专利名称：一种两段式固定床反应器催化反应系统装置的制作方法
技术领域：
一种两段式固定床反应器催化反应系统装置技术领域[0001]本实用新型属于固定床反应器技术领域，具体的说，涉及一种两段式固定床催化反应系统装置，尤其适用于乙苯脱氢制苯乙烯、丁烯氧化脱氢制丁二烯等工业生产过程。
背景技术：
[0002]大多数工业催化反应使用固体催化剂，所使用的反应器为气固相催化反应器。固定床催化反应器是化学工业中常用的设备，在乙苯脱氢、丁烯氧化脱氢、氨合成、甲醇合成、 有机物加氢等催化反应中达到广泛应用。两段绝热、中间间接换热的工艺是固定床催化反应中常见的工艺流程。[0003]工业中常见的乙苯催化脱氢制苯乙烯的生产流程有两种。一种流程如图1所示， 包括两个径向或轴径向反应器、一个中间换热器和一个热量回收的组合换热器，乙苯和高温水蒸气混合后，从第一反应器底部进入反应器，流体径向通过催化剂床层，反应后从反应器顶部流出，经中间换热器提高温度后，从第二反应器的顶部进入反应器，流体径向通过环形的催化剂床层，反应后从反应器侧面下部流出，随后进入水平设置的组合换热器回收热量。如图1流程所示，卧式组合换热器占地面积大，内部换热管易损坏，发生泄漏，影响反应装置的正常操作。[0004]另一种流程如2所示，包括两个径向或轴径向反应器、一个中间换热器和一个热量回收的组合换热器，乙苯和高温水蒸气混合后，从第一反应器底部进入反应器，流体径向通过催化剂床层，反应后从反应器顶部流出，经中间换热器提高温度后，从第二反应器的底进入反应器，流体径向通过催化剂床层，反应后从反应器顶部流出，随后进入垂直的组合换热器回收热量。图2所示流程，中间换热器单独设置，使得第一反应器至第二反应器连接管线加长。[0005]丁烯氧化脱氢制丁二烯的生产流程如图3所示(CN101367702A)，包括两个轴向反应器、一个中间换热器和两个热量回收的换热器，采用轴向反应器和卧式换热器型式。图3 中反应物从一段轴向固定床顶部进入，从底部出来后进入水平布置的段间换热器降温，随后进入新鲜原料后进入一段轴向固定床顶部，反应后从底部流出，随后进入水平布置个热量回收换热器，首先进入废热锅炉，然后进入后换热器回收热量。此反应流程的管线长，压降大，换热器采用水平布置，占地面积较大。[0006]合成氨工业中的多段绝热、中间间接换热的工艺中采用的反应器和换热器如图4 所示(CN1014206B)，采用轴径向反应器和卧式换热器型式。图4中，反应物与反应产物首先换热，反应物的温度提高后从反应器底部进入，反应后仍从反应器底部出来，然后进入换热器降低温度。此反应流程中段间换热器采用水平布置，占地面积较大。[0007]综上所述，现有的两段绝热、中间间接换热的工艺流程或存在反应系统管线长、压降大、或存在占地面积大等不足。发明内容3[0008]本实用新型公开了一种两段式固定床反应器催化反应系统装置，其中第一反应器 (1)、中间换热器O)、第二反应器C3)和热量回收换热器(4)均采用立式布置型式，物料的进口和出口设置在设备的上下两端，并且中间换热器( 直接设置在第二反应器(3)的顶部或底部，以减少连接管线的长度。所述的两段式固定床反应器催化反应系统装置有两种型式一种是第一反应器(1)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；中间换热器(2)设置在第二反应器(3)的顶部；第二反应器(3)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其底部，出口在其顶部，见图5 ；另一种是第一反应器(1)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；中间换热器(2)设置在第二反应器(3)的底部；第二反应器(3)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其顶部，出口在其底部，见图6。[0009]上述的两段式固定床反应器催化反应系统装置中第一反应器(1)和第二反应器 (3)采用径向反应器或薄床层的轴向反应器，以减少反应器压降。[0010]上述的两段式固定床反应器催化反应系统装置，形成了第一反应器(1)、中间换热器(2)和第二反应器(3)、热量回收换热器(4)的立式布置型式，具有反应系统管线短、压降小、设备占地小、热损失少等优点。
[0011]图1乙苯脱氢制苯乙烯工业流程(1)；[0012]图2乙苯脱氢制苯乙烯工业流程O)；[0013]图3 丁烯氧化脱氢制丁二烯工业流程；[0014]图4氨合成反应系统中的反应器和换热器；[0015]图5本发明所述的两段式固定床反应器催化反应系统装置简图(1)；[0016]图6本发明所述的两段式固定床反应器催化反应系统装置简图(2)。[0017]图中1、第一反应器2、中间换热器3、第二反应器4、热量回收换热器具体实施方式
[0018]
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。[0019]如图5所示的为两段式固定床反应器催化反应系统装置简图(1)。如图5所示的反应系统中包括两个固定床催化反应器、一个中间换热器和一个热量回收换热器。第一反应器⑴和第二反应器⑶均为径向反应器。第一反应器⑴的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；中间换热器(2)连接在第二反应器(3)的顶部；第二反应器(3)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；热量回收换热器的反应物料进口在其底部，出口在其顶部。反应物从底部进入第一反应器(1)，流体径向通过催化剂床层，反应后从第一反应器(1)顶部流出，进入中间换热器( 换热，随后从顶部进入第二反应器(3)，流体径向通过催化剂床层，反应后从第二反应器C3)底部流出，进入立式热量回收换热器(4) 回收热量，从热量回收换热器的顶部流出。[0020]如图6所示的为两段式固定床反应器催化反应系统装置简图(2)。如图6所示的反应系统中包括两个固定床催化反应器、一个中间换热器和一个热量回收换热器。第一反应器⑴和第二反应器⑶均为径向反应器。第一反应器⑴的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；中间换热器(2)连接在第二反应器(3)的底部；第二反应器(3)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其顶部，出口在其底部。反应物从上部进入第一反应器(1)，流体径向通过催化剂床层，反应后从第一反应器(1)底部流出，进入中间换热器( 换热，随后从底部进入第二反应器(3)，大部分流体径向通过催化剂床层，少量流体从催化剂床层上部流出，反应后从第二反应器(3) 顶部流出，进入立式热量回收换热器回收热量，从热量回收换热器的底部流出。
权利要求1.一种两段式固定床反应器催化反应系统装置，包括两个固定床催化反应器、一个中间换热器和一个热量回收换热器，其特征在于，第一反应器(1)的反应物料进口在其顶部或底部，第一反应器(1)的反应物料出口在其底部或顶部；中间换热器(2)连接在第二反应器(3)的底部或顶部；第二反应器C3)的反应物料进口在其底部或顶部，第二反应器(3)的反应物料出口在其顶部或底部；热量回收换热器的反应物料进口在其顶部或底部，热量回收换热器(4)的反应物料出口在其底部或顶部。
2.如权利要求1所述的反应系统装置，其特征在于，第一反应器(1)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；中间换热器( 连接在第二反应器(3)的顶部；第二反应器(3)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其底部，出口在其顶部。
3.如权利要求1所述的反应系统装置，其特征在于，第一反应器(1)的反应物料进口在其顶部，反应物料出口在其底部；中间换热器( 连接在第二反应器(3)的底部；第二反应器(3)的反应物料进口在其底部，反应物料出口在其顶部；热量回收换热器(4)的反应物料进口在其顶部，出口在其底部。
4.如权利要求1-3任一项所述的反应系统装置，其特征在于，所述的第一反应器(1)和第二反应器(3)为径向流固定床反应器，或为轴向流固定床反应器。
专利摘要本实用新型提供了一种两段式固定床反应器催化反应系统装置，包括两个径向或轴向固定床催化反应器、一个中间换热器器和一个热量回收换热器，均采用立式布置型式，物料的进口和出口设置在设备的上下两端，并且中间换热器直接设置在第二反应器的顶部或底部，以减少连接管线的长度，由此形成了第一反应器、中间换热器和第二反应器、热量回收换热器的平行布置型式，具有反应系统管线短、压降小、设备占地小、热损失少等优点。
文档编号B01J8/04GK202238008SQ20112033817
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者倪燕慧, 吴勇强, 唐黎华, 张成芳, 张琪, 朱子彬, 朱学栋, 李瑞江, 黄震尧 申请人:华东理工大学