专利名称：一种用于羰化耦联合成酯的工业化板式反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于羰化耦联合成酯的工业化板式反应器，尤其涉及一种适用于羰化耦联合成草酸酯的工业化板式反应器。
背景技术：
草酸酯是一种重要的化工原料，可用于草酸、乙二醇、草酰胺、药物和燃料的中间体。特别是随着石油资源的日益减少，由天然气经合成气制备草酸酯是一项开拓性的Cl化工新工艺、新技术，实现用煤和天然气替代石油乙烯，二步间接合成乙二醇的战略目标，具有很大的市场前景，特别是对于我国石油资源缺乏，而煤炭资源丰富的状况，这一煤化工合成草酸酯路线具有战略意义。目前，羰化耦联合成草酸酯的固定床反应器基本采用列管式反应器。列管式反应器制作简单，但在提高反应能力方面有一定的局限性。一般，提高反应能力主要通过提高换热面积和催化剂装填量来解决，也就是要加大列管的直径或增加列管的数量。这样会产生床层径向温度分布不均匀，导致反应不易控制，而且增加副反应的发生。此外，当功率要求高到一定程度时，列管式反应器体积较大，轴向和径向较大的温度差将导致系统能量效率降低，甚至使得反应器中的加氢反应无法正常运行。羰化耦联合成草酸酯的反应为气固相可逆催化放热反应，为保证放热化学反应的连续进行，需不断移出反应热，以使反应过程沿最佳温度曲线进行。而目前工业上采用列管式反应器为避免催化剂容易老化、使用寿命短等缺点，通常在实际中采用大量填装催化剂，以加大备用系数，延长催化剂更换周期的方式，但太大的备用系数，增加了催化剂床层高度，因而大大增加了设备运行阻力和动力消耗。综上所述，目前羰化耦联合成草酸酯反应存在如下缺点一是采用管式换热结构，传热系数低，难以实现有效的传热强化；二是冷热流是以非全逆流形式换热，有效传热温差小。由于以上两方面的缺点，导致现有的羰化耦联合成草酸酯反应器内部有效换热面积较小，耗材多，设备造价高，而且体积庞大，安装与维修都不方便。此外，由于以上设备结构的缺点，使得反应过程中的平均反应温度较低，导致羰化耦联合成草酸酯反应速率低，所需催化剂用量多，设备投资高。
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、生产成本低的板式反应器。解决和克服现有加氢反应器内部换热结构存在的管式换热传热系数低，难于实现传热强化，冷热流非全逆流换热，即有效传热温差小、体积大、安装维修不方便、耗材多、造价高、以及平均反应温度较低，导致加氢反应速率低、催化剂耗量大、投资大等的问题和缺点。本实用新型提供的板式气固相催化反应装置，增大了腔内传热系数，强化了传热，因此大大降低了热点温度，同时大大增加了催化剂利用系数、大幅降低了设备运行阻力并提高了装置的生产能力。[0007]本实用新型采用以下技术方案实现的一种用于羰化耦联合成草酸酯的工业化板式反应器，其内部结构从上到下依次包括位于进口端的反应器进口管、进口气体分布器、换热室、上端惰性填料层、中间径向反应床层、下端惰性填料层、出口气体分布器和反应器出口管；所述中间径向反应床层，由外到内依次包括与上端惰性填料层连接的反应器壳体内壁与外分布筒间环隙、外分布筒、催化剂床层、内分布筒和中心集气管；所述催化剂床层内设气体再分布器，将催化剂床层分为外反应区和内反应区。所述催化剂床层内设换热器，换热器的换热元件为板式换热元件；所述板式换热元件为预制成组的换热板，由换热板组成的换热板组由顶部人孔装入塔内，埋于催化剂床层内，换热板组整体通过固定在反应器壳体内壁和中心集气管外壁的环形筋板共同支撑。所述换热板组在催化剂床层内的排列方式为平行于催化剂床层径向放置并且沿着同心的扇形排开，或者垂直于催化剂床层径向近似于同心圆排列。流通在不同换热板之间的反应介质，根据催化剂的性质不同具有不同的错流方式，目的是延长反应介质在板间的流通距离，并尽可能保证各反应介质流通路径压降接近相同；利用板式换热器在反应床层中的扇形排布位置或者垂直于催化剂床层径向近似于同心圆排列位置，可以合理利用反应器内部热量，汽化与反应之间实现了较好的热量耦合，从而达到增加传热效果、提高转化率和选择性的目的。当换热板组沿催化剂床层径向放置并且沿着同心的扇形排开时，根据反应器内部空间的大小及换热板本身的尺寸，沿同一径向可以设一块换热板或依次设多块换热板；距离反应器轴心相同距离的换热板之间通过环形或圆形紧固箍固定。当换热板组垂直于催化剂床层径向近似于同心圆排列时，同一径向换热板平行排列，位于催化剂床层的换热板组整体通过位于靠近外分布筒内壁和换热板组外边缘的圆形紧固箍包围固定；同一径向平行排列的相邻换热板之间的有效板间距相等。换热板的换热面积比换热管要大，所以可以带走更多的反应热。而且气体所流经所接触催化剂的面积比较大而且均匀，反应合成效率比较高。全部结构都是模块式的标准件，一旦损坏，可以很容易替换。所述换热板的厚度为O.1 1. 0mm。所述换热板为四边形结构，由两块金属板焊接而成，同一反应器内的所有换热板完全相同；所述换热板的两块金属板有相同压痕，换热板中空，两块金属板沿着周边焊接，同时表面点焊，然后冲压制成，两金属板间的缝隙形成流体通道。流体以曲折行进方式流过上述压痕的板片时，一方面加快了流体流速，极大提高总传热系数，并延长了流体通过的时间，不仅使催化剂床层聚集的反应及时由该换热器的流体带走，同时使板内流体得到预热。所述压痕为波纹状、线条状、折线状或鼓泡状。所述金属板与催化剂接触的一侧为平行板翅结构，板翅间距为O.1 O. 5mm ;采用所述的平行板翅结构，可使流体在反应区内充分混合提高传热效率，克服列管式反应器在这方面的局限性，同时使反应器结构更加紧凑，床层体积较小，因此避免了反应器径向温差和轴向温差。所述金属板的材质为SS304金属板(气体换热板)或者DUPLEX金属板(蒸汽换热板)，机械上非常坚固，刚性好；优选的为SS304。[0019]所述板式换热元件的流体通道设计，沿冷却介质的流动方向依次包括冷却介质进口、主分配管、换热板组分配管、换热板组、换热板出汽管、换热板组水汽收集管、主收集管和出汽管口。冷却介质在所述板式换热元件内的流通过程为从冷却介质进口进入反应器，经主分配管和换热板组分配管进入各换热板组的换热板中，通过换热板与催化剂床层换热后，产生低压饱和水蒸气在换热板出汽管中汇集后进入换热板组水汽收集管，最后，来自换热板组的低压水汽经主收集管从出汽管口排出反应器送至外界，进行后续低压蒸汽回收处理再利用。所述冷却介质为锅炉给水或其它冷却流体，将反应热及时移出催化剂床层，同时产生低压饱和蒸汽；也可以气气换热。所述换热板内冷却介质和板外反应物的流动方式为错流。所述催化剂床层的外反应区内设冷管。所述冷管横截面形状为三角形、正方形、菱形或平行四边形；优选为三角形。当换热板组平行于催化剂床层径向放置并且沿着同心的扇形排列时，所述冷管位于距离反应器轴心相同距离的相邻两个换热板之间，呈楔形嵌入催化剂床层内；以保持所述相邻两个换热板的有效板间距相等，所述相邻两个换热板的有效板间距是所述相邻两个换热板之间的距离减去冷管所占的空间后剩余的距离。当换热板组垂直于催化剂床层径向近似于同心圆排列时，所述冷管位于距离反应器轴心相同距离的相邻换热板组之间，呈楔形嵌入催化剂床层内，以保持所述相邻两个换热板组的有效板间距相等，所述相邻的换热板组间的有效板间距则为相邻两个换热板组之间的距离减去冷管所占的空间后剩余的距离。所述催化剂床层内相邻换热板或相邻换热板组的有效板间距为40 60mm，优选为 40 50mm。所述的冷管内的介质为空气、原料气、熔盐、水或无介质，优选为水。所述冷管的流体通道设计，沿冷却流体流动的方向依次包括，冷管进口、冷管进口分配管，冷管、冷管出口收集器和冷管出口。冷却流体在冷管内的流通过程为冷却介质从冷管进口进入，经冷管进口分配管分配后进入各冷管，从冷管流出后在冷管出口收集器中汇集，然后从冷管出口流出反应器外。所述反应器的进口气体分布器和出口气体分布器，沿进出口流体的垂直流动方向设置，分布器上开孔排列呈倒三角或平行四边形；优选的为倒三角。所述外分布筒、内分布筒和气体再分布器为圆筒状金属薄壳，均设开孔，按流体的流动方向，处于流动上游单位长度上的开孔分布密度较大，处于流体流动下游单位长度上的开孔分布密度较小；从而保证了气流的均匀分布，死角减少，提高了催化剂的利用率。所述外分布筒、内分布筒和气体再分布器上的开孔为圆形、方形、三角形、栅格形或窄条形；优选为窄条形；筒上开孔排列为圆周形或螺旋形。所述气体再分布器用于将不同类型催化剂分开并进行气体重新分配。所述外反应区和内反应区内装填不同的催化剂，所述外反应区远离反应产物平衡浓度，反应推动力大，单位体积催化剂反应放出的热量多，因此外反应区为羰化耦联合成草酸酯反应的反应热集中区域，而内反应区中随着羰化反应的不断进行，气体草酸酯含量逐渐增浓，接近反应产物平衡浓度，推动力变小，反应放出热量较少，因此需要适于内外反应区放出的不同反应热情况，对内外反应区中催化剂颗粒形状和尺寸进行不同的优化方案，以强化反应传热过程，使催化剂床层内温度分布合理并接近最佳温度曲线。所述外反应区内装填的羰化催化剂的颗粒尺寸为3. 2 5. 5X3. 2 5. 5mm，优选为 5 X 5mm。所述外反应区内羰化催化剂的形状包括圆柱形、拉西环、三叶草、四叶草、五指球或球形，优选为拉西环。所述内反应区内装填的催化剂的颗粒尺寸3. 2 5. 5X3. 2 5. 5mm，优选为3. 2 X 3. 2mm。所述内反应区内羰化催化剂的形状包括圆柱形、拉西环、三叶草、四叶草、五指球或球形，优选为五指球。所述催化剂床层的羰化催化剂置于换热板与换热板之间及换热板和冷管之间的空隙内。所述板式反应器的壳体上端设有人孔，下端设呈环状分布的催化剂卸出管口，正常使用情况下催化剂通过下端惰性填料床层支撑，当卸出催化剂时，将卸出管口法兰卸掉，催化床层的催化剂及底端惰性填料层中的填料从催化剂卸出管口流出反应器。反应气体在所述板式反应器内的流通过程为预热后的反应气体通过反应器进口管进入反应器，首先经过进口气体分布器，然后在换热室中进一步预热，再经上端惰性填料层进一步的均匀分配，分配后的气体沿反应器壳体内壁与外分布筒间环隙流下，通过径向反应床层的外分布筒进入催化剂床层的外反应区进行反应，部分反应气体及反应产物气体经再分布器再分布后进入内反应区继续反应；最后，大部分的反应产物通过径向反应床层的内分布筒进入中心集气管，还有少部分从径向反应床层的内分布筒直接进入下端惰性填料层，然后两股产物同时经过出口气体分布器，从反应器出口管流出。所述板式反应器，用于羰化耦联合成草酸酯工业化装置中，但不限于该装置还可用于专利《一种生产乙二醇并联产碳酸二甲酯的工艺流程》ZL200810043079. O权力要求中所指的“氧化耦联反应合成草酸二甲酯及碳酸二甲酯”反应器，以及如专利号201220194360. 6，《一种醋酸酯生产乙醇并选择性联产2-丁醇的工艺》；专利号201210134269. X《一种醋酸酯生产乙醇并选择性联产2- 丁醇的工艺及其配套工艺系统》中所指的醋酸酯加氢反应器。所述板式反应器的主要特点是换热板插在催化剂床层里，板中走水或其它换热介质，换热板的换热面积比换热管要大，所以可以带走更多的反应热。而且气体所流经所接触催化剂的面积比较大而且均匀，反应合成效率比较高。全部结构都是模块式的标准件，一旦损坏，可以很容易替换。采用平行翅片板式结构，流体在扇形反应区内充分混合，克服列管式反应器在这方面的局限性，同时传热效率的提高，使反应器结构更加紧凑，较小的床层体积，避免了反应器径向温差和轴向温差；利用板式换热器在反应床层中的扇形排布位置或垂直径向同心圆分布位置，合理利用反应器内部热量，汽化与反应之间实现了较好的热量耦合，从而达到增加传热效果、提高转化率和选择性的目的。所述板式反应器充分挖掘催化剂的潜力，大大增加了催化剂利用系数，设备运行阻力仅为列管反应器的1/6，同时换热元件，其总传热系数比一般换热器大很多，可使催化剂聚集的反应热及时由该板件的流体带走，在具有低阻力的特性下，使用板式反应器可大幅增加产量，制作方便可行，不仅可大大降低投资与生产成本，而且还因具有自动装、卸载催化剂的功能，为当前羰化耦联合成草酸酯反应器大型化开创了新途径，具有较好的推广前景和经济效益。所述板式反应器，用于羰化耦联合成草酸酯工业化装置中，便于扩大规模。
图1 一种用于羰化耦联合成草酸酯的工业化板式反应器内部结构示意图图2 —种用于羰化耦联合成草酸酯的工业化板式反应器内换热板组平行于催化剂床层径向放置并且沿着同心的扇形排列结构示意图图3换热板的平行板翅构及冷管局部结构立面图图4换热板组平行于催化剂床层径向放置并且沿着同心的扇形排列局部结构图图5换热板组平行于催化剂床层径向放置并且沿着同心的扇形排列示意图图6 —种用于羰化耦联合成草酸酯的工业化板式反应器内换热板组垂直于催化齐IJ床层(12)径向近似于同心圆排列结构示意图图7换热板组垂直于催化剂床层(12)径向近似于同心圆排列局部结构图图8换热板组垂直于催化剂床层(12)径向近似于同心圆排列示意图附图标记I反应器进口管2进口气体分布器3上端惰性填料层4中间径向反应床层5中心集气管6下端惰性填料层7冷却介质进口8催化剂卸出管口9出汽管口10主收集管11反应器壳体内壁与外分布筒间环隙12催化剂床层13出口气体分布器14反应器出口管15换热室16内分布筒17冷管进口I8冷管出口19冷管出口收集器20外分布筒[0076]21冷管进口分配器22主分配管23换热板组分配管24换热板组25 板翅26冷管出水管27冷管横截面28换热板出汽管29 冷管30换热板31紧固箍32反应器壳体33换热板组水汽收集管34环形筋板35气体再分布器
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型所讲述的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作任何改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。下面实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，如化工操作手册，或按照制造厂商所建议的条件。如图1、图2所示的年产30万吨草酸酯的工业化板式反应器(进行CO氧化羰化耦联反应)，内径4. 0m，高度(T. L) 12. Om，合成压力O. 2MPa ;其内部结构从上到下依次包括位于进口端的反应器进口管1、进口气体分布器2、换热室15、上端惰性填料层3、中间径向反应床层4、下端惰性填料层6、出口气体分布器13和反应器出口管14 ;所述中间径向反应床层4，由外到内依次包括与上端惰性填料层3连接的反应器壳体32内壁和外分布筒间环隙11、外分布筒20、催化剂床层12、内分布筒16和中心集气管5 ;所述催化剂床层12内设气体再分布器35，将催化剂床层12分为外反应区和内反应区。所述催化剂床层内12设换热器，换热器的换热元件为板式换热元件；所述板式换热元件为预制成组的换热板30，单块换热板30的尺寸为7m (长)X0. 4m (宽)，由换热板30组成的换热板组24由顶部人孔装入塔内，埋于催化剂床层12内，换热板组24整体通过固定在反应器壳体32内壁和中心集气管5外壁的环形筋板34共同支撑。所述换热板30为自动化制成的四边形结构，由两块SS304金属板焊接而成，同一反应器内所有换热板30完全相同；两块金属板有相同鼓泡状压痕，换热板30中空，两块金属板沿着周边焊接，同时表面点焊，然后冲压制成，两金属板间的缝隙形成流体通道；金属板与催化剂接触的一侧为平行板翅结构，板翅25间距为O.1 O. 5mm。所述换热板组24在催化剂床层12内的排列方式为平行于催化剂床层12径向放置并且沿着同心的扇形排开；沿同一径向设3块换热板30 ;距离反应器轴心相同距离的换热板30之间通过圆形紧固箍31固定。所述板式反应器的板式换热元件的流体通道设计，沿冷却介质的流动方向依次包括冷却介质的进口 7、主分配管22、换热板组分配管23、换热板组24、换热板出汽管28、换热板组水汽收集管33、主收集管10和出汽管口 9。沿所述催化剂床层12的外反应区远离中心集气管5处距离反应器轴心相同距离的相邻的两个换热板30之间设冷管29，呈楔形嵌入催化剂床层12，冷管横截面27形状为三角形，沿中心方向相邻两换热板30间的有效板间距为40mm，即保证催化剂沿径向切面装填总宽度为40mm。在催化剂床层12的换热板30与换热板20之间以及换热板30与冷管29之间的空隙内装填用于羰化耦联合成草酸酯的催化剂。反应时，通过冷管29将多余催化剂床层12反应热量通过间接换热带走，以确保外反应区催化剂床层12温度分布为最适宜温度分布。所述冷管29的通道设计，沿冷却流体流动的方向依次包括，冷管进口 17、冷管进口分配管21，冷管29、冷管出口收集器19和冷管出口 26。所述进口气体分布器2和出口气体分布器13，沿反应气体的垂直流动方向设置，分布器上开孔排列为倒三角形。所述外分布筒20、内分布筒16和气体再分布器35为圆筒状金属薄壳,其上均设开孔，开孔形状为窄条形，开孔呈圆周排列；按流体的流动方向，处于流体流动上游单位长度上的开孔分布密度较大，处于流体流动下游单位长度上的开孔分布密度较小，从而保证了气流的均匀分布，死角减少，提高了催化剂的利用率。所述内分布筒16直径为O. 85m，所述外分布筒20直径为3. 8m ;所述气体再分布器35的直径为1. 9m。所述外反应区和内反应区内装填不同类型的羰化催化剂；所述外反应区内装填的羰化催化剂形状为拉西环，颗粒尺寸为5X5mm;所述内反应区内羰化催化剂的形状为五指球，颗粒尺寸为3. 2X3. 2_。所述板式反应器的下端设呈环状分列的催化剂卸出管口 8，正常使用情况下催化剂通过反应器下端惰性填料层6支撑，当卸出催化剂时，将催化剂卸出管口 8法兰卸掉，催化剂床层12的催化剂及下端惰性填料层6的填料从催化剂卸出管口 8流出反应器。换热板30内走锅炉给水(CL—小于4PPM)，从冷却介质进口 7进入反应器，经主分配管22进入各换热板组24中，然后经换热板组分配管23后进入各换热板组24的换热板30中，通过换热板30与催化剂换热后，产生低压饱和水蒸气在换热板出汽管28中汇集后进入换热板组水汽收集管33，最后，来自换热板组的低压水汽经主收集管10从出汽管口 9排出反应器送至外界回收利用，外送水蒸气压力为O. 3 O. 5MPa。冷管29内也走锅炉给水，锅炉给水通过冷管进口 17及冷管进口分配器21进入位于催化剂床层12内的冷管29内，将催化剂床层12的多余反应热量通过间接换热带走，然后在冷管出口收集器19汇集后从冷管出口 18排出反应器，这样通过冷管29辅助换热以确保外反应区催化剂床层12温度分布为最适宜温度分布，从而保证催化剂的高转化率和选择性，提高催化剂利用系数。进行羰化耦联反应时，混合气体(温度105°C，压力O. 2MPa)先从塔顶反应器进口管I通过进口气体分布器2进入上端惰性填料层3，以加强气体分布，在换热室15内经过进一步和水蒸气间接换热后且气相重新分布后，混合温度达到140°C，沿反应器壳体32内壁与外分布筒20间环隙11流下，通过径向反应床层4的外分布筒20进入催化剂床层12的外反应区，外反应区催化剂床层12温度控制在120 130°C，反应转化率50%，草酸二甲酯选择性70% ;反应热由于良好的板块传热效率及较大的催化剂颗粒和中空的催化剂形状共同作用下被迅速移出，避免了热量的积累，从而确保反应床层形成不了高的热点。然后反应气体和反应产物气体经过再分布器35重新分布后一同进入催化剂床层12的内反应区继续反应，内反应区温度控制在130 140°C，反应转化率85%，草酸二甲酯选择性94%。此时反应生产出合格的粗草酸酯，物料出反应器温度为135°C。最后，大部分反应产物从径向反应区的内分布筒16进入中心集气管5，还有少部分从扇形反应区的内分布筒16直接进入下层惰性填料层6，然后两股产物同时经过出口气体分布器13，从反应器出口管14流出，反应床层压力降为O. 06MPa。所述板式反应器可以通过增加单元反应体的尺寸或增加单元反应体的数量获得更大规模的反应装置。这就有别于列管式反应器扩大规模后体积过于庞大的缺点。
权利要求1.一种用于羰化耦联合成酯的工业化板式反应器，其特征在于，从上到下依次包括位于进口端的反应器进口管(I)、进口气体分布器(2)、换热室(15)、上端惰性填料层(3)、 中间径向反应床层(4)、下端惰性填料层(6)、出口气体分布器(13)和反应器出口管(14)； 所述中间径向反应床层(4)，由外到内依次包括与上端惰性填料层(3)连接的反应器壳体 (32)内壁与外分布筒(20)间环隙(11)、外分布筒(20)、催化剂床层(12)、内分布筒(16)和中心集气管(5);所述催化剂床层(12)内设气体再分布器(35)，将催化剂床层(12)分为外反应区和内反应区。
2.如权利要求1所述的板式反应器，其特征在于，所述催化剂床层(12)内设换热器，换热器的换热元件为板式换热元件；所述板式换热元件为预制成组的换热板(30)，由换热板 (30 )组成的换热板组(24 )由顶部人孔装入塔内，埋于催化剂床层(12 )内，换热板组(24 )整体通过固定在反应器壳体(32)内壁和中心集气管(5)外壁的环形筋板(34)共同支撑。
3.如权利要求2所述的板式反应器，其特征在于，所述换热板组(24)在催化剂床层 (12)内的排列方式为平行于催化剂床层(12)径向放置并且沿着同心的扇形排开，或者垂直于催化剂床层(12)径向近似于同心圆排列。
4.如权利要求3所述的板式反应器，其特征在于，当换热板组(24)平行于催化剂床层 (12)径向放置并且沿着同心的扇形排开时，根据反应器内部空间的大小及换热板(30)本身的尺寸，沿同一径向设一块换热板(30)或依次设多块换热板(30);距离反应器轴心相同距离的换热板(30)之间通过环形或圆形紧固箍(31)固定。
5.如权利要求3所述的板式反应器，其特征在于，当换热板组(24)垂直于催化剂床层 (12)径向近似于同心圆排列时，同一径向换热板(30)平行排列，位于催化剂床层(12)的换热板组(24)整体通过位于靠近外分布筒(20)内壁和换热板组(24)外边缘的圆形紧固箍 (31)包围固定。
6.根据权利要求2所述的板式反应器，其特征在于，所述换热板(30)的厚度为O.1 1. Omm0
7.如权利要求2所述的板式反应器，其特征在于，所述换热板(30)为四边形结构，由两块金属板焊接而成，同一反应器内的所有换热板(30)完全相同。
8.如权利要求7所述的板式反应器，其特征在于，所述换热板(30)的两块金属板有相同压痕，换热板(30)中空，两块金属板沿着周边焊接，同时表面点焊，两金属板间的缝隙形成流体通道。
9.权利要求8所述的板式反应器，其特征在于，所述压痕为波纹状、线条状、折线状或鼓泡状。
10.如权利要求7-9任一所述的板式反应器，其特征在于，所述金属板与催化剂接触的一侧为平行板翅结构，板翅(25)间距为.O.1 O. 5mm。
11.如权利要求2所述的板式反应器，其特征在于，所述板式换热元件的流体通道设计，沿冷却介质的流动方向依次包括冷却介质进口(7)、主分配管(22)、换热板组分配管(23),换热板组(24)、换热板出汽管(28)、换热板组水汽收集管(33)、主收集管(10)和出汽管口(9)。
12.如利要求I所述的板式反应器，其特征在于，所述催化剂床层(12)的外反应区内设冷管(29)。
13.如权利要求12所述的板式反应器，其特征在于，所述冷管横截面(27)的形状为三角形、正方形、菱形或平行四边形。
14.如权利要求12所述的板式反应器，其特征在于，当换热板组(24)平行于催化剂床层(12)径向放置并且沿着同心的扇形排列时，所述冷管(29)位于外反应区距离反应器轴心相同距离的相邻两个换热板(30)之间；当换热板组(24)垂直于催化剂床层径向近似于同心圆排列时，所述冷管(29)位于外反应区距离反应器轴心相同距离的相邻换热板组(24)之间。
15.如权利要求14所述的板式反应器，其特征在于，所述催化剂床层(12)内相邻换热板(30)或相邻换热板组(24)的有效板间距为40 60mm。
16.如权利要求1所述的板式反应器，其特征在于，所述进口气体分布器(2)和出口气体分布器(13)上开孔排列为倒三角形或平行四边形。
17.如权利要求1所述的板式反应器，其特征在于，所述外分布筒(20)、内分布筒(16) 和气体再分布器(35)为圆筒状金属薄壳，其上均设开孔，按流体的流动方向，处于流动上游单位长度上的开孔分布密度较大，处于流体流动下游单位长度上的开孔分布密度较小。
18.如权利要求17所述的板式反应器，其特征在于，所述内分布筒(16)、外分布筒(20) 和气体再分布器(35)上开孔为圆形、方形、三角形、栅格形或窄条形；所述开孔的排列为圆周形或螺旋形。
专利摘要本实用新型涉及一种用于羰化耦联合成酯的工业化板式反应器,所述反应器的催化剂床层内设气体再分布器，将催化反应床层分为外反应区和内反应区；所述反应器的换热装置为预制成组的换热板和冷管；换热板组在催化剂床层内的排列方式为沿催化剂床层径向放置并且沿着同心的扇形排开，或者垂直于催化剂床层径向近似于同心圆排列；本实用新型解决了目前羰化耦联生产草酸酯反应器为列管反应器的不足，可以克服其单台反应器催化剂装填量小，压降大、大规模生产需要台数多等缺点。且可以提高催化剂利用系数和反应器容积利用率、增大了催化剂装填量、提高反应器生产能力、节省装置设备投资，降低运行费用。在羰化耦联生产草酸酯工艺中起到良好工业化应用效果。
文档编号B01J8/02GK202876772SQ20122054656
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者王保明, 王东辉, 李玉江, 徐长青 申请人:上海戊正工程技术有限公司