[实用新型]一种卧式水冷反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工反应设备领域，尤其涉及一种触媒层温差小、结构简单、维护方便的卧式水冷反应器。

背景技术

对于加压合成甲醇、甲胺、甲醚、氨、烃类等气固相放热催化反应，一般随着反应过程的进行，不断放出的反应热会使催化剂层温度升高，为了提高反应器的效率，需要把反应热移出以降低反应温度。

现有工业反应器中，使用较广的一种是多段原料气冷激来降低反应温度，这种反应器因原料气冷激时在江都反应器温度的同事也降低了反应物浓度，影响了合成率。另一种如德国Lurgi公司的用于甲醇合成的列管式反应器(DE2123950)，管内装催化剂，原料气从上部进气口进入分布到各管中，在管内触煤层中合成甲醇，管间侧面进水。该塔温差小，但触媒装填系数小，投资大。上述现有技术中常见的反应器均为立式反应器，其催化剂层往往高达十几米，反应气垂直流动时床层阻力大，而且为使气体分布均匀而设置的气体分布板一般位于催化剂床层的上方和下方，导致催化剂装卸非常不便，同时由于设备直径受到运输限制，无法进一步提高大型化生产的能力。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种触媒层温差小、结构简单、维护方便、可随负荷要求灵活调节反应室大小并且易于大型化的卧式水冷反应器。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种卧式水冷反应器，包括筒体和封头，所述的反应器水平放置，所述的筒体顶部和底部分别设有催化剂装入口和催化剂卸出口，所述的筒体侧面设有进气口和出气口，所述的筒体内部设有直立的气体分布板和集气板，所述的气体分布板和集气板的下端分别与筒体下部连接，所述的气体分布板和集气板的上端分别与筒体上部活动连接，所述的气体分布板、集气板和筒体上部、筒体下部之间构成反应空间，所述的反应空间内为催化剂层。

本实用新型卧式水冷反应器用作换热反应器时，所述的催化剂层中分布有若干冷管，所述的封头上设有连接汽包的进水管和出水管。

所述的冷管沿筒体水平方向或垂直方向延伸分布，所述的冷管分成多组冷管束，每组冷管束的两端各连接一管箱，相邻两组冷管束的一端管箱用连通管连通，另一端管箱与另一组相邻冷管束的一端管箱用连通管连通，使所有冷管束形成串联，串联的冷管束的进口端联箱和出口端联箱分别与封头上的进水口和出水口连接。

作为一种优选，所述的反应空间内用竖向隔板分为至少二个连通的反应室，所述的隔板与筒体间设有一个气体通道，所述的反应室通过分气板或集气板与筒体空腔连通，相邻反应室内的反应气流动方向相反，即相邻反应室前后串联。

或所述的反应空间内用竖向隔板分为至少二个不连通的反应室，每个反应室所对应的筒体上均设有进气口和出气口，每一反应室的出气口与相邻反应室的进气口连接，使所有反应室前后串联。上述结构的卧式水冷反应器可与气冷换热反应器连接组成气冷-水冷联合反应器，所述的卧式水冷反应器的进气口与气冷换热反应器的管程出口连接，所述的卧式水冷反应器的出气口与气冷换热反应器的管外催化剂层进口连接，所述的气冷换热器的冷气进口和冷气出口间设有旁路。

内分二室或多室的卧式反应器在低生产负荷时可只使用其中部分催化剂，例如低负荷时将其中-室或多室的气体进出口关闭，只打开一室进出口即可。与气冷反应器串联时，也可在气冷反应器的冷气进出口设冷气旁路，待低负荷时停用气冷反应器，冷气直接进卧式水冷反应器，避免低负荷时气冷反应器中反应热少，含甲醇反应器在气冷反应器内被管内冷气降温冷凝在催化剂层而造成催化剂粉化。

作为一种优选，所述的反应空间内的反应室为二个，二个反应室内的换热管均为U形管，且二个反应室中的U形冷管束反向排列。作为进一步的优选，所述的两个反应室内的冷管束均外接汽包副产蒸汽。

所述的催化剂层底部还设有惰性陶瓷球层，所述的催化剂层顶部还设有压板。

上述内分二室或多室的卧式水冷反应器尤其适用于人工天然气生产调峰的工艺，将所述的反应器内部用隔板分为至少二个不连通的反应室，每个反应室内均装填催化剂，根据需要选择其中-个或多个反应室串联或并联参与反应。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1.与传统的反应气垂直径向流动方式不同，本实用新型中反应气以水平径向穿过卧式反应器内的催化剂层，管内外换热介质错流换热，提高传热系数和效率，减小温差，同时集气板和气体分布板分别安装在催化剂层的两侧，使催化剂装卸方便；避免催化剂和粉末从底部通道带出塔外。