[实用新型]一种甲醇氧化反应的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种甲醇氧化反应的装置和方法，是一种由甲醇氧化制取甲醛气相组分或其水溶液的生产装置和方法；本实用新型属于煤化工、精细化工的技术领域。

背景技术

随着煤化工、精细化工的技术在我国的蓬勃发展，大型的聚甲氧基二甲醚(简称DMMn)工业装置即将诞生，但是，目前国内甲醇氧化技术均有巨大缺陷。例如由于氧化催化剂的宏观结构简单、粗放，氧化反应器的列管短，管径小，造成了氧化反应物料的返流、涡流、湍流现象严重，已经成了大规模生产的技术瓶颈，即使国外技术如国际上的铁钼法甲醇氧化技术，同样存在这些弊端。因此突破这些技术弊端,势在必行，本发明就是创造性的优化了催化剂的物化结构，极大的改善了反应物料的分布状态和流动形式，而且可任意扩大列管管径和装填形式，使得产品质量提高，杂质减少，进一步降低了能耗、物耗，为DMMn工业装置大规模开发和生产，奠定了坚实的技术基础。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种甲醇氧化反应的装置，改变了催化剂的自身结构，进而改变了甲醇氧化反应器的内部结构，最终改变了反映物料的流体力学状态，避免了反应物料的返流、涡流、湍流等不利因素的影响，达到了甲醇氧化的最佳效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种甲醇氧化反应的装置，包括氧化反应器和气化加热器，其特征在于：

所述的氧化反应器，顶部设有入口A、底部设有出口A，一侧体壁下部设有导热油入口，另一侧体壁上部设有导热油出口；所述的氧化反应器内部设有列管，列管内装有捆包催化剂；

所述的气化加热器，顶部设有入口B、底部设有出口B，一侧体壁的上部设有氧化组分出口、下部设有氧化组分入口，另一侧体壁的中部设有上段入口和下段出口；所述的气化加热器的内部设有带鳞片的列管，管程由上至下分为气化预热段和强烈传热段，管壁外侧中央部分设有中央隔板(即带鳞片的列管的管程是上下相通的、但壳程由中间隔板(上下两块中间隔板分为上下两部分)；所述的上段入口位于气化预热段的外侧、下段出口位于强烈传热段的外侧；

所述的入口A与出口B相连接，所述的出口A与氧化组分入口相连接；

所述的气化加热器入口B与外部的风机和甲醇泵相连；

所述的氧化组分出口与外部的水吸收制甲醛水溶液装置或缩聚制甲醛气体装置相连接；

所述的上段入口与下段出口相连；

所述的导热油入口与外部的导热油泵相连；

所述的导热油出口与外部的“废锅”相连。

上述技术方案中，所述的氧化反应器内部设有内部组件，内部组件由上至下为不锈钢丝网、上隔板、列管、下隔板：

所述的氧化反应器内，上部安装起分散作用的不锈钢丝网，不锈钢丝网的下部安装所述的上隔板，上隔板的下面焊接多根所述的列管，列管的末端焊接所述的下隔板；

所述的列管，彼此之间呈正三角形分布排列(当氧化反应器为工业装置时，列管为多根且彼此之间呈正三角形分布排列；但是，当进行小型试验时，为了节约成本，氧化反应器为小型实验装置，列管为单根)

所述的列管内部装填有多个圆柱形的捆包催化剂。

上述技术方案中，所述的捆包催化剂的外径等于甲醇氧化反应器的列管的内径；这样即可装满每根列管的整个空间，又不会由于过满造成卸“剂”困难。由于在每根列管内的活性催化在任一截面上都是均匀分布的，所以物料返流，湍流，涡流现象不复存在，极大的改善了反应物料的分布状态和流动方式；使得氧化反应的效果达到理想状态，更为工业装置大型化、规模化开辟了一条新的技术路线；

所述的列管的内径≥25mm、优选≥80mm，每根列管长度≥1500mm、优选≥2000mm；

每根所述的列管内装填捆包催化剂的个数N≥5，优选≥10；

所述的捆包催化剂的高度为≥100mm，优选≥300mm；捆包催化剂的直径≥25mm、优选≥100mm。

上述技术方案中，所述的捆包催化剂包括不锈钢平面丝网、不锈钢波纹丝网和催化剂活性成分，所述的催化剂活性成分均匀分布在所述的不锈钢平面丝网上，所述的不锈钢波纹丝网与其平铺叠加包盖住所述的催化剂活性成分后，将边缘封闭，以一端为轴心卷制成实心圆柱形状的捆包催化剂；

所述的催化剂活性成分为球形、条形、圆柱形或者立方体形；球形的直径，条形的最小边长，圆柱形的直径及高度，立方体形的边长，均需大于不锈钢平面丝网的网孔边长及不锈钢波纹丝网的网孔边长；所述的不锈钢平面丝网的网孔边长及不锈钢波纹丝网的网孔边长均＜2mm。