一种制备2-甲基呋喃的径向反应器及制备方法技术

本发明专利技术属于一种制备2‑甲基呋喃的径向反应器及制备方法；包括氢气缓冲罐、气相糠醛缓冲罐和2‑甲基呋喃后续精制装置，氢气缓冲罐和气相糠醛缓冲罐分别与反应器顶部的物料进口相连，反应器底部的物料出口通过管道与2‑甲基呋喃后续精制装置相连，反应器包括壳体，壳体由外向内依次有环形外筒室、催化剂床层和内筒室，环形外筒室和催化剂床层之间设有带小孔的环形外筒壁，催化剂床层的内部设有若干根换热管道，催化剂床层和内筒室之间设有带小孔的环形内筒壁，壳体的顶部设有物料进口和蒸汽出口，物料进口与环形外筒室的顶部相连，蒸汽出口通过汽包与换热管道的顶部相连；具有阻力小、反应速率快、不易出现故障，反应稳定、副产蒸汽的优点。

Radial reactor for preparing 2- methyl furan and preparation method thereof

The invention belongs to a radial reactor and preparation method for preparing 2 methyl furan. It includes a hydrogen buffer tank, a gas phase furfural buffer tank and a follow-up refining unit of 2 methyl furan. The hydrogen buffer tank and the gas phase furfural buffer can be connected to the material inlet of the reactor at the top of the reactor respectively. The material exit at the bottom of the counter is passed through the pipe and 2. The reactor is connected by a subsequent refining unit. The reactor consists of a shell. The shell consists of a circular outer cylindrical chamber, a catalyst bed and an inner cylinder, and a circular outer wall with small holes between the annular outer tube chamber and the catalyst bed. The inner of the catalyst bed is provided with several heat transfer pipes, catalyst bed and inner cylinder chamber. There is a circular inner tube wall with a small hole. The top of the shell is provided with material import and steam outlet. The import of the material is connected to the top of the annular outer tube room. The steam outlet is connected to the top of the heat exchange pipe through the drum. It has the advantages of small resistance, quick reaction rate, no easy failure, stable reaction and by-product steam.

【技术实现步骤摘要】
一种制备2-甲基呋喃的径向反应器及制备方法
本专利技术属于2-甲基呋喃生产
，具体涉及一种制备2-甲基呋喃的径向反应器及制备方法。
技术介绍
目前市场上糠醛加氢生产2-甲基呋喃的反应器都是轴向绝热反应器，反应时，流体沿轴向自上而下流经催化剂床层，床层与外界无热交换。轴向反应器存在床层阻力大，催化剂颗粒大，扩散阻力大，温降变化梯度大，后期还会出现催化剂床层分布不均，反应不均衡，局部超温，催化剂烧结，降低催化剂使用寿命，影响产品质量和产量等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种结构简单、设计合理、能够有效降低床层阻力、提高反应效率、及时移出床层反应换热、降低扩散阻力、使床层基本处于恒温状态、避免后期出现催化剂床层分布不均、反应不均衡、局部超温和催化剂烧结的现象，从而提高催化剂使用寿命，产品质量和产量的一种制备2-甲基呋喃的径向反应器及制备方法。本专利技术的目的是这样实现的：包括氢气缓冲罐、气相糠醛缓冲罐和2-甲基呋喃后续精制装置，所述氢气缓冲罐和气相糠醛缓冲罐分别与反应器顶部的物料进口相连，反应器底部的物料出口通过管道与2-甲基呋喃后续精制装置相连，所述反应器包括壳体，壳体由外向内依次有环形外筒室、催化剂床层和内筒室，环形外筒室和催化剂床层之间设有带小孔的环形外筒壁，催化剂床层的内部设有若干根换热管道，催化剂床层和内筒室之间设有带小孔的环形内筒壁，壳体的顶部设有物料进口和蒸汽出口，物料进口与环形外筒室的顶部相连，蒸汽出口通过汽包与换热管道的顶部相连；壳体的底部设有物料出口、底部给水口和催化剂卸料口，底部给水口通过水室与换热管道的底部相连，物料出口与内筒室的底部相连通，催化剂卸料口与催化剂床层的底部相连；所述蒸汽出口通过蒸汽调节阀与蒸汽管网相连，底部给水口通过管道与供水管网相连；所述蒸汽出口和蒸汽调节阀之间设有压力表；所述压力表与控制器的输入端相连，控制器的输出端与蒸汽调节阀相连。优选地，所述环形外筒壁和环形内筒壁的表面均匀分布有小孔。优选地，所述换热管道竖向均布于催化剂床层内。优选地，所述换热管道呈环状均布于催化剂床层内。优选地，所述反应器内设置有2～4根竖向热电偶，竖向热电偶呈环状均布于催化剂床层内；竖向热电偶上竖向均布有多个测温点。一种利用径向反应器制备2-甲基呋喃的方法，该方法包括如下步骤：步骤一：从氢气缓冲罐来的温度为70～100℃、压力为0.07～0.1Mpa的氢气和从气相糠醛缓冲罐来的温度为80～150℃、压力为0.07～0.1Mpa的气相糠醛通过物料进口进入环形外筒室内；步骤二：氢气和气相糠醛进入环形外筒室后通过经过环形外筒壁进入到催化剂床层内，在铜系催化剂参与下，气相糠醛和氢气反应生成气相2-甲基呋喃，上述反应过程中释放大量的反应热，反应热与换热管道进行换热，使换热管道内的除氧水吸收热量生成饱和蒸汽；所述的铜系催化剂为CuO-氧化硅催化剂、CuO-氧化铝催化剂或CuO-硅铝复合氧化物催化剂之一；步骤三：气相2-甲基呋喃经环形内筒壁上的小孔进入内筒室内，经物料出口进入2-甲基呋喃后续精制装置中进行后续处理；所述的通过物料出口的气相2-甲基呋喃的温度为：175～184℃；步骤四：供水管网内的除氧水通过底部给水口和水室进入换热管道内，进入换热管道内的除氧水带走催化剂床层内的反应热，并生成饱和蒸汽，饱和蒸汽由汽包、蒸汽出口和蒸汽调节阀进入蒸汽管网中，供企业其他需要蒸汽工段的地方使用；所述供水管网内的除氧水压力为0.5MPa，温度为105℃；步骤五：竖向热电偶上的测温点实时监测催化剂床层的温度，使催化剂床层温度为175～184℃；催化剂床层内的温度与蒸汽压力为正比；当测温点检测的温度高于184℃时蒸汽压力升高，压力表检测的压力大于1.1MPa，此时压力表将压力信号反馈给控制器，控制器将信号传给蒸汽调节阀，蒸汽调节阀开度增大，送往蒸汽管网的蒸汽量增多，反应器内传热增加，直至催化剂床层温度恢复至175～184℃为止；当测温点检测的温度低于175℃时蒸汽压力降低，压力表检测的压力小于0.9MPa，此时压力表将压力信号反馈给控制器，控制器将信号传给蒸汽调节阀，蒸汽调节阀开度减小，送往蒸汽管网的蒸汽量减少，反应器内传热降低，直至催化剂床层温度恢复至175～184℃为止。按照上述方案制成的一种制备2-甲基呋喃的径向反应器及制备方法，气体原料过催化剂床层走径向流道，大大缩短了气体流程，增大了气体原料与催化剂的接触截面积，相比传统反应器大大降低了反应器阻力，降低了能耗，提高了反应速率；同时由于其内部设置环形外筒壁和环形内筒壁，可有效防止物料偏流或者物料中气相集聚等现象，保证了物料在反应器内混合的均匀性，保证了反应效果，提高了糠醛的转化率，降低了消耗；同时催化剂床层内设换热管道，可及时将物料反应放出的热量移出，保证床层温度恒定，防止物料在反应器内超温发生聚合反应结焦，避免了消耗升高以及停产检修，降低了检修成本及人员劳动强度；同时反应放出的热量被除氧水吸收，在降低能耗的同时，副产蒸汽，达到了节能的目的；具有阻力小、反应速率快、不易出现故障，反应稳定、副产蒸汽的优点。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的控制关系原理图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。如图1、2所示，本专利技术包括氢气缓冲罐1、气相糠醛缓冲罐2和2-甲基呋喃后续精制装置12，所述氢气缓冲罐1和气相糠醛缓冲罐2分别与反应器顶部的物料进口4相连，反应器底部的物料出口11通过管道与2-甲基呋喃后续精制装置12相连，所述反应器包括壳体20，壳体20由外向内依次有环形外筒室5、催化剂床层7和内筒室10，环形外筒室5和催化剂床层7之间设有带小孔的环形外筒壁6，催化剂床层7的内部设有若干根换热管道8，催化剂床层7和内筒室10之间设有带小孔的环形内筒壁9，壳体20的顶部设有物料进口4和蒸汽出口17，物料进口4与环形外筒室5的顶部相连，蒸汽出口17通过汽包16与换热管道8的顶部相连；壳体20的底部设有物料出口11、底部给水口14和催化剂卸料口21，底部给水口14通过水室15与换热管道8的底部相连，物料出口11与内筒室10的底部相连通，催化剂卸料口21与催化剂床层7的底部相连；所述蒸汽出口17通过蒸汽调节阀18与蒸汽管网19相连，底部给水口14通过管道与供水管网13相连；所述蒸汽出口17和蒸汽调节阀18之间设有压力表24；所述压力表24与控制器3的输入端相连，控制器3的输出端与蒸汽调节阀18相连。所述环形外筒壁6和环形内筒壁9的表面均匀分布有小孔。所述换热管道8竖向均布于催化剂床层7内。所述换热管道8呈环状均布于催化剂床层7内。所述反应器内设置有2～4根竖向热电偶22，竖向热电偶22呈环状均布于催化剂床层7内；竖向热电偶22上竖向均布有多个测温点23。一种利用径向反应器制备2-甲基呋喃的方法，该方法包括如下步骤：步骤一：从氢气缓冲罐1来的温度为70～100℃、压力为0.07～0.1Mpa的氢气和从气相糠醛缓冲罐2来的温度为80～150℃、压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备2‑甲基呋喃的径向反应器，包括氢气缓冲罐(1)、气相糠醛缓冲罐(2)和2‑甲基呋喃后续精制装置(12)，其特征在于：所述氢气缓冲罐(1)和气相糠醛缓冲罐(2)分别与反应器顶部的物料进口(4)相连，反应器底部的物料出口(11)通过管道与2‑甲基呋喃后续精制装置(12)相连，所述反应器包括壳体(20)，壳体(20)由外向内依次有环形外筒室(5)、催化剂床层(7)和内筒室(10)，环形外筒室(5)和催化剂床层(7)之间设有带小孔的环形外筒壁(6)，催化剂床层(7)的内部设有若干根换热管道(8)，催化剂床层(7)和内筒室(10)之间设有带小孔的环形内筒壁(9)，壳体(20)的顶部设有物料进口(4)和蒸汽出口(17)，物料进口(4)与环形外筒室(5)的顶部相连，蒸汽出口(17)通过汽包(16)与换热管道(8)的顶部相连；壳体(20)的底部设有物料出口(11)、底部给水口(14)和催化剂卸料口(21)，底部给水口(14)通过水室(15)与换热管道(8)的底部相连，物料出口(11)与内筒室(10)的底部相连通，催化剂卸料口(21)与催化剂床层(7)的底部相连；所述蒸汽出口(17)通过蒸汽调节阀(18)与蒸汽管网(19)相连，底部给水口(14)通过管道与供水管网(13)相连；所述蒸汽出口(17)和蒸汽调节阀(18)之间设有压力表(24)；所述压力表(24)与控制器(3)的输入端相连，控制器(3)的输出端与蒸汽调节阀(18)相连。...

【技术特征摘要】
1.一种制备2-甲基呋喃的径向反应器，包括氢气缓冲罐(1)、气相糠醛缓冲罐(2)和2-甲基呋喃后续精制装置(12)，其特征在于：所述氢气缓冲罐(1)和气相糠醛缓冲罐(2)分别与反应器顶部的物料进口(4)相连，反应器底部的物料出口(11)通过管道与2-甲基呋喃后续精制装置(12)相连，所述反应器包括壳体(20)，壳体(20)由外向内依次有环形外筒室(5)、催化剂床层(7)和内筒室(10)，环形外筒室(5)和催化剂床层(7)之间设有带小孔的环形外筒壁(6)，催化剂床层(7)的内部设有若干根换热管道(8)，催化剂床层(7)和内筒室(10)之间设有带小孔的环形内筒壁(9)，壳体(20)的顶部设有物料进口(4)和蒸汽出口(17)，物料进口(4)与环形外筒室(5)的顶部相连，蒸汽出口(17)通过汽包(16)与换热管道(8)的顶部相连；壳体(20)的底部设有物料出口(11)、底部给水口(14)和催化剂卸料口(21)，底部给水口(14)通过水室(15)与换热管道(8)的底部相连，物料出口(11)与内筒室(10)的底部相连通，催化剂卸料口(21)与催化剂床层(7)的底部相连；所述蒸汽出口(17)通过蒸汽调节阀(18)与蒸汽管网(19)相连，底部给水口(14)通过管道与供水管网(13)相连；所述蒸汽出口(17)和蒸汽调节阀(18)之间设有压力表(24)；所述压力表(24)与控制器(3)的输入端相连，控制器(3)的输出端与蒸汽调节阀(18)相连。2.根据权利要求1所述的一种制备2-甲基呋喃的径向反应器，其特征在于：所述环形外筒壁(6)和环形内筒壁(9)的表面均匀分布有小孔。3.根据权利要求1所述的一种制备2-甲基呋喃的径向反应器，其特征在于：所述换热管道(8)竖向均布于催化剂床层(7)内。4.根据权利要求3所述的一种制备2-甲基呋喃的径向反应器，其特征在于：所述换热管道(8)呈环状均布于催化剂床层(7)内。5.根据权利要求1所述的一种制备2-甲基呋喃的径向反应器，其特征在于：所述反应器内设置有2～4根竖向热电偶(22)，竖向热电偶(22)呈环状均布于催化剂床层(7)内；竖向热电偶(22)上竖向均布有多个测温点(23)。6.一种利用权利要求1-5所述的径向反应器制备2-甲基呋喃的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛彦君，杨国洞，马辉，位朋，孙苗，常荣芳，江超，乔磊友，张少利，
申请(专利权)人：河南心连心化肥有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41