专利名称：一种气相加氢反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气相加氢反应器。
技术背景 目前国内气相加氢反应如草酸二甲酯加氢生产乙二醇的工艺中，采用列管式反应器，反应器尺寸大，规格为0 3700X7000 (换热管长度)，且填料装填系数小，造成反应效率低，同时因反应为放热反应，在反应过程中会产生大量的反应热，该反应热一般由反应器壳程的蒸汽带走，并通过外部的换热器进行回收，造成反应热利用效率较低。目前生产能力为5万吨/年乙二醇装置，其加氢反应工段需要2台上述尺寸的反应器及换热器并联操作，如将产能增加到20万吨/年，则需要6台套相似的反应器、换热器，类似于小机群，给装置运行、操作、维修带来很大困难，且不利于节能降耗。
实用新型内容为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种气相加氢反应器，可用于草酸二甲酯加氢生产乙二醇等的生产工艺中。本发明提供的一种气相加氢反应器，包括气冷反应器，由壳体和设置于壳体内的换热管构成；水冷反应器，由壳体和设置于壳体内的反应管构成；其中，气冷反应器的管程出口通过管道与水冷反应器的管程进口连接；水冷反应器的管程出口通过管道与气冷反应器的壳程的进口连接；气冷反应器的壳程设有触媒；水冷反应器的管程设有触媒。作为优选技术方案，气相加氢反应器还包括气体预热器，通过管道与气冷反应器管程的进口连接。作为优选技术方案，气相加氢反应器还包括冷源供给装置，通过管道与水冷反应器壳程的进口连接。作为优选技术方案，冷源供给装置为冷却水供给装置。作为优选技术方案，气冷反应器的换热管为福射状的双金属翅片式换热管。作为优选技术方案，气冷反应器的壳体由本体和盖在本体上的盖体构成，盖体和本体由固定件固定。作为优选技术方案，水冷反应器的壳体由本体和盖在本体上的盖体构成，盖体和本体由固定件固定。本实用新型能够达到以下效果I、将一台列管式反应器改为两个独立的反应器，气冷反应器和水冷反应器。气冷反应器预热新鲜反应气，同时带走反应热；水冷反应器实现大部分反应，并副产蒸汽，提高热能利用。2、气冷反应器采用新型高效换热管芯，换热管芯采用呈辐射状排列的双金属翅片式换热管，该换热管能够将反应热快速的带走。3、气冷反应器为换热管外装填触媒，触媒装填量大，大部分的反应在水冷反应器内完成。4、气冷反应器和水冷反应器的结构为内件(换热管)和壳体可分离，内件可以分开制造安装，制造、安装简便。
图I是本实用新型的气相加氢反应器示意图。 ·I、水冷反应器；11、壳体；111、进口 ；112、出口 ；113、本体；114、盖体；115、固定件；12、反应管；121、进口 ；122、出口 ；2、气冷反应器；21、壳体；211、进口 ；212、出口 ；213、本体；214、盖体；215、固定件；22、换热管；221、进口 ；222、出口 ；3、气体预热器；4、冷源供
给装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。本实用新型的气相加氢反应器，包括水冷反应器I,由壳体11和设置于壳体内的反应管12构成；气冷反应器2,由壳体21和设置于壳体21内的换热管22构成；其中，气冷反应器管程(换热管22)的出口 222通过管道与水冷反应器管程(反应管12)的进口 121连接；水冷反应器管程的出口 122通过管道与气冷反应器壳程的进口 211连接。其中，水冷反应器的反应管12内(管程)设有触媒(图中未示出)。气冷反应器壳体21内、换热管22外(壳程)设有触媒23。气相加氢反应器还包括气体预热器3，通过管道与气冷反应器管程的进口 221连接。其中，气相加氢反应器还包括冷源供给装置4，通过管道与水冷反应器壳程的进口111连接。冷源供给装置4可选为冷却水供给装置。气冷反应器的换热管22优选为呈辐射状的双金属翅片式换热管。水冷反应器壳体11由本体113和盖在本体113上的盖体114构成，盖体114和本体113由固定件115固定，其中固定件115可为螺钉。由于壳体11为可开合式，则反应管12能方便地由壳体11内拆卸分离。气冷反应器壳体21由本体213和盖在本体213上的盖体214构成，盖体214和本体213由固定件215固定，其中固定件215可为螺钉。由于壳体21为可开合式，则换热管22能方便地由壳体21内拆卸分离。以草酸二甲酯加氢制备乙二醇的反应为例来对本实用新型进行说明草酸二甲酯和氢气混合的新鲜反应气由气冷反应器2管程的进口 221进入换热管22，在换热管22中(换热管外有从水冷反应器I过来的未反应完全的反应气在催化剂的作用下继续反应，并放出热量)经预热后，从换热管22的出口 222流出，然后由水冷反应器I管程的进口 121进入反应管12。反应管12内设置有触媒，气体在触媒的催化下在反应管12内发生加氢反应，同时向 反应管12外通入冷却水以带走加氢反应热,反应管12外的冷却水被加热后可副产蒸汽，由水冷反应器壳程的出口 112排出去废热锅炉。由于，反应管12中加氢反应难以完全，反应管12的出口 122流出的气体，通过气冷反应器2壳程进口 211进入气冷反应器2的壳程中，由于其壳程中同样设有加氢触媒23,在加氢触媒催化下未反应完全的气体继续反应，而气冷反应器2的换热管22管程中的不断通过的新鲜反应气将壳程的反应热带走，反应完成后乙二醇由气冷反应器2壳程的出口 212排出，收集。其中，在反应的最初始，新鲜反应气是由气体预热器3预热后进入气冷反应器2的管程。综上，本实用新型的水冷反应器I采用副产中压蒸汽的方式移出反应热，气冷反应器2的反应热则通过与新鲜合成气逆流换热方式移出，实现热量偶合。在气冷反应器2中，流经换热管22内的新鲜气与壳程内触媒逆流换热，加热后到水冷反应器I的管程进行加氢反应，再进入气冷反应器2的壳程内反应。本实用新型提供的反应器在流程上采用两台设置气冷反应器和水冷反应器。气冷反应器预热新鲜反应气，同时带走反应热；水冷反应器实现大部分反应，并副产蒸汽。在结构方面将水冷反应器的内件(换热管芯)改为和壳体可分离的单独零件，内件可以分开制造安装，易于实现大型化，同时上部做成可拆卸的结构，更加便于催化剂的装填工作。零部件的设计上，在气冷反应器中优选采用新型高效换热器，即辐射状排列的双金属翅片式换热管，能够将反应热快速带走。以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
权利要求1.一种气相加氢反应器，其特征在于，包括 气冷反应器，由壳体和设置于所述壳体内的换热管构成； 水冷反应器，由壳体和设置于所述壳体内的反应管构成； 其中，所述气冷反应器的管程出口通过管道与水冷反应器的管程进口连接；所述水冷反应器的管程出口通过管道与所述气冷反应器的壳程的进口连接； 所述气冷反应器的壳程设有触媒；所述水冷反应器的管程设有触媒。
2.根据权利要求I所述的气相加氢反应器，其特征在于，所述气相加氢反应器还包括气体预热器，通过管道与所述气冷反应器管程的进口连接。
3.根据权利要求I所述的气相加氢反应器，其特征在于，所述气相加氢反应器还包括冷源供给装置，通过管道与所述水冷反应器壳程的进口连接。
4.根据权利要求3所述的气相加氢反应器，其特征在于，所述冷源供给装置为冷却水供给装置。
5.根据权利要求I所述的气相加氢反应器，其特征在于，所述气冷反应器的换热管为辐射状的双金属翅片式换热管。
6.根据权利要求I所述的气相加氢反应器，其特征在于，所述气冷反应器的壳体由本体和盖在所述本体上的盖体构成，所述盖体和所述本体由固定件固定。
7.根据权利要求I所述的气相加氢反应器，其特征在于，所述水冷反应器的壳体由本体和盖在所述本体上的盖体构成，所述盖体和所述本体由固定件固定。
专利摘要本实用新型公开了一种气相加氢反应器，包括气冷反应器，由壳体和设置于所述壳体内的换热管构成；水冷反应器，由壳体和设置于所述壳体内的反应管构成；其中，所述气冷反应器的管程出口通过管道与水冷反应器的管程进口连接；所述水冷反应器的管程出口通过管道与所述气冷反应器的壳程的进口连接；所述气冷反应器的壳程设有触媒；所述水冷反应器的管程设有触媒。本实用新型将一台列管式反应器改为两个独立的反应器，气冷反应器和水冷反应器。气冷反应器预热新鲜反应气，同时带走反应热；水冷反应器实现大部分反应，并副产蒸汽，提高热能利用。
文档编号C07C29/149GK202752010SQ20122032601
公开日2013年2月27日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者常怀春, 张华新, 孙风刚, 曾贺, 张宪州, 王付岭, 马廷禄, 贾飞, 白翠翠, 汪子昌 申请人:山东华鲁恒升化工股份有限公司