[实用新型]一种醋酸加氢反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反应器，具体涉及一种用于以醋酸及其酯类系列产品为原料制取乙醇的工艺过程中，进行加氢时采用的气、固相反应的固定床催化反应器。

背景技术

醋酸是一种重要的化工原料，主要用于生产醋酸酯、醋酸乙烯、PTA等。醋酸传统合成方法主要为乙烯法和乙醇法，成本较高。随后醋酸合成技术革新，羰基化法由于成本较低成为市场主流。近年来我国科研机构开发出拥有自主知识产权的基于羰基化法醋酸生产工艺，国内也相继上马了一批醋酸装置，随着醋酸产能的扩张，我国已经成为醋酸生产第一大国，2011年醋酸产能约670万吨，而需求量仅为420万吨，2012年醋酸产能超过750万吨，预计在2015年醋酸产能将突破1000万吨，醋酸行业产能过剩问题突出，醋酸下游需求疲软，消费仍集中在传统应用领域，消费结构没有发生明显变化，由此也造成了醋酸价格在较长的一段时间内将低位运行。如何来平衡过剩的产能是醋酸行业亟待解决的问题。

乙醇是重要的化工原料，应用领域广泛，同时乙醇作为一种良好的车用燃料，也已经在世界范围内获得了推广和认可，其中在美国和巴西尤为成功，在中国拥有广阔的应用前景。我国对燃料乙醇存在巨大的潜在消费需求，但从2009年开始，国家对定点粮食法燃料乙醇生产企业的财政补贴逐年减少，非粮食法燃料乙醇生产符合我国国情，为醋酸及其酯类系列产品加氢制乙醇带来了良好的市场机遇。

醋酸及其酯类系列产品加氢制乙醇的反应通常采用列管式反应段，该类反应器床层温度均匀，操作方便，副产蒸汽，能量回收利用合理。但该类反应器催化剂时空产率低，催化剂床层上段温度较低，床层上段催化剂利用率不高，造成反应器生产能力低，催化剂装填困难，在装填过程中容易造成催化剂装填不均匀，且催化剂易中毒，影响使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使反应器温度分布合理、催化剂床层利用率高、催化剂装填方便且均匀的醋酸加氢反应器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种醋酸加氢反应器，为气固相反应的耦合式固定床催化反应器，包括一个绝热反应段和一个管式反应段，其特征在于，在反应器的气体进口设有氢气与醋酸及其酯类蒸汽均匀分布的混合分布器；所述的绝热反应段设置在管式反应段上方，绝热反应段由下向上依次装填加氢催化剂、惰性耐火瓷球，管式反应段的管内均匀装填加氢催化剂。

所述的绝热反应段装填的加氢催化剂的量为管式反应段装填的加氢催化剂的重量的5～30％。

所述的绝热反应段装填的惰性耐火瓷球包括两种：尺寸是Φ4～6mm惰性耐火瓷球装填在加氢催化剂上面，装填高度为30～200mm，尺寸是Φ10～20mm惰性耐火瓷球装填在最上层，装填高度为50～300mm。

所述的管式反应段的反应器列管的内径为Φ30mm～50mm，管长为5000mm～8000mm。

所述的管式反应段的反应器筒体上部设有换热介质出口，下部设有换热介质入口，换热用的导热油或锅炉用水从换热介质入口流入，从换热介质出口流出，均匀移出反应管內催化剂上进行加氢反应所放出的热量。

所述的混合分布器为扩散式或喷射式混合分布器。

所述的管式反应段下管板至气-汽物料出口处的结构与传统管式反应段结构基本相同。

与现有技术相比，本实用新型在反应器入口处，设置均匀分布的扩散式(或喷射式)混合分布器，同时在催化剂床层的最上端装填惰性耐火瓷球，使反应气体均匀分布，防止气体偏流，保证反应器内轴向各处催化剂床层的负荷一致；为了使催化剂床层温度迅速升高，达到反应所需要的温度，提高催化剂床层利用率，在管壳反应段的上面设置绝热反应段，由此还可以带来一个好处，该绝热反应段还能有效的避免硫、磷、砷、氯等毒物对主体的管壳反应段内催化剂的影响，有效的提高催化剂的整体使用寿命；绝热反应段与管壳反应段之间通过管壳反应段的上管板直接串联在一起，装填管壳反应段内的催化剂时，可通过绝热反应段进行，装填操作面大，效率高，且便于管内催化剂的装填均匀。

本实用新型中绝热反应段与管壳反应段有效的耦合，具有反应气体分布均匀、床层温度分布合理、生产能力大、副产蒸汽、能量回收利用率高、催化剂装填便捷、催化剂使用寿命延长的优点。

附图说明

图1为本实用新型耦合式固定床反应器的结构示意图；

图中的标号分别为：