[发明专利]一种冷激式反应器

说明书

本发明公开了一种冷激式反应器，该反应器包括径向圆筒形密封承压壳体(1)、1#直管(23)、2#直管(12)、以及催化反应区，所述催化反应区包括中心筒(9)和套设在中心筒(9)外的至少一个套筒(16)；中心筒(9)与最内层的套筒(16)的筒壁之间以及相邻套筒(16)的筒壁之间形成有空隙(8)；空隙(8)内具有多个冷却介质分布器(14)，该冷却介质分布器(14)通过冷却介质管线(2)与壳体(1)上的冷却介质入口流体连通。该反应器催化剂活性组分使用量少、压降低、床层温度低且不会出现“飞温”现象。

技术领域

本发明涉及一种冷激式反应器。

背景技术

固定床反应器主要有两种类型，一种是轴向固定床反应器，另一种是径向固定床反应器。轴向固定床反应器设计、加工过程相对容易、操作简单，但存在反应器设备尺寸庞大、床层压降大、容易出现局部飞温、移热缓慢、转化率低、放大效应明显等问题。径向床反应器高径比较大、床层压降小、反应物在催化剂床层停留时间短，但很难实现反应物在径向上的均匀分布、单位催化剂床层的生产强度较低。

为了克服传统化工中存在传热、传质效率低的问题，二十世纪八九十年代兴起了微化工技术。微反应器作为微化工技术的核心组成部分，它是以毫米、微米为量级的化学反应系统。一方面微反应器具有微尺度化、较大的比表面、扩散距离短、停留时间短、阻力小等特点，其传质、传热和反应效果较普通反应器高1-3个数量级；另一方面，可以根据实际的工业生产能力要求，通过具有功能化的微反应器模块集成以及数量的增减达到控制和调节生产，有利于实现设备的最大利用效率，同时缩短设备的加工时间。

对于放热反应而言，从工艺流程角度而言，在各段反应器之间，一般采用设置废热锅炉、蒸汽过热器来对高温工艺气体进行降温处理，如，中国专利CN104152201A、CN104312651A；或是采用循环部分产品气来稀释原料气，从而达到控制转化深度的目的，如中国专利CN103740428A、CN103013598A、CN103540376A、CN103710425A，虽然采用循环工艺可以降低床层温度，但是需要设置循环压缩机，增加了投资和能耗，同时循环物料增加了床层失活的风险。从反应器角度看，采用列管式反应器，或者通过移热手段移出床层部分热量，也能够起到降低床层温度的目的，如中国专利CN105154128A、CN204469677U公开的技术。另外，中国专利CN104818065A通过向原料气中通入水蒸气能够抑制催化剂积炭，不足之处在于床层压降大、原料转化率低，容易出现局部“飞温”现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷激式反应器，该反应器催化剂活性组分使用量少、压降低、床层温度低且不会出现“飞温”现象。

为了实现上述目的，本发明提供一种冷激式反应器，该反应器包括径向圆筒形密封承压壳体、从所述壳体顶部伸入到壳体内部的1#直管、从所述壳体底部伸入到壳体内部的2#直管、以及设置在所述壳体内所述1#直管的下方、所述2#直管上方的催化反应区，催化反应区的上下由顶部密封板和底部密封板密封，催化反应区的外侧壁与壳体的内侧壁之间形成有环隙，环隙的下端封闭且上端与所述1#直管流体连通，其特征在于：所述催化反应区包括中心筒和套设在中心筒外的至少一个套筒；所述中心筒和/或所述套筒为与壳体同轴的、内外侧壁之间具有多个径向微反应通道的筒形结构，该筒形结构的筒体内外仅通过该径向微反应通道流体连通；或者，所述中心筒和/或所述套筒为与壳体同轴的、内外侧壁之间可容纳催化剂床层的腔壁结构，该腔壁结构的内外侧壁为流体可透过结构；中心筒的中空部分具有或形成有中心管，中心管与2#直管流体连通；中心筒与最内层的套筒的筒壁之间以及相邻套筒的筒壁之间形成有空隙；空隙内具有多个冷却介质分布器，该冷却介质分布器通过冷却介质管线与壳体上的冷却介质入口流体连通。

优选地，所述径向微反应通道内设置有增加流体湍动作用的导流组件，所述导流组件包括与所述径向微反应通道固定连接的固定轴和串联在所述固定轴上的导流元件，所述导流元件朝向所述径向微反应通道进气方向的一端为凸形。