一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種化工合成反應(yīng)器，具體涉及一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前常用的化工合成反應(yīng)器主要有以下幾種:
[0003]①管式反應(yīng)器。由長徑比較大的空管或填充管構(gòu)成，可用于實現(xiàn)氣相反應(yīng)和液相反應(yīng)。
[0004]②釜式反應(yīng)器。由長徑比較小的圓筒形容器構(gòu)成，常裝有機械攪拌或氣流攪拌裝置，可用于液相單相反應(yīng)過程和液液相、氣液相、氣液固相等多相反應(yīng)過程。用于氣液相反應(yīng)過程的稱為鼓泡攪拌釜(見鼓泡反應(yīng)器)；用于氣液固相反應(yīng)過程的稱為攪拌釜式漿態(tài)反應(yīng)器。
[0005]③有固體顆粒床層的反應(yīng)器。氣體或(和)液體通過固定的或運動的固體顆粒床層以實現(xiàn)多相反應(yīng)過程，包括固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、移動床反應(yīng)器、涓流床反應(yīng)器等。
[0006]④塔式反應(yīng)器。用于實現(xiàn)氣液相或液液相反應(yīng)過程的塔式設(shè)備，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等)。
[0007]⑤噴射反應(yīng)器。利用噴射器進行混合，實現(xiàn)氣相或液相單相反應(yīng)過程和氣液相、液液相等多相反應(yīng)過程的設(shè)備。
[0008]⑥其他多種非典型反應(yīng)器。如回轉(zhuǎn)窯、曝氣池等。
[0009]其中，釜式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、移動床反應(yīng)器等四種反應(yīng)器適合氣、液、固相任何組成反應(yīng)。氣、氣相混合反應(yīng)一般采用固定床列管式反應(yīng)器。目前合成反應(yīng)器技術(shù)各有優(yōu)缺點:第一是節(jié)能技術(shù)及環(huán)保安全措施有待進一步改進;第二是合成反應(yīng)器介質(zhì)走向有待進一步優(yōu)化，以利于整體提高生產(chǎn)工藝技術(shù)和運轉(zhuǎn)效率。
[0010]中國專利CN204638162U公開了一種乙醇繞管合成反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體、原料混合氣進氣管、合成器出口管、開工電加熱器，所述原料混合氣進氣管位于反應(yīng)器本體的上側(cè)，合成氣出氣管位于反應(yīng)器本體的下側(cè)，原料混合氣進氣管上端連接開工加熱器，在反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置有換熱繞管，換熱繞管的冷源進口位于反應(yīng)器本體下側(cè)，其冷源出口位于反應(yīng)器上側(cè)，所述冷源出口連接有反應(yīng)器配套廢鍋。該專利產(chǎn)品實現(xiàn)了對反應(yīng)產(chǎn)生熱量的回收，回收蒸汽可供生產(chǎn)系統(tǒng)使用;并保證了床層的反應(yīng)溫度，提供了系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性，減少了自控的投入。但是，上述合成反應(yīng)器在生產(chǎn)過程中需要不斷補充冷卻水作為冷媒，電耗高，而且，廢鍋長時間運行后需要排污處理，非常麻煩。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器，該合成反應(yīng)器利用自身反應(yīng)熱對原料混合氣進行加熱，無需水冷。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0013]—種絕熱乙醇合成反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體的底部連接原料混合氣進氣管，在反應(yīng)器本體的下部設(shè)置合成氣出氣管，原料混合氣進氣管與合成氣出氣管分別與原料混合氣預(yù)熱器的管程和殼程相連通；
[0014]所述反應(yīng)器本體內(nèi)部設(shè)置有換熱管，換熱管包括呈圓環(huán)形布置的若干豎直換熱列管，換熱列管的上下兩端分別連通至換熱上環(huán)管、換熱下環(huán)管，所述換熱下環(huán)管與原料混合氣進氣管相連通，換熱上環(huán)管的上部設(shè)置用于氣體流出的出口 ；
[0015]在反應(yīng)器本體的頂部還設(shè)置有還原進氣管，還原進氣管是原料混合氣進氣管的一根分支管道，在還原進氣管上還設(shè)置有開工電加熱器。
[0016]本實用新型的進一步改進在于:所述原料混合氣進氣管位于反應(yīng)器本體底部的中心處;所述還原進氣管位于反應(yīng)器本體頂部的中心處。
[0017]本實用新型的進一步改進在于:所述合成氣出氣管為兩根，相對設(shè)置在反應(yīng)器本體下部的兩側(cè)。
[0018]本實用新型的進一步改進在于:所述原料混合氣進氣管通過位于反應(yīng)器本體內(nèi)部的聯(lián)箱與換熱下環(huán)管相連通。
[0019]本實用新型的進一步改進在于:所述若干換熱列管所圍成的圓柱形區(qū)域內(nèi)盛裝有反應(yīng)催化劑。
[0020]本實用新型的有益效果是:
[0021]本實用新型提供了一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器，通過乙醇合成氣對原料混合氣進行預(yù)熱，并通過熱傳導(dǎo)作用利用反應(yīng)熱將原料混合氣加熱至催化溫度，對熱量利用率高，無需再進行電加熱，顯著降低了生產(chǎn)能耗，降低了生產(chǎn)成本;另外，催化反應(yīng)放熱與原料混合氣加熱形成穩(wěn)態(tài)體系，催化溫度穩(wěn)定，有利于催化乙醇工藝的穩(wěn)定運行。
[0022]本實用新型避免了傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器所需要的二級水冷，一方面節(jié)省了水冷消耗，進一步降低成本，另一方面也減少了排污處理的麻煩，外拍污水少，對環(huán)境污染很小，符合清潔生產(chǎn)的要求。
[0023]本實用新型采用單級氣冷方式回收熱量，操作控制方便，大大降低了自控系統(tǒng)的投資。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型合成反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]其中，1、反應(yīng)器本體，2、原料混合氣進氣管，3、合成氣出氣管，4、換熱列管，5、換熱上環(huán)管，6、換熱下環(huán)管，7、還原進氣管，8、原料混合氣預(yù)熱器，9、聯(lián)箱，10、開工電加熱器。
【具體實施方式】
[0026]下面通過具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明，但實施例不是本實用新型保護??圍的限制。
[0027]一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器，如圖1所示，包括反應(yīng)器本體1、原料混合氣進氣管2、合成氣出氣管3、還原進氣管7。
[0028]所述原料混合氣進氣管2經(jīng)原料混合氣預(yù)熱器8、連通至反應(yīng)器本體I底部中心處。原料氫氣和醋酸氣通過原料混合氣進氣管2由底部進入反應(yīng)器本體I。
[0029]所述合成氣出氣管3設(shè)置于反應(yīng)器本體I的下部，用于催化反應(yīng)后的乙醇合成氣的流出。在本實施例中，合成氣出氣管3為兩根，分別設(shè)置在反應(yīng)器本體I下部的相對兩側(cè)，可以均勻?qū)С鲆掖己铣蓺狻：铣蓺獬鰵夤?的另一端經(jīng)原料混合氣預(yù)熱器8、連通至乙醇提純工段。
[0030]所述還原進氣管7是原料混合氣進氣管2的一根分支管道，其末端連通反應(yīng)器本體I頂部中心處，在還原進氣管7上還設(shè)置有開工電加熱器10。來自原料混合氣進氣管2的混合氣加熱后被送入反應(yīng)器本體I頂部，為反應(yīng)器本體I內(nèi)的催化劑進行升溫還原，為開車做準(zhǔn)備;在合成反應(yīng)器正常運行時，還原進氣管7與開工電加熱器均保持關(guān)閉狀態(tài)。
[0031]在反應(yīng)器本體I內(nèi)部設(shè)置有換熱管。所述換熱管包括若干豎直的換熱列管4，這些換熱列管4呈圓環(huán)形布置;換熱列管4的上下兩端分別連通至換熱上環(huán)管5、換熱下環(huán)管6，換熱下環(huán)管6通過聯(lián)箱9與原料混合氣進氣管2相連通，換熱上環(huán)管6的上部設(shè)置用于氣體流出的出口。在換熱列管4所圍成的圓柱形區(qū)域內(nèi)盛裝有反應(yīng)催化劑，催化劑從反應(yīng)器本體I的上封頭內(nèi)裝入，下封頭處設(shè)置有用于支撐催化劑的絲網(wǎng)。來自原料混合氣進氣管2的原料混合氣在換熱列管4內(nèi)被加熱，達到催化溫度的原料混合氣由換熱上環(huán)管5流出、自上而下流經(jīng)換熱列管4間的催化劑床層，即被催化生成乙醇合成氣。
[0032]本實用新型的正常運行過程為:
[0033]原料氫氣和醋酸按照一定的比例進行混合，然后通過原料混合氣進氣管進入反應(yīng)器本體內(nèi)的聯(lián)箱，并通過聯(lián)箱進入換熱下環(huán)管，原料混合氣在換熱列管內(nèi)上行、通過反應(yīng)床層放出的熱量進行預(yù)熱，預(yù)熱后的原料混合氣接近催化劑反應(yīng)所需溫度、由換熱上環(huán)管的出氣口流出，然后自上而下流經(jīng)換熱列管的管間、經(jīng)管間催化床層反應(yīng)后生成乙醇合成氣，乙醇合成氣經(jīng)反應(yīng)器本體下部的合成氣出氣管排出；排出的乙醇合成氣溫度較高，首先進入原料混合氣預(yù)熱器對原料混合氣進行初步預(yù)熱，然后進入乙醇提純工段進行進一步分離和提純。
[0034]本實用新型在原始開車還原催化劑時的運行過程為:
[0035]原料氫氣和醋酸按照一定的比例進行混合，然后通過原料混合氣進氣管進入還原進氣管，經(jīng)過開工電加熱器加熱至還原溫度，然后從頂部進入反應(yīng)器本體，原料混合氣通過催化劑床層促使催化劑還原活化;待催化劑火花后關(guān)閉還原進氣管和開工電加熱器，合成反應(yīng)器進入正常運行狀態(tài)。
[0036]上述實施例用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本實用新型作出的任何修改、等同替換、改進，都落入本實用新型的保護范圍
【主權(quán)項】
1.一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體(I)，其特征在于:所述反應(yīng)器本體(I)的底部連接原料混合氣進氣管(2)，在反應(yīng)器本體(I)的下部設(shè)置合成氣出氣管(3)，原料混合氣進氣管(2)與合成氣出氣管(3)分別與原料混合氣預(yù)熱器(8)的管程和殼程相連通； 所述反應(yīng)器本體(I)內(nèi)部設(shè)置有換熱管，換熱管包括呈圓環(huán)形布置的若干豎直換熱列管(4)，換熱列管(4)的上下兩端分別連通至換熱上環(huán)管(5)、換熱下環(huán)管(6)，所述換熱下環(huán)管(6)與原料混合氣進氣管(2)相連通，換熱上環(huán)管(5)的上部設(shè)置用于氣體流出的出口； 在反應(yīng)器本體(I)的頂部還設(shè)置有還原進氣管(7)，還原進氣管(7)是原料混合氣進氣管(2)的一根分支管道，在還原進氣管(7)上還設(shè)置有開工電加熱器(10)。2.如權(quán)利要求1所述的一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器，其特征在于:所述原料混合氣進氣管(2)位于反應(yīng)器本體(I)底部的中心處;所述還原進氣管(7)位于反應(yīng)器本體(I)頂部的中心處。3.如權(quán)利要求1所述的一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器，其特征在于:所述合成氣出氣管(3)為兩根，相對設(shè)置在反應(yīng)器本體(I)下部的兩側(cè)。4.如權(quán)利要求1所述的一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器，其特征在于:所述原料混合氣進氣管(2)通過位于反應(yīng)器本體(I)內(nèi)部的聯(lián)箱(9)與換熱下環(huán)管(6)相連通。5.如權(quán)利要求1所述的一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器，其特征在于:所述若干換熱列管(4)所圍成的圓柱形區(qū)域內(nèi)盛裝有反應(yīng)催化劑。
【專利摘要】本實用新型公開了一種絕熱乙醇合成反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體的底部連接原料混合氣進氣管，反應(yīng)器本體下部設(shè)置合成氣出氣管，原料混合氣進氣管與合成氣出氣管分別連接原料混合氣預(yù)熱器；反應(yīng)器本體內(nèi)部設(shè)置有換熱管，換熱管包括若干豎直換熱列管，換熱列管的上下兩端分別連通至換熱上環(huán)管、換熱下環(huán)管；在反應(yīng)器本體的頂部還設(shè)置有還原進氣管，在還原進氣管上還設(shè)置有開工電加熱器。本實用新型通過對反應(yīng)熱對原料混合氣預(yù)熱，無需另外加熱，并避免水冷，降低了生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本，減少排污，催化溫度穩(wěn)定，有利于反應(yīng)穩(wěn)定運行。本實用新型采用單級氣冷方式回收熱量，操作控制方便，大大降低了自控系統(tǒng)的投資。
【IPC分類】C07C29/149, C07C31/08, B01J8/02
【公開號】CN205235934
【申請?zhí)枴緾N201521045701
【發(fā)明人】湯廣斌, 潘幸輝, 潘科, 甘道才, 寧吉全
【申請人】河南順達化工科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月16日