专利名称：轴径向低阻力合成反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种合成反应器，尤其是带有气体径向导流装置的轴径 向低阻力合成反应器，可用于合成甲醇等化工产品的场合。
背景技术：
目前，国内外化工企业普遍采用的冷管型全轴向结构的甲醇合成反应器， 是通过冷管来传递合成反应中产生的热量，从而减小反应床层的径向和轴向 温差，但是，由于该种反应器的塔径较小、气体流程较长，因此，这种反应 器的压差和阻力较大，生产过程中的动力消耗较高；此外，全轴向中小塔径 反应器的下部普遍设有换热器，而换热器的一部分热量来自于回收出反应床 层的高温气体，因而，降低了出塔气的温度，减少了出塔气可回收的热量； 同时还因换热器的存在而减小了塔内有效空间，减少了触媒的装填量，降低 了合成气的产量。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中存在的不足，提供一种气体流动时阻力小、 动力消耗低、可回收的热量多、产量高、生产成本低的轴径向低阻力合成反应器。
为实现以上发明目的，本实用新型采用以下技术方案
一种轴径向低阻力合成反应器，包含小盖板l、大盖板2、筒体3、冷管
束4、支架5、触媒支撑机构IO、出气口12和进气口13，在支架5的下方设 有气体径向导流装置，所述的气体径向导流装置包含集气器7、导流器8和分 气器9;集气器7是由上盖板71、集气筒72、下盖板73组成的空腔，集气筒 72上开有进气孔721;导流器8是与集气器7相互连通的空腔，导流器8中 的导流筒81上开有出气孔811;分气器9是环绕筒体3内侧的空腔，分气器 9中的分流筒92上开有进气孔921，分气器9底部开有出气孔931。作为上述技术方案的一个较好的实例，集气筒72上的进气孔721、导流 筒81上的出气孔811、分流筒92上的进气孔921的中心线与反应器的径向平行。
作为上述技术方案的另一个较好的实例，上盖板71和下盖板73呈锥形， 集气筒72呈圆柱形，上盖板71、下盖板73与集气筒72之间形成橄榄形的空腔。
作为上述技术方案的另一个较好的实例，触媒支撑机构10是由锥形板 101、圆筒体102、封头103组成的喇叭状的空腔；进气口13和中心管11经 圆管14连通。
作为上述技术方案的另一个较好的实例，冷管束4包含引气管41、上分 气管42、下行冷管43、上行冷管44和下分气管45，上分气管42与引气管 41、下行冷管43连通，下分气管45与下行冷管43、上行冷管44连通，所述 的上分气管42和下分气管45均是圆形直管。
作为上述技术方案的另一个较好的实例，在集气器7的内部还有环形冷 却管6。
本实用新型的有益效果是，可以大幅度地降低合成反应器的阻力，与全 轴向合成反应器相比可以降低塔阻35%-45%;可以大幅度地降低了动力消耗， 节省能源；反应热回收率高，增加了副产蒸气的产量；触媒装填系数增大， 提高了反应器的生产能力，降低生产成本；还可以自动卸出触媒，降低更换
触媒时的劳动强度。
图1是本发明中导流器、分气器独立设置的合成反应器的结构示意图； 图2是本发明中导流器独立设置的合成反应器的结构示意图； 图3是本发明中导流器、分气器与触媒支撑机构连结的合成反应器的结 构示意图4是本发明中具有触媒自卸机构的合成反应器的结构示意图。
具体实施方式
在图l所示的实施例中，轴径向合成反应器包含小盖板l、大盖板2、筒 体3、冷管束4、支架5、环形冷却管6、集气器7、导流器8、分气器9、触 媒支撐机构IO、出气口12和进气口13，还可以包含中心管ll。小盖板l、 筒体3通过大盖板2密闭分开，形成上部分为集气室、下部分为反应室。冷 管束4包含引气管41、上分气管42、下行冷管4'3、上行冷管44和下分气管 45,上分气管42与引气管41、下行冷管43连通，下分气管45与下行冷管 43、上行冷管44连通，上分气管42、下分气管45可以是圆形直管，也可以 是圆形环管；下行冷管43、上行冷管44可以用U型冷管替代。引气管41通 过填料函与大盖板2之间活动密封。冷管束4的下方设有支架5，用于支撑冷 管束4。支架5的下方设有气体径向导流装置，该导流装置包含集气器7、导 流器8和分气器9;集气器7是由上盖板71、集气筒72、下盖板73组成的空 腔，优选方式是上盖板71和下盖板73呈锥形，集气筒72呈圆柱形，上盖板 71、下盖板73与集气筒72之间形成橄榄形的空腔，以使气体流动顺畅，并 有利于触媒装卸；集气筒72上开有径向进气孔721;在集气器7的内部还有 环形冷却管6，从反应器的顶部引入的冷激气，经过环形冷却管6进入集气器 7的空腔中，与从径向进气孔721进入到集气器7的空腔中的反应气会合，来 调节集气器7空腔中的反应气的温度；导流器8是由导流筒81、底板82组成 的空腔，导流筒81上开有径向出气孔811;导流器8与集气器7中的空腔相 互连通；当反应器中设有中心管ll时，集气器7、导流器8可以套装在中心 管ll上；分气器9是由封板91、分流筒92、底板93组成的环绕筒体3内侧 的空腔，分流筒92上开有径向进气孔921,底板93上开有出气孔931。集气 筒72上的进气孔721、导流筒81上的出气孔811、分流筒92上的进气孔921 的中心线与反应器的径向平行，以引导反应气径向流动。触媒支撑机构10为 圆形板，与分流筒92的下端连接，用以支撑反应室中的触媒层。在反应器的 下方设有出气口 12和进气口 13;当反应器不设中心管11时，进气口 13也可 以设在反应器的顶部。
原料气从进气口13进入到集气室，经引气管41分流到上分气管42，由 上分气管42重新分配后经下行冷管43向下流动，与管外的反应热进行换热,并加热原料气；加热后的原料气经下分气管45分流后经上行冷管44折流向 上，并与管外的反应热进一步换热，并继续加热原料气，以此移走合成反应 中产生的热量，并使原料气得到预热。当上分气管42、下分气管45是圆形直 管时，由于下行冷管43、上行冷管44在反应层中分布得更加均匀合理，使得 反应层的同平面温差更小，延长了触媒的使用寿命。出上行冷管44后的原料 气进入触媒层在触媒的催化作用下进行合成反应。当合成反应气离开冷管段 床层进入到设有气体径向导流装置的反应层时，反应气由轴向流动改为径向 流动，经集气筒72上的径向进气孔721进入到集气器7的空腔中，在集气器 7的空腔中由上而下流动。由于集气器7和导流器8的空腔中不安装触媒，因 此，反应气十分流畅地进入到导流器8的空腔中，反应气经导流筒81上的径 向出气孔811又进入到触媒层中进行合成反应，并经分流筒92上的径向进气 孔921进入分气器9中，由出气孔931经出气口 12出反应器。由于反应气在 气体径向导流装置的作用下，使反应气由单一的轴向流动改为轴径向流动， 因此，可以大幅度地降低反应层的轴向压差，从而降低反应器中气体流动的 阻力。与全轴向合成反应器相比，可以降低塔阻30%-45%,进而可以大權度地 降低循环机的动力消耗，节约电能。由于本反应器中没有设置换热器，因此, 可以有效提高触媒的装填系数，提高反应器的生产能力，降低单位产品的生 产成本。并且，可以提高出塔气的温度，通过废锅回收反应热，增加副产蒸 气的产量。
在图2所示的实施例中，与图l不同的是，分气器9是由封板91、分流 筒92与触媒支撑机构10之间组成的环绕筒体3内侧的空腔，触媒支撑机构 10为圆形板，在圆形板的外侧开有出气孔931。
在图3所示的实施例中，与图2不同的是，导流器8是由导流筒81与触 媒支撑机构10之间组成的空腔。
在图4所示的实施例中，与图1不同的是，触媒支撑机构10是由锥形板 101、週筒体102、封头103组成的喇叭状的空腔。当反应器工作时，该空腔 支撑触媒层；当需要检修设备或更换触媒时，通过打开封头103使触媒从反 应器中自动卸出，以此降低更换触媒时的劳动强度。进气口13和中心管11 经圆管14连通。原料气经进气口 13进入，经圆管14后进入中心管11。在联醇系统中使用本反应器，装填C207甲醇催化剂4,0立方，入塔气成 分(％)为H2 74. 0、 CO 3.8、 C02 0.4、 N2 20. 3、 CH4等1. 5,入塔气压力12.2Mpa, 入床层温度215r,出塔气压力U.9Mpa，出塔气温度248-C，小时产醉1.6 吨，副产0,5Mpa蒸汽850公斤。
权利要求1、一种轴径向低阻力合成反应器，包含小盖板(1)、大盖板(2)、筒体(3)、冷管束(4)、支架(5)、触媒支撑机构(10)、出气口(12)和进气口(13)，其特征在于在支架(5)的下方设有气体径向导流装置，所述的气体径向导流装置包含集气器(7)、导流器(8)和分气器(9)；集气器(7)是由上盖板(71)、集气筒(72)、下盖板(73)组成的空腔，集气筒(72)上开有进气孔(721)；导流器(8)是与集气器(7)相互连通的空腔，导流器(8)中的导流筒(81)上开有出气孔(811)；分气器(9)是环绕筒体(3)内侧的空腔，分气器(9)中的分流筒(92)上开有进气孔(921)，分气器(9)底部开有出气孔(931)。
2、 根据权利要求1所述的反应器，其特征在于集气筒(72)上的进气孔 (721)、导流筒(81)上的出气孔(811)、分流筒(92)上的进气孔(921的中心线与反应器的径向平行。
3、 根据权利要求1所述的反^^器，其特征在于上盖板(71)和下盖板(73) 均呈锥形，集气筒(72)呈画柱形，上盖板(71)、下盖板(73)与集气筒(72) 之间形成橄榄形的空腔。
4、 根据权利要求1所述的反应器，其特征在于触媒支撑机构(10)是由 锥形板(101)、圆筒体(102)、封头(103)组成的喇叭状的空腔；进气口 (13) 和中心管(11)经画管(14)连通。
5、 根据权利要求1至4中任一项所述的反应器,其特征在于在集气器(7) 的内部还有环形冷却管(6)。
6、 根据权利要求5所述的反应器，其特征在于冷管束(4)包含引气管 (41)、上分气管(42)、下行冷管(43)、上行冷管(44)和下分气管(45),上分气管(42)与引气管(41)、下行冷管(43)连通，下分气管(45)与下 行冷管(43)、上tf冷管(44)连通，所述的上分气管(42)和下分气管(45) 均是圆形直管。
专利摘要本实用新型公开了一种轴径向低阻力合成反应器，在本反应器的下方设有由集气器、导流器和分气器组成的气体径向导流装置，可用于合成甲醇等化工产品的场合，具有阻力低、动力消耗少、产量高、生产成本低、使用方便，还可副产蒸气等优点。
文档编号B01J8/02GK201135882SQ20072018453
公开日2008年10月22日 申请日期2007年10月29日 优先权日2007年10月29日
发明者沈建冲 申请人:沈建冲