[发明专利]一种列管式反应器

说明书

本申请提供一种列管式反应器，其包括：反应器箱体，间隔设置在所述反应器箱体内的多根列管，设置在所述反应器箱体上的热交换介质入口和热交换介质出口，以及位于所述热交换介质入口和热交换介质出口之间的一个或多个折流板，设置在所述反应器箱体的上部的反应器出口，气体进料单元和液体进料单元，以及气体分布器。本发明的列管式反应器采用气液分腔进料，提出采用切线进料加挡板调节进料的方式，实现了气液均匀分布到每根管中，消除了液腔中的死区和滞留层，避免了进料自聚爆炸隐患。

技术领域

本申请涉及反应器领域，具体地涉及一种列管式反应器，更具体地涉及一种列管式固定床催化反应器。

背景技术

列管式反应器由许多很细的反应管组成，这些反应管内装有催化剂，成为固定床反应器。列管式反应器多用于强放热反应、强吸热反应等反应进行很快的情况，可用于碳酸乙烯酯的制备。用该类型设备制备碳酸乙烯酯目前的进料方式主要是气液均从底腔同腔进料，易导致液体分布不均。如何解决羰基化反应气液固三相反应气液分布不均、局部流动滞止、热量传递较慢、反应效率较低是生产碳酸乙烯酯的工程设计难题。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术中存在的如下问题：(1)气液流场/温度分布不均匀导致热量分布不均造成局部飞温或反应不全，影响催化剂使用寿命和产品收率；(2)气液分腔进料局部沟流引起液腔中气体进料形成死区和滞留层，高温下可燃气体原料容易发生自聚存在爆炸隐患。本发明提出了一种用于固载化催化的气液固多相固定床列管式反应器，通过合理优化设计反应器气液分腔进料位置及方式、气体分布器结构、固相床层结构、内部导流构件和整体外部构型，实现了该反应器内床层结构、流体流动和化学反应间的高度匹配和协同促进效应，适合于大规模工业化应用的特点。

本申请提供一种列管式反应器，其包括：

反应器箱体，

间隔设置在所述反应器箱体内的多根列管，

设置在所述反应器箱体上的热交换介质入口和热交换介质出口，以及位于所述热交换介质入口和热交换介质出口之间的一个或多个折流板，在所述热交换介质入口和热交换介质出口之间形成壳程，

设置在所述反应器箱体的上部的反应器出口，所述反应器出口与所述多根列管的管内部流体相通；

设置在所述反应器箱体的下部的气体进料单元和液体进料单元，所述液体进料单元与所述多根列管的管内部流体相通，所述液体进料单元位于气体进料单元的上部；

气体分布器，所述气体分布器将所述液体进料单元与所述气体进料单元间隔开，所述气体分布器中设有多个轴向通孔，以使所述液体进料单元与所述气体进料单元流体相通。

在一种实施方式中，所述气体进料单元包括位于所述气体分布器下面的气体进口，以及位于所述反应器底部的气腔排液口。

在一种实施方式中，所述液体进料单元包括液体进料腔，位于所述反应器壁的液体切线进料口，以及挡板。

在一种实施方式中，所述挡板安装于所述液体进料腔顶部，并距离液体进料腔底部5～50mm。

在一种实施方式中，所述多根列管设置在带有通孔的安装盘上，通过所述带有通孔的安装盘，所述液体进料单元的液体进料腔与所述多根列管的管内部流体相通。

在一种实施方式中，所述多根列管内填充有固载化催化剂。

在一种实施方式中，所述多根列管为竖直列管结构，所述列管内径为10～50mm。

在一种实施方式中，所述列管的长度为2～30m。

在一种实施方式中，所述列管的间距为5～60mm。

在一种实施方式中，所述折流板的数目为1～50个。