[发明专利]低压介质循环移热控温的反应器系统

权利要求书

1.一种低压介质循环移热控温的反应器系统，主要包括反应器、移热控温系统；

所述反应器采用垂直移热套管反应器，其中，反应器的顶部设置移热介质分布室和回流室，吸热前的低温移热介质经移热介质进口进入移热介质分布室，并分布向下流入套管的内管，分布室之下为移热介质回流室，吸热后的移热介质从套管的内外管间的空隙向上流入回流室；所述垂直套管由内管和外管嵌套而成，内管上端开口于移热介质分布室底板，外管上端开口于移热介质回流室底板，套管向下延伸进入催化剂床层，直至催化剂床层的底部，外管下端封口，内管下端延伸至外管下端封口之上并开口，移热套管的尺寸、数量、分布和换热面积能够保证移热控温能力；催化剂床层中反应料的流向为沿垂直套管轴线方向的上进下出或下进上出，或垂直于套管轴线方向由外向内或由内向外的径向，反应器设置相应的进出气接口；反应器顶部或侧上部设置一个或多个催化剂装填口，从反应器底部设置一个或多个催化剂卸剂口；

所述移热控温系统，除了反应器顶部的移热介质分布室和回流室及向下延伸进入催化剂床层的套管，还包括设置在移热介质分布室和/或回流室内，和/或反应器外的移热介质循环、控制组件及换热器，并通过常压或低压移热介质进行循环移热控温。

2.如权利要求1所述低压介质循环移热控温的反应器系统，其中，移热控温系统所用移热介质包括导热油、熔盐，以及氮气、二氧化碳、过热水蒸汽或其混合气，通过高温循环机或泵大量循环；或者通过文丘里式抽吸混合器，以小流量移热介质适当降温后增压循环并作为文丘里式抽吸混合器的动力，其余大流量移热介质不经降温直接由文丘里式抽吸混合器打循环。

3.如权利要求2所述低压介质循环移热控温的反应器系统，其中，所述熔盐为含53%硝酸钾、40%亚硝酸钠、7%硝酸钠的三元低共熔混合熔盐，或为硝酸锂及含硝酸锂的混合熔盐。

4.如权利要求2所述低压介质循环移热控温的反应器系统，其中，移热控温系统使用过热水蒸汽作为换热介质时，反应器外设置水泵、水流量控制调节阀、高温逆流换热器、低温换热器，低温换热器出口的纯水经泵打加压后通过调节阀控制水的流量，进高温逆流换热器换热汽化为蒸汽并进一步换热升温后作为高温的过热蒸汽移热介质。

5.如权利要求2所述低压介质循环移热控温的反应器系统，其中，移热控温系统使用过热水蒸汽作为换热介质时，反应器外设置文丘里式抽汽混合器、高温逆流换热器、低温换热器、水泵、水流量控制调节阀，通过将少部分过热蒸汽降温冷凝，冷凝水经水泵打压，再汽化形成适当压头，作为文丘里式抽汽混合器的推动大部分过热蒸汽循环的动力;或直接使用管网的加压纯水或去离子水，在换热器中利用少部分过热蒸汽的热量将适当流量的加压水换热汽化形成适当压头的带压蒸汽，用一部分带压蒸汽作为文丘里式抽汽混合器推动大部分过热蒸汽循环的动力。

6.如权利要求1所述低压介质循环移热控温的反应器系统，其中，移热控温系统采用接近于催化剂床层反应温度的移热介质温度，控制较小的分布室、回流室温差，进行大流量循环。

7.如权利要求1所述低压介质循环移热控温的反应器系统，其中，催化剂床层具有平行于套管轴线方向的上进下出气结构并采用较低的反应料入口温度；或催化剂床层具有垂直于套管轴线方向的径向结构进出气结构并将主要反应段的套管分布密度加大。

8.如权利要求1所述低压介质循环移热控温的反应器系统，其中，换热套管深入催化剂床层的0.5-20m，管间距0.02-0.10m，换热面积5-100m²/m³催化剂；和/或催化剂床层的底部装填惰性瓷球进行支撑; 和/或套管下端的封头为球形、椭球型或锥形；和/或催化剂装填管上端延伸到移热介质分布室的底板之上或顶壁之上，或催化剂床层侧上部的反应器外壁。

9.如权利要求1所述低压介质循环移热控温的反应器系统，其中，还设置反应料的预热降温换热器，将反应器入口的反应料原料预热、出口的反应料冷却。

10.如权利要求1所述低压介质循环移热控温的反应器系统，其中，当入口料反应物浓度较高时，将出口料以适当的循环比返回，稀释入口料的反应物浓度。