專利名稱：二甲醚合成反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種合成反應(yīng)器，特別是一種用于二甲醚合成的反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前合成氣一步法合成二甲醚的反應(yīng)器主要存在以下問題(1)對于固定床反應(yīng)器來講，合成氣一步法制二甲醚的放熱量很大，無法把熱量及時移走，造成催化床層溫度過高，導致正常操作無法進行；(2)對于氣-液-固催化反應(yīng)器來講，由于熱載體的存在，可保持床層反應(yīng)溫度，解決了合成氣一步法制二甲醚的熱量移出問題，可防止床層溫度過高，但是催化劑失活較快，無法保證生產(chǎn)裝置長周期運行；(3)氣-固催化反應(yīng)器來講，由于催化劑的磨損，催化劑流失較快，操作費用高，也無法保證生產(chǎn)裝置長周期運行。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有合理的溫度分布和梯度，催化劑分布均勻、使用壽命長，同時可有效提高CO的單程轉(zhuǎn)化率和二甲醚的選擇性， 可降低生產(chǎn)成本的二甲醚合成反應(yīng)器。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是一種二甲醚合成反應(yīng)器，包括塔式反應(yīng)器、安裝在塔式反應(yīng)器內(nèi)的換熱器，其特征在于在塔式反應(yīng)器內(nèi)由上至下安裝有水冷換熱器和氣冷換熱器，在塔式反應(yīng)器上端安裝有分離器，在塔式反應(yīng)器下端安裝有進氣口，在塔式反應(yīng)器內(nèi)氣冷換熱器與進氣口之間安裝有氣體分布器，在塔式反應(yīng)器上安裝有與水冷換熱器相連通的進水口和出水口，在塔式反應(yīng)器上由上至下安裝有與氣冷換熱器相連通的熱合成氣出口和冷合成氣進口，熱合成氣出口通過管路與塔式反應(yīng)器下端安裝的進氣口相連通。上述水冷換熱器是由相對安裝在塔式反應(yīng)器內(nèi)的兩孔板和安裝在兩孔板之間的列管組成，兩孔板之間、列管外壁和塔式反應(yīng)器內(nèi)壁組成密閉的熱交換空間，進水口和出水口由下至上順序安裝在塔式反應(yīng)器上，并于熱交換空間相連通。上述氣冷換熱器是由相對安裝在塔式反應(yīng)器內(nèi)的兩孔板和安裝在兩孔板之間的列管組成，兩孔板之間、列管外壁和塔式反應(yīng)器內(nèi)壁組成密閉的氣體熱交換空間，熱合成氣出口和冷合成氣進口與氣體熱交換空間相連通。上述氣體分布器為孔板，孔板的外圓與塔式反應(yīng)器內(nèi)壁密閉相連。在上述水冷換熱器和氣冷換熱器的列管內(nèi)裝有催化劑。上述分離器為螺旋式氣液固分離器。由于本實用新型的合成反應(yīng)器，利用合成反應(yīng)過程中的放熱，一方面對進入反應(yīng)器內(nèi)的合成氣進行加熱，使反應(yīng)放出的熱量可通過進入的合成氣帶走一部分，另一方面利用水冷換熱器和分離器，在合成反應(yīng)器內(nèi)形成了合理的溫度分布和梯度，催化劑顆粒在反應(yīng)床層分布更均勻，避免了出口氣體液固夾帶，提高了 CO的單程轉(zhuǎn)化率和二甲醚的選擇性，延長了催化劑的壽命，合理的回收了能量，降低了生產(chǎn)成本；第三由于在合成氣進入合
3成反應(yīng)器內(nèi)，增加了由孔板制成的氣體分布器，這樣使進入合成反應(yīng)器內(nèi)的合成氣與催化劑的接觸更加均用，提高了催化效果。

附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，在塔式反應(yīng)器1內(nèi)由上至下安裝有水冷換熱器和氣冷換熱器，在塔式反應(yīng)器上端安裝有分離器13，分離器可采用螺旋式氣液固分離器，在塔式反應(yīng)器下端安裝有進氣口 9，進氣口也可作為催化劑卸除口。上述水冷換熱器是由相對安裝在塔式反應(yīng)器1內(nèi)的兩孔板4和安裝在兩孔板之間的列管2組成，兩孔板之間、列管外壁和塔式反應(yīng)器內(nèi)壁組成密閉的熱交換空間3，進水口 11和出水口 12由下至上順序安裝在塔式反應(yīng)器上，并于熱交換空間相連通。在塔式反應(yīng)器1內(nèi)的水冷換熱器下部安裝有氣冷換熱器，氣冷換熱器是由相對的兩孔板和安裝在兩孔板之間的列管組成，兩孔板之間、列管外壁和塔式反應(yīng)器內(nèi)壁組成密閉的氣體熱交換空間，熱合成氣出口 6和冷合成氣進口 8與氣體熱交換空間相連通。在塔式反應(yīng)器內(nèi)進氣口 9與氣冷換熱器之間安裝有氣體分布器10，氣體分布器為孔板，孔板的外圓與塔式反應(yīng)器內(nèi)壁密閉相連。在上述水冷換熱器和氣冷換熱器的列管內(nèi)裝有催化劑5。使用時，冷合成氣通過安裝在氣冷換熱器下端的冷合成氣進口 8，進入氣體熱交換空間，向上流動吸收列管內(nèi)合成反應(yīng)放出的熱量后，由氣冷換熱器上端的熱合成氣出口 6 流出，通過管路進入塔式反應(yīng)器下端安裝的進氣口 9，然后由孔板組成的氣體分布器10，將合成氣均布后進入裝有催化劑的列管內(nèi)，進行合成反映。反應(yīng)后的氣體通過螺旋式氣液固分離器，將氣液固分離后進入下一工段。為防止反應(yīng)溫度過高，在塔式反應(yīng)器內(nèi)的氣冷換熱器上部，安裝有水冷換熱器，通過水冷卻將反應(yīng)溫度降低，同時水冷換熱器的吸收了大量反應(yīng)放出的熱量水，可以作為熱源使用。如年產(chǎn)10萬噸一步法合成二甲醚淤漿床反應(yīng)器，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)內(nèi)徑3. ail，高20m， 內(nèi)置400根Φ38X 2換熱器，惰性熱載體石蠟油68噸，裝填工業(yè)甲醇合成催化劑與甲醇脫水催化劑組成的雙功能細粒度催化劑34. 46噸。在溫度240°C，壓力6. OMPa,空速1. OL/ g *h，H2含量65. 77%，CO含量32. 84%，CO2含量1. 39%。CO的轉(zhuǎn)化率8 O %，二甲醚的選擇性為8 8 %, CO2的選擇性0. 8%，C2以上的選擇性0. 01%。對比實例在相同的反應(yīng)條件下，采用一般的鼓泡床反應(yīng)器，CO的轉(zhuǎn)化率75%，二甲醚的選擇性為8 5%，(X)2的選擇性2. 3%，C2以上的選擇性0. 03%。
權(quán)利要求1.一種二甲醚合成反應(yīng)器，包括塔式反應(yīng)器、安裝在塔式反應(yīng)器內(nèi)的換熱器，其特征在于在塔式反應(yīng)器(1)內(nèi)由上至下安裝有水冷換熱器和氣冷換熱器，在塔式反應(yīng)器上端安裝有分離器(13)，在塔式反應(yīng)器下端安裝有進氣口(9)，在塔式反應(yīng)器內(nèi)氣冷換熱器與進氣口之間安裝有氣體分布器(10)，在塔式反應(yīng)器上安裝有與水冷換熱器相連通的進水口 (11)和出水口(12)，在塔式反應(yīng)器上由上至下安裝有與氣冷換熱器相連通的熱合成氣出口 (6)和冷合成氣進口(8)，熱合成氣出口(6)通過管路與塔式反應(yīng)器下端安裝的進氣口(9) 相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二甲醚合成反應(yīng)器，其特征在于在上述水冷換熱器是由相對安裝在塔式反應(yīng)器(1)內(nèi)的兩孔板(4)和安裝在兩孔板之間的列管(2)組成，兩孔板之間、 列管外壁和塔式反應(yīng)器內(nèi)壁組成密閉的熱交換空間(3)，進水口(11)和出水口(12)由下至上順序安裝在塔式反應(yīng)器上，并于熱交換空間相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二甲醚合成反應(yīng)器，其特征在于上述氣冷換熱器是由相對安裝在塔式反應(yīng)器(1)內(nèi)的兩孔板和安裝在兩孔板之間的列管組成，兩孔板之間、列管外壁和塔式反應(yīng)器內(nèi)壁組成密閉的氣體熱交換空間，熱合成氣出口(6)和冷合成氣進口(8)與氣體熱交換空間相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二甲醚合成反應(yīng)器，其特征在于上述氣體分布器(10)為孔板，孔板的外圓與塔式反應(yīng)器(1)內(nèi)壁密閉相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二甲醚合成反應(yīng)器，其特征在于在上述水冷換熱器和氣冷換熱器的列管內(nèi)裝有催化劑(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二甲醚合成反應(yīng)器，其特征在于上述分離器(13)為螺旋式氣液固分離器。
專利摘要本實用新型涉及一種合成反應(yīng)器，特別是一種用于二甲醚合成的反應(yīng)器，該合成反應(yīng)器包括塔式反應(yīng)器、安裝在塔式反應(yīng)器內(nèi)的換熱器，其特征在于在塔式反應(yīng)器內(nèi)由上至下安裝有水冷換熱器和氣冷換熱器，在塔式反應(yīng)器上端安裝有分離器，在塔式反應(yīng)器下端安裝有進氣口，在塔式反應(yīng)器內(nèi)氣冷換熱器與進氣口之間安裝有氣體分布器，在塔式反應(yīng)器上安裝有與水冷換熱器相連通的進水口和出水口，在塔式反應(yīng)器上由上至下安裝有與氣冷換熱器相連通的熱合成氣出口和冷合成氣進口，熱合成氣出口通過管路與塔式反應(yīng)器下端安裝的進氣口相連通。本合成反應(yīng)器可提高CO的單程轉(zhuǎn)化率和二甲醚的選擇性，延長了催化劑的壽命，合理的回收了能量，降低了生產(chǎn)成本、提高了催化效果。
文檔編號B01J8/06GK202191894SQ20112032116
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者任立軍, 劉殿華, 宋彩霞, 應(yīng)衛(wèi)勇, 張建壽, 房鼎業(yè), 李剛健, 潘強, 焦洪橋, 羅春桃, 顏蜀雋 申請人:華東理工大學, 神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司