专利名称：一种气固相催化反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其涉及ー种可用于气固相催化反应的反应器。
背景技术：
固定床催化反应器是ー种在化学エ业和石油化工行业广泛应用的反应设备，对于合成氨、甲醇合成、合成气制甲烷等放热反应，常用的固定床催化反应器有轴向反应器和径向反应器。其中轴向反应器结构简单，容积率高，但流体通道收设备横截面的限制，床层阻 カ较大，同时对催化剂强度要求较高。相对轴向反应器而言，径向反应器的床层阻カ小，但若用水冷换热，因需要采取强制手段使冷却水循环流动，例如设置内外气体分布筒，使得容积利用率小，结构复杂，催化剂效率低。中国发明专利ZL93105920.8公开了ー种等高压型甲醇和氨的联合生产装置，但结构复杂，阻力较大。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供ー种结构简单安全、催化剂装量大、效果好、维修方便的气固相催化反应器。—种气固相催化反应器，包括壳体和换热内件，所述的壳体顶部和底部分别设有进气口和出气ロ。所述的换热内件包括若干换热管，所述的换热管的两端分别与壳体内壁连接，连接处的壳体外壁上设有夹套。所述的换热管为两端弯曲的弯管。作为ー种优选，所述的壳体的内部中心设有中心换热管组，所述的中心换热管组包括上管箱、下管箱和若干中心换热管，所述的上管箱一端与中心换热管连接，另一端设有中心换热管组出水ロ ；所述的下管箱一端与中心换热管连接，另一端设有中心换热管组进水ロ。所述的上管箱和下管箱的直径小于壳体顶部开ロ的直径，例如壳体顶部设置人孔时，上管箱和下管箱的直径小于人孔直径，使整个中心换热管组可以独立抽出壳体。所述的夹套为单个或多个，可以是沿壳体一周的单个环形夹套，也可以是沿壳体一周呈均匀分布的多个夹套。根据夹套所在位置，分为出口夹套和进ロ夹套。作为ー种优选，所述的壳体外部还设有带法兰连接封头的外壳，外壳与壳体间构成换热介质夹套，与换热管上下端连接的壳体区域分别内凹构成进ロ夹套和出口夹套，出ロ夹套的下部封闭，使换热介质夹套中进ロ夹套所在区域与出口夹套所在区域不连通。这种情况适用于对已有带壳体反应器的改造项目，可利用已有反应器的外売，単独制造壳体和换热内件后与外壳配合使用，大大降低改造成本。本实用新型反应器使用时，催化剂装填在换热管间空隙，换热管内为饱和沸腾水作为换热介质吸收反应热。反应气从壳体上部的进气ロ进入反应器内反应，反应后从下部出气ロ出反应器，饱和沸腾水从换热介质进ロ进入进ロ夹套并分布到各换热管内，与管间流动的反应气逆流换热，换热后再汇集到出口夹套，并从换热介质出口出反应器，去汽包分离蒸汽。壳体内设有中心换热管组时，大部分饱和沸腾水从换热介质进ロ进入各换热管，与反应气逆流换热，小部分饱和沸腾水从壳体下部的中心换热管组进水口、下管箱进入中心换热管组，逆流换热后经上管箱、中心换热管组出水ロ出反应器去汽包。本实用新型反应器应用时，可外接汽包和循环泵，出反应器的换热介质送去汽包分离蒸汽，再自然循环或经循环泵强制循环到换热介质进ロ进入反应器。本实用新型装置具有以下优点I.采用特殊紧凑的布管方式，可以布置较多的换热管，強化移热能力。2.换热管两端弯曲焊接在壳体上，可以解决热应カ造成的换热管伸缩问题，使其 结构可靠性增加，同时便于制造和维修，维修时只需打开外部夹套即可，中心换热管组也可单独抽出维修，抽出后反应器内可进人，有较大的操作空间。3.取消了大管板和大法兰，降低了投资。4.适用于反应器新建和改造项目，灵活方便。
图I为本实用新型实施例I的反应器结构示意图。图2为本实用新型实施例I的反应器使用时的エ艺流程简图。图3为本实用新型实施例2的反应器结构示意图。图4为本实用新型实施例2的反应器使用时的エ艺流程简图。附图标记说明I-壳体2-换热管3-进气ロ 4-出气ロ 5-中心换热管组出水ロ6-中心换热管组进水口 7a_上管箱7b_下管箱8_中心换热管9-换热介质夹套9a_出口夹套9b_进ロ夹套91-换热介质出口92-换热介质进ロ 10-人孔 11-催化剂卸出口 12-汽包13-循环泵 14-外壳 15-法兰
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的进行详细的描述。实施例I如图I所不的气固相催化反应器,包括壳体I和换热内件，壳体顶部设有进气ロ 3和人孔10，壳体底部设有出气ロ 4和催化剂卸出口 11，所述的换热内件包括若干两端弯曲的换热管2和中心换热管组，所述的换热管2的两端分别与壳体上部内壁和下部内壁连接，连接处的壳体外壁上分别设有出ロ夹套9a和进ロ夹套9b，所述的出ロ夹套9a和进ロ夹套9b均为环绕筒壁设置的单个环形夹套，出ロ夹套9a上设有ニ个对称分布的换热介质出ロ91，进ロ夹套9b上设有ニ个对称分布的换热介质进ロ 92。所述的中心换热管组包括上管箱7a、下管箱7b和若干中心换热管8，所述的上管箱7a —端与中心换热管8连接,另一端设有中心换热管组出水ロ 5 ;所述的下管箱7b —端与中心换热管8连接，另一端设有中心换热管组进水口 6。所述的上管箱7a和下管箱7b的直径小于壳体I上的人孔10和催化剂卸出ロ 11的直径,使中心换热管组可以整体独立抽出壳体。[0030]反应器使用时，催化剂装填在换热管2间隙，换热管2内为饱和沸腾水作为冷却介质吸收反应热。如图2所示，反应气从进气ロ 3进入反应器内反应，反应后从下部出气ロ4出反应器，饱和沸腾水大部分从换热介质进ロ 92进入进ロ夹套9b并分布到各换热管2，与管间流动的反应气逆流换热，换热后再汇集到出口夹套9a，并从换热介质出口 91出反应器，去汽包分离蒸汽，小部分饱和沸腾水从中心换热管组进水口 6依次进入下管箱7b、中心换热管8，与反应气逆流换热后出上管箱7b，从中心换热管组出水ロ 5出反应器去汽包12。实施例2如图3所不的气固相催化反应器,包括壳体I、换热内件和带上封头16的外壳14,所述的上封头16和外壳14用法兰15连接。所述的壳体I与外壳14、上封头16之间构成换热介质夹套9，反应器顶部设有进气ロ 3、换热介质出ロ 91和人孔10，反应器底部设有出气ロ 4、换热介质进ロ 92和催化剂卸出口 11。所述的换热内件包括若干两端弯曲的换热管2，所述的换热管2的两端分别与壳体上部内壁和下部内壁连接，连接处的壳体向内凹，分别形成出ロ夹套9a和进ロ夹套％，出口夹套9a的下部封闭，使换热介质夹套9中进ロ夹套 9b所在区域与出ロ夹套9a所在区域不连通。该结构形式的反应器可用于带法兰连接的封头与外壳的旧塔改造。该反应器使用时的エ艺流程如图4所示，催化剂装填在换热管2间隙，换热管2内以饱和沸腾水作为换热介质吸收反应热。反应气从进气ロ 3进入反应器内反应，反应后从下部出气ロ 4出反应器，饱和沸腾水从换热介质进ロ 92进入，经进ロ夹套9b分布进入到各换热管2中，与管间流动的反应气逆流换热，换热后再经出口夹套9b从换热介质出口 91出反应器，去汽包12分离蒸汽。本实施例可拆开法兰15连接的上封头16单独抽出内件检修，故无需设中心换热管组。
权利要求1.一种气固相催化反应器，包括壳体和换热内件，所述的壳体顶部和底部分别设有进气口和出气ロ，所述的换热内件包括若干换热管，其特征在于所述的换热管的两端弯曲，所述的换热管两端分别与壳体内壁连接，所述连接处的壳体外壁上设有夹套。
2.如权利要求I所述的气固相催化反应器，其特征在于所述的壳体的内部中心设有中心换热管组。
3.如权利要求2所述的气固相催化反应器，其特征在于所述的中心换热管组包括上管箱、下管箱和若干中心换热管，所述的上管箱一端与中心换热管连接，另一端设有中心换热管组出水ロ ；所述的下管箱一端与中心换热管连接，另一端设有中心换热管组进水口。
4.如权利要求I 3任一所述的气固相催化反应器，其特征在于所述的夹套为单个或多个。
5.如权利要求I所述的气固相催化反应器，其特征在于所述的壳体外部设有外壳，所述的外壳与壳体之间构成换热介质夹套。
专利摘要本实用新型公开了一种气固相催化反应器，包括壳体和换热内件，壳体顶部和底部分别设有进气口和出气口，所述的换热内件包括若干换热管，所述的换热管的两端分别与壳体内壁连接，所述连接处的壳体外壁上设有夹套。所述壳体的内部中心根据需要可设置中心换热管组。本实用新型反应器通过设置带法兰连接封头的外壳，还可用于对已有带壳体反应器的改造项目。本实用新型反应器采用特殊紧凑的布管方式，移热能力强，结构可靠，便于制造和维修，投资低，适用于反应器新建和改造项目。
文档编号B01J8/06GK202460594SQ201220043849
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者徐荣良, 楼韧, 赵金龙 申请人:杭州林达化工技术工程有限公司