸水管，其固定連接在殼體10的外側(cè)；均布的六個(gè)輸水管均勻地將冷卻介質(zhì)輸送進(jìn)合成器的內(nèi)部。如此，合成器的截面進(jìn)水均勻，同一水平截面的溫差小，從而提高了催化觸媒的使用壽命。
[0046]該低碳混合醇合成器的靠近殼體10側(cè)壁的部分反應(yīng)區(qū)域由于輻射散失的熱量較多，造成該部分區(qū)域的溫度會(huì)比合成器的中間區(qū)域的溫度低。為了保證合成器內(nèi)所有的反應(yīng)區(qū)域的溫度都保持在最佳的同一反應(yīng)溫度區(qū)間內(nèi)，因此低碳混合醇合成器還包括設(shè)置在殼體10上的保溫層，從而利用保溫層減少合成器因輻射散失的熱量。
[0047]在本實(shí)施例中，低碳混合醇合成器還包括設(shè)置在殼體10內(nèi)的原料氣分布結(jié)構(gòu)40，原料氣分布結(jié)構(gòu)40位于原料氣入口 11與觸媒反應(yīng)管20之間，觸媒反應(yīng)管20的入氣口與原料氣分布結(jié)構(gòu)40連通。原料氣從原料氣入口 11進(jìn)入殼體10內(nèi)，原料氣是分布不均勻的，又由于多個(gè)觸媒反應(yīng)管20的入氣口分布在殼體10的內(nèi)腔中，因而原料氣無法直接均勻地進(jìn)入各個(gè)觸媒反應(yīng)管20與裝填在觸媒反應(yīng)管20內(nèi)的催化觸媒接觸而反應(yīng)。因此，原料氣進(jìn)入殼體10的內(nèi)腔后，再流經(jīng)原料氣分布結(jié)構(gòu)40后進(jìn)入各觸媒反應(yīng)管20內(nèi)。此時(shí)，原料氣被原料氣分布結(jié)構(gòu)40均勻地分配到各個(gè)觸媒反應(yīng)管20內(nèi)。從而使每個(gè)觸媒反應(yīng)管20內(nèi)的催化觸媒都能夠進(jìn)行充分的催化作用，提高催化觸媒的利用率，保證低碳混合醇的合成效率。
[0048]具體地，如圖1所示，原料氣分布結(jié)構(gòu)40包括第一承載板41和均布在第一承載板41上的第一氧化瓷球?qū)?2，第一承載板41上開設(shè)有多個(gè)第一通孔，多個(gè)觸媒反應(yīng)管20的入氣口的一端一一對應(yīng)地穿設(shè)在多個(gè)第一通孔內(nèi)；進(jìn)一步地，第一氧化瓷球?qū)?2中的部分氧化瓷球與觸媒反應(yīng)管20內(nèi)的催化觸媒的上端相互接觸。原料氣進(jìn)入殼體10的內(nèi)腔后，儲(chǔ)存在第一氧化瓷球?qū)?2與殼體10之間形成的儲(chǔ)存空間中，然后原料氣經(jīng)過第一氧化瓷球?qū)?2均勻地向觸媒反應(yīng)管20輸送。第一氧化瓷球?qū)?2還可以保護(hù)觸媒反應(yīng)管20內(nèi)的催化觸媒，防止原料氣中夾帶的雜質(zhì)污染催化觸媒而影響合成器內(nèi)低碳混合醇的合成效果。
[0049]本實(shí)施例提供的