专利名称：一种自热提温型甲醛反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自热提温型甲醛反应器，属于银法甲醛生产技术领域。
背景技术：
目前，银法甲醛生产反应器，常见的有如下两种结构；第一种是反应后的高温气体经急冷换热器降温后直接进入甲醛吸收塔或吸收脱醇塔；第二种是反应后的高温气体经急冷换热器降温，再与水或甲醇换热后进入甲醛吸收塔或吸收脱醇塔；以上两种结构均为三元或四元原料气经蒸汽加热到100-120度进入甲醛氧化器反应室。存在问题是甲醇在反应室触媒层燃烧生成二氧化碳的副反应较多，甲醛耗醇较高，与理论耗醇相差较远；甲醛反应器触媒层必须维持600-650°C的高温才能保证甲醇氧化脱氢生成甲醛反应的进行；甲醇氧化生成甲醛反应的放热量只有甲醇燃烧生成二氧化碳反应放热量的21. 5%，甲醇脱氢生成甲醛的反应为吸热反应；为了维持600-650°C的高温，三元或四元原料气中空气必须适量过剩，甲醇在触媒层与原料气中的氧气燃烧生成二氧化碳放热的副反应较多，维持触媒层600-650°C的高温30-50%的热量需要甲醇燃烧生成二氧化碳的副反应来提供；甲醇燃烧生成二氧化碳的副反应占甲醇总反应的6-10%，造成甲醛耗醇较高，实际耗醇比理论值高 10%-20% ；现有甲醛反应器反应室进口原料气采用0. 3-0. 4ΜΙ^饱和蒸汽加热，因蒸汽的温度只有140-150度，原料气加热后的温度难以提高，同时又消耗了高品位的蒸汽，造成了能源的浪费。为了解决甲醇燃烧生成二氧化碳副反应较多，甲醛耗醇较高的问题，人们考虑了很多方案，有的用较为洁净的尾气或尾气燃烧后的烟气代替部分蒸汽来延长触媒的寿命； 有的在原料气的净化过滤上做文章；有的采取降低触媒层的反应温度的办法减少副反应， 但反应温度太低时，甲醛中未反应的甲醇较多，只能设置脱醇塔回收未反应的甲醇。上述方法对降低消耗不同程度的起到了一定作用，但都是较为被动的办法，醇耗及能耗降低的幅度较小，都不够理想。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种自热提温型甲醛反应器，结构简单可靠，可以回收反应气自身的部分热量来提高氧化器进口原料气的温度，减少反应器触媒层维持高温对甲醇燃烧生成二氧化碳放热副反应的依赖，进而减少副反应的比例，降低甲醛的醇耗，同时大幅度降低反应器出口气体的温度，提高反应器自身的热回收效率，降低能耗。本实用新型的技术方案为一种自热提温型甲醛反应器，包含反应室、急冷换热器、自热提温换热器、原料气进口、原料气出口、连接管道，反应室的下方设置急冷换热器和自热提温换热器，在自热提温换热器上设有原料气进口和原料气出口，连接管道一端连接原料气出口，另一端连接反应室。所说的自热提温换热器设置在急冷换热器的高温反应气出口处，自热提温换热器内的换热元件连接原料气进口和原料气出口 ；反应室产生的高温气经急冷换热器降温后进入自热提温换热器，低温原料气通过自热提温换热器内的换热元件后，吸收反应气的热量， 原料气以较高温度通过连接管道进入反应室；反应气与低温原料气换热后再进入甲醇(水) 换热器或直接进入吸收塔。本实用新型的自热提温换热器作用一是提高原料气的温度，二是进一步降低反应气温度。自热提温换热器的原料气出口与反应室通过一个或多个连接管道相连，在连接管道上设置有阻火器和蒸汽管备用接口等安全附件。本实用新型名称为自热提温型甲醛反应器，是因为通过设置在急冷换热器之后的自热提温换热器，将反应气自身的部分热量回收到触媒层用于维持触媒层较高的温度， 实现低温热量向高温热量的转移，降低触媒层维持高温对甲醇燃烧放热副反应的依赖，进而降低甲醛的醇耗，同时提高反应器的热效率。所说的自热提温换热器结构型式是任意的，可以是立式，也可以是卧式，自热提温换热器的换热元件也是任意的，例如换热管等。 本实用新型自热提温甲醛氧化器中，所说的自提温换热器设置排污口、总反应气出口，原料气为三元、四元均可；原料气为过热、饱和或少量带液均可。本实用新型自热提温甲醛氧化器中所说的阻火器、蒸汽管备用接口是防止反应室回火的安全附件。本实用新型的积极效果是针对现有甲醛氧化器副反应较多、热回收效率较低、醇耗较高的问题，将反应气的部分低位能热量回收到反应室触媒层，降低触媒层维持较高温度对甲醇燃烧副反应的依赖。甲醇燃烧生成二氧化碳的副反应减少0. 5-1. 5% ；空气消耗量降低1-3% ；热回收效率提高5-10%。
附图是本实用新型示意图；图中反应室1、急冷换热器2、自热提温换热器3、原料气进口 4、连接管道5、总反应气出口 6、急冷介质进口 7、急冷介质出口 8、排污口 9、急冷换热器排污口 10、阻火器11、 蒸汽备用接口 12、原料气出口 13。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型做进一步说明。参照附图，一种自热提温型甲醛反应器，包含反应室1、急冷换热器2、自热提温换热器3、原料气进口 4、原料气出口 13、连接管道5，反应室的下方设置急冷换热器和自热提温换热器，在自热提温换热器上设有原料气进口和原料气出口，连接管道一端连接原料气出口，另一端连接反应室。自热提温换热器3设置在急冷换热器2的高温反应气出口处，自热提温换热器内的换热元件连接原料气进口 4和原料气出口 13 ；在连接管道上设置有阻火器11和蒸汽管备用接口 12等安全附件。本实用新型自热提温换热器设置排污口 9、总反应气出口 6。在急冷换热器2设有急冷介质进口 7、急冷介质出口 8、急冷换热器排污口 10。本实施例工艺过程温度为68-80度的原料气经过自热提温换热器提温到 130-250度；经连接管道进入反应室触媒层进行氧化脱氢反应生成甲醛，连接管道上设置阻火器防止回火，600-650度的高温反应气经过急冷换热器温度降到200-300度，再经过自热提温换热器反应气温度降到80-120度进入甲醇(水)预热器或直接进入吸收塔。急冷换热器反应气出口温度以200-250度为宜，以保证急冷效果。反应室进口原料气温度提高后， 为了防止回火，在进口管道上设置阻火器和蒸汽备用接口，以确保安全生产；蒸汽的加入可采用温控的办法自动加入，如进口管道可设定最高温度为观0-300度，超过最高温度蒸汽加入阀门自动打开，低于设定最高温度蒸汽阀门自动关闭。 本实用新型的工作原理是利用低温原料气将急冷换热器出口反应气的显热较充分的回收到触媒层，进而减少触媒层为了维持较高温度对甲醇燃烧生成二氧化碳副反应放出大量热量的依赖；副反应减少进而减少二氧化碳排放量、反应需要的空气量降低、热回收效率提高；实现节能、降耗、减排的目的。
权利要求1.一种自热提温型甲醛反应器，其特征在于包含反应室(1)、急冷换热器(2)、自热提温换热器(3)、原料气进口(4)、原料气出口(13)、连接管道(5)，反应室的下方设置急冷换热器和自热提温换热器，在自热提温换热器上设有原料气进口和原料气出口，连接管道一端连接原料气出口，另一端连接反应室。
2.根据权利要求1所述自热提温型甲醛反应器，其特征在于自热提温换热器(3)设置在急冷换热器(2)的高温反应气出口处，自热提温换热器内的换热元件连接原料气进口 (4)和原料气出口(13)。
3.根据权利要求1或2所述之自热提温型甲醛反应器，其特征在于在连接管道上设置有阻火器(11)和蒸汽管备用接口(12)。
4.根据权利要求1或2所述之自热提温型甲醛反应器，其特征在于所说的自热提温换热器结构型式可以是立式，也可以是卧式。
5.根据权利要求1或2所述之自热提温型甲醛反应器，其特征在于自热提温换热器的原料气出口与反应室通过一个或多个连接管道相连。
专利摘要本实用新型涉及一种自热提温型甲醛反应器，属于银法甲醛生产技术领域。技术方案是包含反应室(1)、急冷换热器(2)、自热提温换热器(3)、原料气进口(4)、原料气出口(13)、连接管道(5)，反应室的下方设置急冷换热器和自热提温换热器，在自热提温换热器上设有原料气进口和原料气出口，连接管道一端连接原料气出口，另一端连接反应室。本实用新型设置自热提温换热器将急冷换热器出口反应气的热量回收到反应室触媒层，减少维持触媒层较高温度对甲醇燃烧生成二氧化碳放热副反应的依赖；进而减少副反应的比例、降低甲醇消耗，提高热回收效率，降低二氧化碳排放量；实现节能、降耗、减排的目的。
文档编号C07C47/055GK201978726SQ201120046829
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者宋红英, 景玉国, 肖跃进, 贾志学 申请人:文安县天华密度板有限公司