实用新型传热系数随床层半径变化图；
[0034]图3(b)为本实用新型移热量随床层半径变化图；
[0035]图4为径向反应器几种流体流动形式示意图；
[0036]附图标记说明:
[0037]11为反应气体入口，12为反应气体出口，13为反应器外壳，14为换热板对，15为冷却介质入口，16为冷却介质出口，17为冷却介质收集支管，18为冷却介质收集总管，19为分流管，110为冷却介质分配支管，111为冷却介质分配总管，112为催化剂卸料口，21为集流管，22为催化剂；
[0038]图3(a)中，横坐标为催化剂床层的半径的变化，纵坐标为传热系数的变化；
[0039]图3(b)中，横坐标为催化剂床层的半径的变化，纵坐标为传热量的变化。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0041]实施例
[0042]本实用新型一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，结构如图1所示，该反应器为径向反应器，包括反应器外壳13、换热组件、分流管19、集流管21和催化剂22，分流管19位于反应器中心，催化剂22设置在换热组件内，反应器外壳13包括筒体、上封头、下封头、反应气体入口 11、反应气体出口 12、冷却介质入口 15、冷却介质出口 16及催化剂卸料口 112 ;反应气体入口 11和反应气体出口 12均设置在上封头上，反应气体从上封头上的反应气体入口 11进入反应器后沿中心分流管19流下，径向通过催化剂床层进行反应，反应产物气体进入集流管21，并沿集流管21向上流动，从上封头上的反应气体出口 12流出。反应气体入口 11和反应气体出口 12在反应器同侧，反应气体在反应器中的流型为离心II型。
[0043]换热组件设置在分流管19和集流管21之间，由多对换热板对14以及与各换热板对14连接的冷却介质分配支管110、冷却介质分配总管111、冷却介质收集支管17、冷却介质收集总管18组成，其中多对换热板对14以分流管19为中心呈扇形排布组成，各换热板对14内形成供冷却介质流通的板程腔体，相邻换热板对14之间形成供反应气体流通的壳程腔体，催化剂22装填在换热板对14与换热板对14之间，催化剂22通过上封头或人孔进行装填，通过下封头催化剂卸料口 112卸载。
[0044]换热组件通过反应器上封头吊装进反应器内，反应器为可拆卸结构。
[0045]换热板对14由两张金属板片中间上均匀设置多个焊接触点形成，多个焊接触点交错设置，触点密度为200?5000个/ m2，触点间距为20?100mm。换热板对14四周滚边焊密封，并在底部和顶部各留有通口，底部通口通过冷却介质分配支管110连接至冷却介质分配总管111，顶部通口通过冷却介质收集支管17连接至冷却介质收集总管18。相邻换热板对14之间的间距和板对数量根据反应放热的大小和快慢、反应物料和催化剂22的导热系数及热容、以及对温度波动的要求进行调整，相邻换热板对14之间的间距为20?200mmo
[0046]换热板对14上的若干触点交错排列，使冷却介质流体内部剧烈湍动，介质流体一直处于湍流状态，强制对流换热，当冷却介质发生相变时，不易形成大气膜，确保高的沸腾传热系数。反应侧气体在靠近换热元件壁面处，往往会形成气膜，该气膜产生的热阻在反应侧总热阻中占比重非常大。而在该换热板对14表面，由于其形状凹凸不平，对气膜形成了积极的扰动作用，得以使气膜更新速度加快，从而减小其热阻，提高反应侧整体的传热系数。
[0047]如图2所示，亚硝酸甲酯和一氧化碳原料气由反应器入口 11进入，并由中心分流19均匀分配进入催化剂床层(催化剂22装填在换热板对14之间)，径向通过床层进行反应后，进入反应器外壳13与催化剂床层外周之间的集流管21环隙，产物气体在集流管21中从下向上汇总后，从反应器出口 12流出反应器，如图4所示，反应气体的流动形式为II型离心式。
[0048]扇形排布的换热板对14之间间距随半径增大而增大，而间距不同则传热系数发生变化，传热系数随板对间距即催化剂床层半径的变化如图3(a)。显而易见，当半径变大时，即换热板对14间距变大时，传热系数的值呈单调递减函数，且递减速率先快后慢，说明当半径小时，传热系数最好，有利于反应开始段大量热量快速移走。移热量随催化剂床层半径的变化如图3(b)，从图中可以看出，该II型离心式径向反应器在反应前期移热量最大，移热曲线与反应放热曲线的趋势一致，从而可以保证该结构形式下，催化剂床层的温度平缓分布，接近等温反应。板对间距和板对数量根据反应放热的大小和快慢、反应物料和催化剂22的导热系数及热容、以及对温度波动的要求等参数确定。
【主权项】
1.一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，该反应器为径向反应器，包括反应器外壳(13)、换热组件、分流管(19)、集流管(21)和催化剂(22)，所述的分流管(19)位于反应器中心，所述的换热组件设置在分流管(19)和集流管(21)之间，所述的催化剂(22)设置在换热组件内，所述的反应器外壳(13)包括筒体、上封头、下封头、反应气体入口(11)、反应气体出口(12)、冷却介质入口(15)、冷却介质出口(16)及催化剂卸料口(112);其特征在于，所述的反应气体入口(11)和反应气体出口(12)均设置在上封头上，反应气体从上封头上的反应气体入口(11)进入反应器后沿中心分流管(19)流下，径向通过催化剂床层进行反应，反应产物气体进入集流管(21)，并沿集流管(21)向上流动，从上封头上的反应气体出口(12)流出。2.根据权利要求1所述的一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，其特征在于，所述的换热组件是由多对换热板对(14)以及与各换热板对(14)连接的冷却介质分配支管(110)、冷却介质分配总管(111)、冷却介质收集支管(17)、冷却介质收集总管(18)组成，其中各换热板对(14)内形成供冷却介质流通的板程腔体，相邻换热板对(14)之间形成供反应气体流通的壳程腔体，所述的催化剂(22)设置在壳程腔体内。3.根据权利要求2所述的一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，其特征在于，所述的多对换热板对(14)以分流管(19)为中心呈扇形排布组成。4.根据权利要求2或3所述的一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，其特征在于，所述的换热板对(14)由两张金属板片中间上均匀设置多个焊接触点形成，多个焊接触点交错设置，触点密度为200?5000个/ m2，触点间距为20?100mm。5.根据权利要求4所述的一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，其特征在于，所述的换热板对(14)四周焊接密封，并在底部和顶部各留有通口，底部通口通过冷却介质分配支管(110)连接至冷却介质分配总管(111)，顶部通口通过冷却介质收集支管(17)连接至冷却介质收集总管(18)。6.根据权利要求2所述的一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，其特征在于，相邻换热板对(14)之间的间距和板对数量根据反应放热的大小和快慢、反应物料和催化剂(22)的导热系数及热容、以及对温度波动的要求进行调整，相邻换热板对(14)之间的间距为20?200mm。7.根据权利要求1所述的一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，其特征在于，所述的反应气体入口(11)和反应气体出口(12)在反应器同侧，反应气体在反应器中的流型为离心II型。8.根据权利要求2所述的一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，其特征在于，所述的换热组件通过反应器上封头吊装进反应器内，反应器为可拆卸结构。9.根据权利要求2所述的一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，其特征在于，所述的催化剂(22)装填在换热板对(14)与换热板对(14)之间，催化剂为Pd/Al203，催化剂(22)通过上封头或人孔进行装填，通过下封头催化剂卸料口(112)卸载。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于合成气制乙二醇工艺的新型羰化反应器，该反应器为径向反应器，包括反应器外壳、换热组件、分流管、集流管和催化剂，分流管位于反应器中心，换热组件设置在分流管和集流管之间，换热组件设置在催化剂床层内，反应器外壳包括筒体、上封头、下封头、反应气体入口、反应气体出口、冷却介质入口、冷却介质出口及催化剂卸料口等；反应气体入口和反应气体出口均设置在上封头上，反应气体从反应气体入口进入反应器后沿中心分流管流下，径向通过催化剂床层进行反应，反应产物气体进入集流管，并沿集流管向上流动，从反应气体出口流出。与现有技术相比，本实用新型具有换热效率高、设备体积小、催化剂使用效率高、装卸方便的优点。
【IPC分类】B01J8/02, C07C29/152, C07C31/20
【公开号】CN204911449
【申请号】CN201520325863
【发明人】陈伟建, 王强, 钱胜涛, 张国建, 傅建敏, 刘华伟, 王志峰, 刘英民, 王先厚, 双建永, 阎超, 孔渝华
【申请人】中国五环工程有限公司, 德艾柯工程技术（上海）有限公司, 华烁科技股份有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年5月19日