[发明专利]一种冷激式反应器

说明书

本发明公开了一种冷激式反应器，该反应器包括径向圆筒形密封承压壳体(1)、进气管(18)、出气管(10)、以及轴向微通道反应区(21)和轴向催化反应区(7)，所述轴向微通道反应区(21)和轴向催化反应区(7)之间具有空隙(13)，所述空隙(13)内具有冷却介质分布器(11)；在对应于每一个空隙(13)的侧面的所述壳体(1)上设置有至少一个冷却介质入口，该冷却介质入口通过冷却介质管线与所述冷却介质分布器(11)相连。该反应器催化剂活性组分使用量少、压降低、床层温度低且不会出现“飞温”现象。

技术领域

本发明涉及一种冷激式反应器。

背景技术

固定床反应器主要有两种类型，一种是轴向固定床反应器，另一种是径向固定床反应器。轴向固定床反应器设计、加工过程相对容易、操作简单，但存在反应器设备尺寸庞大、床层压降大、容易出现局部飞温、移热缓慢、转化率低、放大效应明显等问题。径向床反应器高径比较大、床层压降小、反应物在催化剂床层停留时间短，但很难实现反应物在径向上的均匀分布、单位催化剂床层的生产强度较低。

为了克服传统化工中存在传热、传质效率低的问题，二十世纪八九十年代兴起了微化工技术。微反应器作为微化工技术的核心组成部分，它是以毫米、微米为量级的化学反应系统。一方面微反应器具有微尺度化、较大的比表面、扩散距离短、停留时间短、阻力小等特点，其传质、传热和反应效果较普通反应器高1～3数量级；另一方面，可以根据实际的工业生产能力要求，通过具有功能化的微反应器模块集成以及数量的增减达到控制和调节生产，有利于实现设备的最大利用效率，同时缩短设备的加工时间。

对于放热反应而言，从工艺流程角度而言，在各段反应器之间，一般采用设置废热锅炉、蒸汽过热器来对高温工艺气体进行降温处理，如，中国专利CN104152201A、CN104312651A；或是采用循环部分产品气来稀释原料气，从而达到控制转化深度的目的，如中国专利CN103740428A、CN103013598A、CN103540376A、CN103710425A，虽然采用循环工艺可以降低床层温度，但是需要设置循环压缩机，增加了投资和能耗，同时循环物料增加了床层失活的风险。从反应器角度看，采用列管式反应器，或者通过移热手段移出床层部分热量，也能够起到降低床层温度的目的，如中国专利CN105154128A、CN204469677U公开的技术。另外，中国CN104818065A通过向原料气中通入水蒸气能够抑制催化剂积炭，降低床层温度，不足之处在于床层压降大、原料转化率低，容易出现局部“飞温”现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷激式反应器，该反应器催化剂活性组分使用量少、压降低、床层温度低且不会出现“飞温”现象。

为了实现上述目的，本发明提供一种冷激式反应器，其特征在于：该反应器包括径向圆筒形密封承压壳体、从所述壳体顶部伸入到壳体内部的进气管、从所述壳体底部伸入到壳体内部的出气管、以及设置在所述壳体内所述进气管的下方所述出气管上方的轴向微通道反应区和轴向催化反应区，所述进气管通过所述轴向微通道反应区和所述轴向催化反应区与所述出气管流体连通；所述轴向微通道反应区和轴向催化反应区为上下串联设置并且二者之间具有空隙，轴向微通道反应区位于轴向催化反应区的上方；所述轴向微通道反应区包括一个或者多个上下串联的圆盘形的轴向微通道反应单元，每两个相邻的轴向微通道反应单元之间具有空隙；每个所述轴向微通道反应单元的侧边与所述壳体的内壁密封连接，且每个所述轴向微通道反应单元具有多个轴向的微反应通道，轴向微通道反应单元仅通过所述微反应通道上下流体连通，所述微反应通道内设置有增加流体湍动作用的导流组件；所述轴向催化反应区的上下可流体连通且其侧边与所述壳体的内壁密封连接，所述轴向催化反应区可容纳至少一个催化剂床层且反应物流体可上下流过该催化剂床层进行催化反应；所述空隙内具有冷却介质分布器；在对应于每一个空隙的侧面的所述壳体上设置有至少一个冷却介质入口，该冷却介质入口通过冷却介质管线与所述冷却介质分布器相连。

优选地，所述轴向微通道反应区包含的轴向微通道反应单元的数量为1-100个。