束管水床式乙二醇加氢反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了束管水床式乙二醇加氢反应器，其包括壳体和壳体内的支撑组件，支撑组件将壳体的内腔分割为上腔部和下腔部，上腔部设置有一径向反应段，在下腔部设置有轴向反应段，径向反应段具有设置有布气孔的合成气进气管，在合成气进气管的周围布置有换热管，在支撑组件上设置有过流孔，径向反应段经该过流孔连通轴向反应段，合成气出口管连通轴向反应段；在径向反应段与轴向反应段内装填有催化剂。采用本申请中的反应器时，只需要采用一只反应器，即可保证草酸二甲酯的转化效率，由此可减少乙二醇生产装置的建造费用，并由此减少工艺参数的数量，减少失误率，提高生产的稳定性。

Bundle-Tube Water Bed Hydrogenation Reactor for Ethylene Glycol

The utility model discloses a bundle-tube water-bed ethylene glycol hydrogenation reactor, which comprises a shell and a supporting component in the shell. The supporting component divides the inner cavity of the shell into an upper cavity and a lower cavity. The upper cavity is provided with a radial reaction section, and the lower cavity is provided with an axial reaction section. The radial reaction section has a synthetic gas intake pipe with a gas distribution hole, which is distributed around the synthetic gas intake pipe. A heat exchanger tube is arranged, and an overflow hole is arranged on the support assembly. The radial reaction section is connected with the axial reaction section through the overflow hole, and the synthetic gas outlet pipe is connected with the axial reaction section. A catalyst is filled in the radial reaction section and the axial reaction section. When adopting the reactor in this application, only one reactor is needed to ensure the conversion efficiency of dimethyl oxalate, thereby reducing the construction cost of the ethylene glycol production plant, thereby reducing the number of process parameters, reducing the error rate and improving the production stability.

【技术实现步骤摘要】
束管水床式乙二醇加氢反应器
本技术具体涉及一种束管水床式乙二醇加氢反应器。
技术介绍
草酸二甲酯加氢生成乙二醇是乙二醇制备的一个重要途径，草酸二甲酯转化率的高低直接影响到装置的建造成本和运行效率，在保证草酸二甲酯转化率的同时，还好最大限度地降低副反应的发生。目前的加氢反应装置中，为提高草酸二甲酯的转化率，一般都采用多台反应器串联的方式进行生产，但是这种多台反应器串联的方式不但增大了设备的投资费用，而且在生产过程中需要在每个反应器中添加氢气，这使得反应的流程加长，控制点增多，不利于生产的稳定控制。
技术实现思路
为简化乙二醇的生产流程，降低乙二醇生产装置的投资费用，本申请提出了一种反应器，该反应器，该反应器在单台设备的基础上即可保证草酸二甲酯的转化率，具体的技术方案如下：束管水床式乙二醇加氢反应器，其包括壳体和安装在壳体内的支撑组件，支撑组件将壳体的内腔分割为上腔部和下腔部，在上腔部设置有一径向反应段，在下腔部设置有1-4个轴向反应段；在壳体的上端安装有合成气进口管和汽水混合物出口管，在壳体的下端安装有合成气出口管，在壳体的侧壁上设置有热水进口管；该径向反应段包括安装在上腔部的中央的合成气进气管，合成气进气管的上端向上延伸连通所述合成气进口管，在合成气进气管上设置有布气孔；在合成气进气管的周围布置有换热管，换热管的一端连通汽水混合物出口管，换热管的另一端连通热水进口管；对应于每个轴向反应段，在壳体上均设置有一连通该轴向反应段的轴向段卸料管；在壳体上设置有一连通径向反应段的径向段卸料管；在支撑组件上设置有过流孔，径向反应段经该过流孔连通轴向反应段，合成气出口管连通轴向反应段；在径向反应段内装填有第一催化剂，第一催化剂的装填高度为径向反应段高度的85-92％；在每个轴向反应段内均装填有第二催化剂，第二催化剂的装填高度为所有轴向反应段总高度的91-95％。在本本申请中，将壳体的内腔分为上腔部和下腔部，在上腔部内设置了一个径向反应段，在下腔部内设置了轴向反应段，当本反应器工作时，原料气从合成气进口管进入到合成气进气管内，然后进入到轴向床层内进行反应，然后经过流孔进入到轴向反应段内继续反应，完成反应的气体从合成气出口管排出，进入到下道工序。在本反应器中，为了保证反应的顺利进行，在径向反应段和轴向反应段内的催化剂的装填量均设置了不同的装填比例，在上述装填比例下，在相应的氢酯比的情况下，可以使草酸二甲酯的转化效率稳定在99.9％以上，从反应器排出的反应混合气中的草酸二甲酯的含量低于5ppm，乙二醇的收率达到98％以上。因此，采用本申请中的反应器时，只需要采用一只反应器，即可保证草酸二甲酯的转化效率，由此可减少乙二醇生产装置的建造费用，同时由于减少了反应器的数量，可有效地减少工艺参数的数量，并由此减少失误率，提高生产的稳定性。在该反应器中，在各反应段内，催化剂并没有完全装满，尚留有一定空间，由于刚进入到各反应段内的反应气的浓度最高，反应最激烈，由于有上述空间的存在，可以向催化剂的最上层快速补充一定量原料气，避免原料气的过度反应，减少副反应产生的几率。进一步，在径向反应段内，比冷面积为40-50m2/m3。上述比冷面积为径向反应段内换热管的换热面积与第一催化剂的体积的比。比冷面积在上述范围内，可以保证反应热能够平稳地由换热管内的热水带走，使反应器内的反应温度稳定在设定范围内。进一步，在下腔部内设置有一个过渡腔，轴向反应段布置在过渡腔的下侧；所述热水进口管设置在过渡腔所对应的壳体上。具体地，所述径向段卸料管设置在过渡腔所对应的壳体上，该径向段卸料管经支撑组件的中央部连通径向反应段，径向反应段中的第一催化剂能够经该径向段卸料管排出。设置一个专门的过渡区，使其成为管道的通过区，且该过渡区还可作为设备制作和检修的操作空间，使在设备的检修过程中，不会对轴向段的第二催化剂造成影响，保证了设备的检修效率。进一步，为避免反应气在下腔部的底部形成死角，造成部分反应气的反应过度，引起大量的副反应，在下腔部的底部设置有一集气腔，轴向反应段布置在集气腔的上侧，所述合成气出口管设置在集气腔所对应的壳体上。设置集气腔后，从轴向反应段排出的反应气不再进行反应，有效地避免了反应气在经合成气出口管排出过程中，由于部分反应气流经催化剂的路径延长而导致的过度反应。为使催化剂顺利地排出，与集气腔相邻的轴向反应段的轴向段卸料管沿壳体的轴向向下贯穿壳体。或者，径向段卸料管沿倾斜方向向下延伸；当轴向反应段设置有至少两个时，除位于最下方的轴向反应段外，其余轴向反应段的轴向卸料管设置在所对应的壳体上并沿倾斜方向向下、向外延伸。具体，轴向反应段设置有至少两个时，相邻的两个轴向反应段之间具有一布气腔，在布气腔所对应的壳体上设置有人孔。设置布气腔后，可以使原料气中未反应的原料气重新进行分布，以提高反应效率。设置人孔后，可以便于对各轴向反应段进行分别检修和维护，同时也便于对相应区域进行加工。在利用上述任一项反应器生产乙二醇的工艺中，氢酯比为85-97；热水从热水进口管进入到换热管内，吸收反应热后成为汽水混合物，然后从汽水混合物出口管排出。氢酯比为氢气与草酸二甲酯的摩尔比。利用上述反应器，并在上述氢酯比以及换热状态下，可以有效地保证草酸二甲酯的反应效率。在对反应热进行移出的过程中采用的热水在换热内被加热成为汽水混合物，由于水在汽化的过程中会吸收大量的热能，因此可以快速地将反应热移出，同时由于采用汽水混合物移出反应热，可以减少水的使用量，更有利于利用汽水混合物生产相应的蒸汽。附图说明图1是本技术的一种实施例的结构示意图。图2是图1中A部分的放大图。具体实施方式在本文中，所述的轴向方向，即图1中壳体10的中心轴线105的延伸方向。请参阅图1，一种束管水床式乙二醇加氢反应器，其包括呈筒状的壳体10，壳体10包括圆筒状的筒体11、设置在筒体11上端的上封头12和下端的下封头13。在壳体10内安装有支撑组件3，支撑组件3将壳体10的内腔分割为上腔部101和下腔部102，在上腔部101设置有一径向反应段，在下腔部102设置有2个轴向反应段。在壳体的上端安装有合成气进口管14和汽水混合物出口管8，在壳体的下端安装有合成气出口管15，在壳体的侧壁上设置有热水进口管2。该径向反应段包括合成气进气管5、内件41、换热管61和触媒盖板组件43，合成气进气管5安装在上腔部101的中央，合成气进气管5的上端向上延伸连通所述合成气进口管14，在合成气进气管5上设置有通气孔。具体在本实施例中，合成气进气管5的下端抵靠在下述的支撑板59的上端，合成气进气管5的上端伸入到合成气进口管14内，在合成气进口管14的上端面上安装有一法兰141，该法兰141将合成气进气管5紧密地保持在壳体内。内件41套设在合成气进气管5外并支持在支撑组件3上，换热管61布置在内件41与合成气进气管5之间的区域内。在本实施例中，所述支撑组件3包括支撑环31、过气筒32和触媒底板34；支撑环31呈环状，支撑环31的外侧面固定连接在壳体10的筒体11的内侧面上，过气筒32呈筒状，过气筒32的下端连接在支撑环31的内侧边缘；触媒底板34密封安装在过气筒32的上端；请同时参阅图2，在过气筒32上开设有过流孔33，径向反应段经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.束管水床式乙二醇加氢反应器，其特征在于，包括壳体和安装在壳体内的支撑组件，支撑组件将壳体的内腔分割为上腔部和下腔部，在上腔部设置有一径向反应段，在下腔部设置有1‑4个轴向反应段；在壳体的上端安装有合成气进口管和汽水混合物出口管，在壳体的下端安装有合成气出口管，在壳体的侧壁上设置有热水进口管；该径向反应段包括安装在上腔部的中央的合成气进气管，合成气进气管的上端向上延伸连通所述合成气进口管，在合成气进气管上设置有布气孔；在合成气进气管的周围布置有换热管，换热管的一端连通汽水混合物出口管，换热管的另一端连通热水进口管；对应于每个轴向反应段，在壳体上均设置有连通该轴向反应段的轴向段卸料管；在壳体上设置有一连通径向反应段的径向段卸料管；在支撑组件上设置有过流孔，径向反应段经该过流孔连通轴向反应段，合成气出口管连通轴向反应段；在径向反应段内装填有第一催化剂，第一催化剂的装填高度为径向反应段高度的85‑92％；在每个轴向反应段内均装填有第二催化剂，第二催化剂的装填高度为所有轴向反应段总高度的91‑95％。

【技术特征摘要】
1.束管水床式乙二醇加氢反应器，其特征在于，包括壳体和安装在壳体内的支撑组件，支撑组件将壳体的内腔分割为上腔部和下腔部，在上腔部设置有一径向反应段，在下腔部设置有1-4个轴向反应段；在壳体的上端安装有合成气进口管和汽水混合物出口管，在壳体的下端安装有合成气出口管，在壳体的侧壁上设置有热水进口管；该径向反应段包括安装在上腔部的中央的合成气进气管，合成气进气管的上端向上延伸连通所述合成气进口管，在合成气进气管上设置有布气孔；在合成气进气管的周围布置有换热管，换热管的一端连通汽水混合物出口管，换热管的另一端连通热水进口管；对应于每个轴向反应段，在壳体上均设置有连通该轴向反应段的轴向段卸料管；在壳体上设置有一连通径向反应段的径向段卸料管；在支撑组件上设置有过流孔，径向反应段经该过流孔连通轴向反应段，合成气出口管连通轴向反应段；在径向反应段内装填有第一催化剂，第一催化剂的装填高度为径向反应段高度的85-92％；在每个轴向反应段内均装填有第二催化剂，第二催化剂的装填高度为所有轴向反应段总高度的91-95％。2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，在径向反应段内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢健，王雪林，聂忠峰，王智，
申请(专利权)人：南京聚拓化工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32