一種用于px生產(chǎn)的多段式絕熱固定床反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種固定床反應(yīng)器，尤其是一種用于PX生產(chǎn)的多段式絕熱固定床反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]采用甲苯甲醇生產(chǎn)PX工藝可以選用間歇反應(yīng)器和連續(xù)反應(yīng)器，在連續(xù)反應(yīng)器中主要有流化床、鼓泡流化床和固定床，流化床雖然可以增加固相和氣相之間的接觸面積，傳熱面積以及具有傳質(zhì)效率快等特點(diǎn)，但是由于催化劑顆粒的劇烈運(yùn)動(dòng)，造成催化劑固體顆粒與流體的嚴(yán)重返混，導(dǎo)致生成的反應(yīng)物濃度降低，轉(zhuǎn)化率下降，催化劑顆粒的劇烈運(yùn)動(dòng)使得催化劑容易破碎，增加了催化的損耗，同時(shí)催化劑還會(huì)和反應(yīng)器器璧發(fā)生劇烈碰撞，易造成設(shè)備與管道的損壞和腐蝕，增大設(shè)備的損耗，固定床中催化劑顆粒固定不動(dòng)，返混少，反應(yīng)物的平均濃度高，反應(yīng)速率較快，可以克服上述流化床的缺點(diǎn);現(xiàn)在甲苯甲醇生產(chǎn)PX都是采用的固定床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器的催化劑顆粒傳熱性能較差，使得反應(yīng)器中散熱是一個(gè)棘手的問(wèn)題，散熱成本高，并且反應(yīng)放出的熱量沒(méi)有得到有效的利用，再加上甲醇甲苯反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，使得一段式固定床反應(yīng)器中的溫度不斷的升高，使得固定床反應(yīng)器內(nèi)部的溫度會(huì)不斷升高，反應(yīng)器內(nèi)散熱效果不好，使得催化劑很容易失活，副產(chǎn)物增多，并且催化劑的損耗增大，甲苯甲醇的轉(zhuǎn)化率低，得到PX的濃度也較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種用于PX生產(chǎn)的多段式絕熱固定床反應(yīng)器，解決了甲苯甲醇生產(chǎn)PX的固定床反應(yīng)器散熱效果不好，反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)放出的熱量被浪費(fèi)、熱量得不到有效的利用、催化劑損耗大、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低和反應(yīng)物的濃度低的技術(shù)問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:用于PX生產(chǎn)的多段式絕熱固定床反應(yīng)器，包括基礎(chǔ)構(gòu)件、裙座和反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體安裝在裙座上，所述裙座安裝在基礎(chǔ)構(gòu)件上，所述反應(yīng)器本體的頂部連接有上封頭，所述反應(yīng)器本體的底部連接有下封頭，所述上封頭上設(shè)有主進(jìn)料口，所述下封頭上設(shè)有出料口 ；所述反應(yīng)器本體的上部到下部依次設(shè)有第一反應(yīng)區(qū)間、第二反應(yīng)區(qū)間、第三反應(yīng)區(qū)間和第四反應(yīng)區(qū)間；所述第一反應(yīng)區(qū)間和主進(jìn)料口之間設(shè)有第一段固定床層，所述第二反應(yīng)區(qū)間與第一反應(yīng)區(qū)間之間設(shè)有第二段固定床層，所述第三反應(yīng)區(qū)間與第二反應(yīng)區(qū)間之間設(shè)有第三段固定床層，所述第四反應(yīng)區(qū)間與第三反應(yīng)區(qū)間之間設(shè)有第四段固定床層，每段固定床層中填充有吸附有催化劑的瓷球;所述主進(jìn)料口與第一段固定床層之間設(shè)有第一氣體分布器，所述第一反應(yīng)區(qū)間與第二段固定床層之間的側(cè)壁上設(shè)有第一冷物流進(jìn)口，所述在第一反應(yīng)區(qū)間月第二段固定床層之間并與第一冷物流進(jìn)口所在的同一水平位置處安裝有第二氣體分布器，且第二氣體分布器的進(jìn)氣口與第一冷物流進(jìn)口連接;所述第二反應(yīng)區(qū)間與第三段固定床層之間的側(cè)壁上設(shè)有第二冷物流進(jìn)口，在第二反應(yīng)區(qū)間與第三段固定床層之間并與第二冷物流進(jìn)口所在的同一水平位置處安裝有第三氣體分布器，且第三氣體分布器的進(jìn)氣口與第二冷物流進(jìn)口連接;所述第三反應(yīng)區(qū)間和第四反應(yīng)區(qū)間之間設(shè)有折流板，所述折流板和第三反應(yīng)區(qū)間之間的側(cè)壁上設(shè)有換熱管出口，所述折流板和第四反應(yīng)區(qū)間之間的側(cè)壁上設(shè)有換熱管進(jìn)口。
[0005]優(yōu)選地，所述第一反應(yīng)區(qū)間與第二氣體分布器之間、第二反應(yīng)區(qū)間與第三氣體分布器之間、第三反應(yīng)區(qū)間與折流板之間分別設(shè)有篩管分布器。
[0006]優(yōu)選地，所述每個(gè)反應(yīng)區(qū)間的側(cè)壁上至少安裝有一個(gè)溫度計(jì)。
[0007]優(yōu)選地，所述每個(gè)反應(yīng)區(qū)間之間的側(cè)壁上設(shè)有人孔。
[0008]優(yōu)選地，所述裙座的左右側(cè)壁上分別安裝有排氣孔和裙座檢查口。
[0009]優(yōu)選地，所述第二反應(yīng)區(qū)間和第三反應(yīng)區(qū)間之間的側(cè)壁上設(shè)有壓力檢測(cè)口。
[0010]優(yōu)選地，所述瓷球?yàn)榈琛?br>[0011 ]優(yōu)選地，所述下封頭上設(shè)有取樣管。
[0012]優(yōu)選地，所述出料口處設(shè)有鼠籠式氣體收集器。
[0013]本實(shí)用新型通過(guò)將甲苯和甲醇預(yù)熱到445°C變成氣體，從主進(jìn)料口進(jìn)入到反應(yīng)器本體中，甲苯甲醇?xì)怏w通過(guò)第一氣體分布器均勻的進(jìn)入到第一反應(yīng)區(qū)間，甲苯甲醇?xì)怏w和第一段固定床層中吸附有催化劑的瓷球接觸反應(yīng)，反應(yīng)完畢后的氣體進(jìn)入到篩管分布器中均勻分布，從第一冷物流進(jìn)口再通入冷物流，進(jìn)入的冷物流和在第一反應(yīng)區(qū)間反應(yīng)后的溫度為550°C的氣體在第二氣體分布器中混和、換熱，再均勾分布后，氣體都處于450°C后，再與第二固定床層中吸附有催化劑的瓷球接觸反應(yīng)，在第二反應(yīng)區(qū)間反應(yīng)后的氣體再與從第二冷物流進(jìn)口進(jìn)入的冷物流在第三氣體分布器中混合、換熱、再均勻分布之后，氣體都處于450°C后，再與第三固定床層中吸附有催化劑的瓷球接觸反應(yīng)，由于第三反應(yīng)區(qū)間反應(yīng)后氣體的溫度為490°C相比第一反應(yīng)區(qū)間和第二反應(yīng)區(qū)間出口的氣體溫度要低很多，因此不能再直接通入冷物流，會(huì)導(dǎo)致甲苯甲醇?xì)怏w混合后達(dá)不到反應(yīng)的溫度，從而導(dǎo)致反應(yīng)不會(huì)發(fā)生；因此將第三反應(yīng)區(qū)間出口的氣體通過(guò)換熱管出口流出到反應(yīng)器本體外的換熱器中換熱，將通過(guò)的原料與反應(yīng)后的氣體進(jìn)行換熱，使得反應(yīng)氣體在進(jìn)入第四反應(yīng)區(qū)間之前氣體的溫度高于反應(yīng)溫度；原料可以通過(guò)換熱進(jìn)行預(yù)熱，而換熱后的反應(yīng)氣體就進(jìn)入到反應(yīng)器本體中，在第四反應(yīng)區(qū)間發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)完畢之后，從出料口中排出。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]①本實(shí)用新型采用四段式的固定床反應(yīng)器，設(shè)置4個(gè)催化劑固定床層，使得反應(yīng)物能夠與催化劑充分接觸，使得反應(yīng)更加充分，這樣反應(yīng)器中不會(huì)發(fā)生返混的情況，在保證完全反應(yīng)的情況下，使得催化劑的損耗小。
[0016]②本實(shí)用新型中在第一反應(yīng)區(qū)間和第二反應(yīng)區(qū)間、第二反應(yīng)區(qū)間和第三反應(yīng)區(qū)間之間通入冷物流，能夠與在第一反應(yīng)區(qū)間和第二反應(yīng)區(qū)間發(fā)生放熱反應(yīng)后溫度升高的反應(yīng)氣體進(jìn)行混合、換熱，使得冷物流達(dá)到反應(yīng)的溫度，而溫度升高的反應(yīng)氣體的溫度降低，這樣使得發(fā)生放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱量得到了有效的利用，防止了熱量的浪費(fèi)，并且減少了反應(yīng)器本體中的散熱成本，并且還防止了溫度升高的反應(yīng)氣體使催化劑失活，增加了催化劑的使用壽命，減少了催化劑了損耗，降低了生產(chǎn)成本。
[0017]③本實(shí)用新型中第三反應(yīng)區(qū)間反應(yīng)后的氣體升溫的溫度相比第一反應(yīng)區(qū)間和第二反應(yīng)區(qū)間要低一些，因此不能直接通入冷物流，因此將第三反應(yīng)區(qū)間反應(yīng)后氣體接入到外部的換熱器中與反應(yīng)原料進(jìn)行換熱，能夠?qū)⒎磻?yīng)原料進(jìn)行預(yù)熱，有效的利用的熱量，保證了反應(yīng)正常的進(jìn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]參考附圖1，本實(shí)用新型包括:包括基礎(chǔ)構(gòu)件1、裙座2和反應(yīng)器本體3，反應(yīng)器本體3安裝在裙座2上，裙座2安裝在基礎(chǔ)構(gòu)件I上，反應(yīng)器本體3的頂部連接有上封頭4，反應(yīng)器本體3的底部連接有下封頭5，上封頭4上設(shè)有主進(jìn)料口 6，下封頭5上設(shè)有出料口 7;反應(yīng)器本體3的上部到下部依次設(shè)有第一反應(yīng)區(qū)間8、第二反應(yīng)區(qū)間9、第三反應(yīng)區(qū)間10和第四反應(yīng)區(qū)間11;第一反應(yīng)區(qū)間8和主進(jìn)料口 6之間設(shè)有第一段固定床層12，第