[发明专利]反应装置

说明书

本发明涉及一种反应装置，该反应装置包括反应物料入口、反应产物出口、两个或更多个板式反应器、反应物料分配器以及反应产物收集器。本发明的反应装置具有换热面积大、反应温度可以精确控制、催化剂适应性广、能够模块化安装、制造难度低等优点。

技术领域

本发明涉及一种反应装置；尤其涉及一种包括板式反应器的反应装置，其尤其适用于强放热反应和反应温度窗口窄的反应。

背景技术

工业反应过程总是伴有一定的热效应，尤其是当反应热效应较大时，传热问题往往是反应器设计和操作的关键。对于一些强放热反应，如硫化氢选择性催化氧化或草酸二甲酯催化加氢制乙二醇反应，需要及时移走反应放出的热量，保持热平衡状态，避免催化剂床层超温或飞温的发生。对于一些反应过程要求的温度窗较窄的反应，比如一氧化碳氧化偶联制草酸二甲酯/制碳酸二甲酯反应，需要实现对反应温度的精确控制。

目前工业上广泛使用的管壳式反应器中，催化剂装填在管程或者壳程，换热介质采用水、蒸汽、熔盐或导热油等。这种反应器用在强放热反应过程中存在下列缺点：(1)管径过大会导致冷却面积减小，床层易发生超温或飞温，失去操作状态的稳定性，因此对反应器的最大管径和单塔处理能力有限制；(2)若管壳式反应器的冷却介质温度过低致使催化剂床层沿管壁处过冷，导致催化剂活性较低，从而失去了操作状态的热稳定性，所以对最大传热温差也有限制；(3)催化剂的装填和卸料较为复杂，工作量大；(4)管壳式反应器对催化剂的适应性较弱，不适用于毡形催化剂等非颗粒状催化剂。

针对上述缺点，近年来发展起来一种采用热板式换热元件的热板式反应器。热板式反应器虽然避免了管壳式反应器的一些缺点，但仍然存在如下弊端：(1)换热介质进出换热元件的管径受限，无法满足换热介质流量大的情况；(2)催化剂适应性较窄，不适用毡形等非颗粒状催化剂；(3)催化剂装卸复杂，卸载时必须拆卸格栅将催化剂全部卸出，不能局部更换催化剂。

综上所述，由于现有的反应器型式难以解决强放热反应过程的移热问题和反应温度的精确控制问题，亟待开发新的反应器型式解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明的目的是提供一种反应装置，本发明的目的进一步在于提供一种包括板式反应器的反应装置，以克服现有反应装置处理能力有限、反应温度不易控制、催化剂适应性窄、装卸复杂等缺陷。

本发明的一个方面在于提供一种反应装置，其可以包括：

反应物料入口、反应产物出口；

两个或更多个板式反应器，板式反应器具有中空腔体；

反应物料分配器，其与板式反应器以及反应物料入口流体连通，并且用于接收反应物料并将其分配至板式反应器；

反应产物收集器，其与板式反应器以及反应产物出口流体连通，并且用于接收反应产物并将其输送至反应产物出口。

该反应装置具有换热面积大、反应温度可以精确控制、催化剂适应性广、能够模块化安装、制造难度低、减少了部件之间连接数量而易于安装和更换等优点。

优选地，本发明的反应装置可以进一步包括换热介质入口和换热介质出口。

优选地，本发明的反应装置可以为连续换热式反应装置。

优选地，本发明的反应装置的板式反应器的中空腔体可以由至少四块侧板、顶板和底板限定。优选地，顶板和底板相互平行设置。优选地，四块侧板中各自相对的两块侧板可以是平行的。

优选地，本发明的反应装置的板式反应器的中空腔体可以为长方体。