[实用新型]甲醇合成反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反应器，更特别地，本实用新型涉及一种甲醇合成反应器。本实用新型可应用于以煤气化生成的合成气为原料合成甲醇的化工领域。

背景技术

甲醇合成反应以含有一氧化碳、二氧化碳和氢的气体作原料，在催化剂的作用下生成甲醇，催化剂在200℃-280℃之间有效，且该反应是一强放热的反应。在目前甲醇生产领域中，管壳式反应器得到较为广泛的应用。在管壳式反应器中，在反应管内置入催化剂，反应管外的壳程充满加热或冷却介质。合成气从反应器的上方进入反应管内，壳程里是沸腾的锅炉水。在催化剂的作用下合成气进行甲醇合成反应，合成反应放出的热量传递给壳程的沸腾水，由水的部分气化带走反应产生的热量，由此保持预定的反应条件。反应器中心部位产生的蒸汽需通过支持板上的蒸汽上升孔，然后上升至蒸汽出口才能排出反应器，完成热量传递。

然而，在现有的反应器中，反应管的布置不合理。图2所示了现有技术的反应器中采用的支持板4的结构，其中附图标记A表示反应管穿插孔，B表示蒸汽上升孔。反应管紧密布置在一个圆形区域中，反应器中心部位产生的蒸汽只能从反应管的间隙向支持板的边缘扩散，要通过布管圆半径的距离才能到达支持板蒸汽上升孔，而在边缘部位的反应管附近产生的蒸汽就可以很快通过蒸汽上升孔B。在负荷高时，产生的蒸汽量增加，由于反应器中心部位产生的蒸汽不能迅速的到达蒸汽上升孔，因此聚集在反应器中心部位，导致中心部位压力上升，使壳程液面呈凹液面。产生的凹液面致使部分反应管外壁不能与水接触而是与蒸汽接触，由于蒸汽的导热系数大大低于水的导热系数，因此与蒸汽接触的这部分反应管中的反应热不能及时传递出去，致使反应管内的温度升高，催化剂烧结失活，使生产的效率下降，同时反应器阻力增加，给生产安全带来危险。

此外，当前的反应器还存在另一个问题。合成气入口直接使合成气通入反应器内，由于合成气通入的流速较大，会使反应器内部上管板上的催化剂分布不均匀，呈V型分布，催化剂局部厚度增加，催化剂没有及时冷却形成硬块，造成催化剂烧结现象，使产量下降。

因此，需要对现有的反应器进行改进，以克服上述缺陷。

实用新型内容

上述问题的解决，是通过本实用新型提出的改进的甲醇合成反应器实现的。

根据本实用新型的第一方面，提出了一种甲醇合成反应器，该甲醇合成反应器包括外壳，设置在外壳上的合成气入口和合成气出口，设置在外壳内的反应管，和固定支持反应管的支持板。该甲醇合成反应器的特征在于，在板的外围以及沿径向方向开有数列蒸汽上升孔，在中间区域开有反应管穿插孔。

优选地，本实用新型的甲醇合成反应器还包括设置在支持板上方的用于放置第一催化剂层的上管板。

优选地，本实用新型的甲醇合成反应器还包括设置在壳体底部的触媒支撑。

优选地，所述触媒支撑上放置第二催化剂层和耐火球层。

优选地，所述合成气入口上安装有气体分布器。

优选地，所述气体分布器为一端封闭、另一端打开的圆柱形筒体，并且筒体四周开设有多个长孔和多个短孔。进一步优选地，所述短孔设置在打开的端部附近并且其长度约为所述长孔的一半，并且所述短孔在筒体圆周上占据了约90°的角度。

根据本实用新型的第二方面，提出了一种甲醇合成反应器，该甲醇合成反应器包括安装在合成气入口上气体分布器，其特征在于，所述气体分布器为一端封闭、另一端打开的圆柱形筒体，并且筒体四周开设有多个长孔和多个短孔，所述短孔设置在打开的端部附近并且其长度约为所述长孔的一半，并且所述短孔在筒体圆周上占据了约90°的角度。

附图说明

图1是根据本实用新型的优选实施例的甲醇反应器的整体结构示意图；

图2是现有甲醇合成反应器中采用的支持板的结构示意图；

图3是根据本实用新型的优选实施例的支持板的结构示意图；

图4是根据本实用新型的优选实施例的气体分布器的结构示意图。

附图标记列表如下：

1、上封头；2、上管板；3、蒸汽出口；4、支持板；5、反应管；6、水进口；7、耐火球；8、触媒支撑；9、合成气出口；10、人孔；11、卸料口；12、裙座；13、下封头；14、下管板；15、筒体；16、气体分布器；17、合成气入口；A、反应管穿插孔；B、蒸汽上升孔。

具体实施方式

下面将参照附图并结合本实用新型的优选实施例对本实用新型做详细的描述。