一種適于變換工段中凈化和變換反應(yīng)的反應(yīng)器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種適用于一氧化碳變換工段中凈化和變換的反應(yīng)器。該反應(yīng)器在其中央處裝有管壁上打有小孔的氣體分布管（１）或氣體收集管（２），并相應(yīng)地在其內(nèi)壁四周處裝有氣體收集管（２）或氣體分布管（１）。控制氣體流動(dòng)方向，使得只有從氣體收集管（２）中出來的氣體才能流出凈化或催化床層，而從氣體分布管（１）出來的氣體經(jīng)凈化或催化床層沿徑向方向流向氣體收集管（２）。由于徑向流動(dòng)，本實(shí)用新型專利技術(shù)反應(yīng)器的床層阻力大大下降。（*該技術(shù)在2010年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本技術(shù)涉及一種用于一氧化碳變換系統(tǒng)中對(duì)原料氣進(jìn)行凈化或變換的反應(yīng)器，具體地講，本技術(shù)涉及一種用于一氧化碳變換系統(tǒng)中對(duì)原料氣進(jìn)行凈化或變換的徑向或軸徑向反應(yīng)器。在中國(guó)廣大的中小氮肥裝置中，一般的操作壓力為2.0MPa和0.8MPa左右，隨著操作周期的延長(zhǎng)和催化劑的粉化，催化劑床層阻力有時(shí)高達(dá)0.2MPa，直接影響著生產(chǎn)的正常進(jìn)行和節(jié)能。在中國(guó)特色的造氣工藝所產(chǎn)生的半水煤氣中，一般含有0.2～0.5％的氧，有時(shí)含量甚至高達(dá)0.8％。這對(duì)于鐵鉻系中變催化劑來說，易造成換催化劑粉化，使得床層阻力逐年增加；對(duì)于Co-Mo系變換催化劑來說，由于催化劑中含有大量的鉀，在半水煤氣中氧的作用下易形成K2SO4，導(dǎo)致催化劑快速失活，極端的情況下7天就造成了整爐催化劑的報(bào)廢。而對(duì)于脫氧反應(yīng)來講，其KP常數(shù)在1050數(shù)量級(jí)上，反應(yīng)速率的主要控制因素為擴(kuò)散控制。減少凈化劑的粒度，會(huì)顯著提高凈化劑脫氧反應(yīng)速率，從而提高原料凈化過程中氧的轉(zhuǎn)化率。但是，如果使用軸向反應(yīng)器，較小的凈化劑顆粒，會(huì)使床層壓降急劇上升，影響正常生產(chǎn)過程。無論是變換反應(yīng)，還是凈化反應(yīng)，降低床層的阻力，會(huì)顯著改善工藝運(yùn)行狀況。在中國(guó)專利申請(qǐng)CN89109776.7中公開了一種可以將軸向流動(dòng)的反應(yīng)氣體基本上變?yōu)閺较蛄鲃?dòng)的變換反應(yīng)器。該反應(yīng)器可以由原反應(yīng)器現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改造，即在現(xiàn)有反應(yīng)器內(nèi)插入兩個(gè)沿高度基本上穿孔的圓柱型壁。但由于反應(yīng)器半徑相對(duì)于人口要大得多，上述改造須從人口將兩個(gè)圓柱型壁插入，所以需要將圓柱型壁分割成能從人口穿過的多個(gè)部分，然后再在反應(yīng)器內(nèi)裝配(焊接)。因而這種現(xiàn)場(chǎng)改造有許多不便之處。本技術(shù)的目的就是提供一種便于現(xiàn)場(chǎng)改造的、可以降低床層阻力的軸徑向變換反應(yīng)器或凈化反應(yīng)器。本技術(shù)的目的可以通過如下方式實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)器的中央裝有管壁上打有小孔的氣體分布管1或氣體收集管2，而相應(yīng)地在氣體分布管1或氣體收集管2的周圍，最好在反應(yīng)器殼體的內(nèi)壁處，裝有氣體收集管2或氣體分布管1；氣體進(jìn)入氣體分布管1或氣體收集管2的管內(nèi)后基本上沿反應(yīng)器的軸向方向流動(dòng)；控制氣體流動(dòng)方向，使得從氣體分布管1處流出的氣體經(jīng)凈化或催化床層流向氣體收集管2，而只有從氣體收集管2出口出來的氣體才能流出凈化或催化床層，如附圖說明圖1和圖2所示。這樣，盡管反應(yīng)氣體在氣體分布管1或氣體收集管2之內(nèi)是軸向流動(dòng)，但在氣體分布管1和氣體收集管2之間，氣體通過氣體分布管1和氣體收集管2管壁上的小孔，形成了徑向流動(dòng)，從而使整個(gè)反應(yīng)器變?yōu)閺较蚍磻?yīng)器或軸徑向反應(yīng)器，大大降低了凈化或催化床層所產(chǎn)生的阻力降。如果系統(tǒng)中所用的反應(yīng)器不是單段的反應(yīng)器，那么可以在反應(yīng)器的殼體內(nèi)裝有蓖子板7，利用蓖子板7控制氣體流出凈化或催化床層的位置，即控制氣體只能從氣體收集管2的出口流出凈化或催化床層，而不能從氣體分布管1處流出凈化或催化床層，如圖3、圖4和圖5所示。這樣，氣體在氣體分布管1和氣體收集管2之間仍然可以形成了徑向流動(dòng)，使得該段反應(yīng)器變?yōu)閺较蚍磻?yīng)器或軸徑向反應(yīng)器。在氣體分布管1和氣體收集管2的管壁上打有小孔，目的是利于反應(yīng)氣體通過，從而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)氣體在氣體分布管1和氣體收集管2之間形成徑向流動(dòng)，因而小孔的形狀、分布并無特別限制。本技術(shù)的反應(yīng)器可以有多種結(jié)構(gòu)組合。例如，可以在反應(yīng)器的中央安裝一個(gè)氣體分布管1，在反應(yīng)器內(nèi)壁四周均勻安裝3個(gè)或3個(gè)以上的氣體收集管2，這樣從氣體分布管1的管壁小孔出來的氣體，經(jīng)過凈化劑或催化劑，向外沿徑向方向流向氣體收集管2，并通過氣體收集管2流出凈化或催化床層；氣體收集管2的個(gè)數(shù)最好在6～30個(gè)之間，氣體收集管2的個(gè)數(shù)太少，不利于氣體收集，易造成反應(yīng)不均勻和氣體偏流，而氣體收集管2的個(gè)數(shù)太多，則會(huì)增加不必要現(xiàn)場(chǎng)改造工作量。也可以在反應(yīng)器的中央安裝一個(gè)氣體收集管2，而在反應(yīng)器內(nèi)壁四周均勻安裝3個(gè)或3個(gè)以上的氣體分布管1，這樣從氣體分布管1的管壁小孔出來的氣體，經(jīng)過凈化劑或催化劑，向內(nèi)沿徑向方向流向氣體收集管2，并通過氣體收集管2流出凈化或催化床層；氣體分布管1的個(gè)數(shù)最好在6～30個(gè)之間，氣體管分布的個(gè)數(shù)太少，不利于氣體收集，易造成反應(yīng)不均勻和氣體偏流，而氣體分布管1的個(gè)數(shù)太多，則會(huì)增加不必要現(xiàn)場(chǎng)改造工作量。當(dāng)然，也可以在反應(yīng)器的中央處安裝一個(gè)以上的氣體分布管1或氣體收集管2，不過這樣做的優(yōu)點(diǎn)并不明顯，相反卻增加了現(xiàn)場(chǎng)改造的工作量。實(shí)際上，在反應(yīng)器的中央處安裝一個(gè)管徑較大的氣體分布管1或氣體收集管2，就可以很好地起到分布或收集氣體的作用。氣體分布管1和氣體收集管2的橫截面外形無特別限制，只要便于施工、節(jié)省材料即可。例如，其橫截面外形可以是圓形、橢圓形、三角形、矩形、多邊形或半圓形。氣體分布管1的橫截面外形和氣體收集管2的橫截面外形可以相同，也可以不同，例如反應(yīng)器中央處的管子(氣體分布管1或氣體收集管2)可以選用圓管，而反應(yīng)器內(nèi)壁四周處的管子(氣體收集管2或氣體分布管1)可以選用三角形管，而且可以只用三角形的兩邊，再借助反應(yīng)器殼體的內(nèi)壁一起構(gòu)成三角形管。變換系統(tǒng)中反應(yīng)器的人孔一般為Φ500mm。現(xiàn)場(chǎng)改造時(shí)，氣體分布管1和氣體收集管2的外徑應(yīng)當(dāng)小于人孔直徑，否則無法進(jìn)入人孔；但氣體分布管1和氣體收集管2的管徑也不宜太小，管子太細(xì)，就必須增加數(shù)目，反而增加了改造的工作量。所以對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)改造來說，氣體分布管1和氣體收集管2的外徑一般控制在100～450mm之間，而且氣體分布管1的外徑可以和氣體收集管2的外徑相同，也可以不同。氣體分布管1和氣體收集管2的長(zhǎng)度隨反應(yīng)器規(guī)格的不同而不同。大的反應(yīng)器可以安裝較長(zhǎng)的氣體分布管1和氣體收集管2，小的反應(yīng)器只能安裝較短的氣體分布管1和氣體收集管2。一般而言，氣體分布管1和氣體收集管2的長(zhǎng)度可以控制在400～2000mm之間，而且二者的長(zhǎng)度可以相同，也可以不同。本技術(shù)的反應(yīng)器中，氣體在氣體分布管1和氣體收集管2之間形成徑向流動(dòng)，顯著降低了床層阻力，使得使用較小顆粒的凈化劑或催化劑成為可能，從而可以顯著提高系統(tǒng)的凈化效率或催化效率。盡管本技術(shù)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)可以作到基本上完全的徑向流動(dòng)，但并不排除反應(yīng)器中的軸向流動(dòng)，即按照本技術(shù)的思路，可以使得反應(yīng)器中既有徑向流動(dòng)，又有軸向流動(dòng)。具體采用那種方式隨具體情況而定。同時(shí)，本技術(shù)的反應(yīng)器特別適合于現(xiàn)場(chǎng)改造，即把現(xiàn)有的高阻力的軸向流反應(yīng)器改造成為低阻力的徑向流反應(yīng)器系統(tǒng)或軸徑向流反應(yīng)器系統(tǒng)。本技術(shù)反應(yīng)器的內(nèi)件制作簡(jiǎn)單，安裝方便，安裝時(shí)可避開催化劑裝料口和卸料口，只需把氣體分布管和氣體收集管制作完畢，通過人孔進(jìn)入反應(yīng)器，進(jìn)行安裝即可。雖然本技術(shù)的反應(yīng)器特別適合于現(xiàn)場(chǎng)改造，但新反應(yīng)器制造時(shí)采用本技術(shù)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，完全可以達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)改造的效果，多數(shù)情況下可能會(huì)超過現(xiàn)場(chǎng)改造的效果。另外，盡管在上面的論述中以及下面的實(shí)施方案中，本技術(shù)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)只是用于變換系統(tǒng)的凈化或催化反應(yīng)中，實(shí)際上本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，完全可以不經(jīng)任何創(chuàng)造性勞動(dòng)地將這種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)用于變換系統(tǒng)的其它反應(yīng)過程，例如在K/γ-Al2O3上水解變換氣中有機(jī)硫的過程以及采用Fe2O3、ZnO、活性炭等脫硫劑干法脫硫的過程。再進(jìn)一步地講，凡是床層中裝有催化劑或其它顆粒狀物質(zhì)時(shí)，均可以采用本技術(shù)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，來降低床層阻力本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于一氧化碳變換系統(tǒng)中的反應(yīng)器，該反應(yīng)器既可用于原料氣體的凈化處理，也可用于一氧化碳的變換反應(yīng)，其特征是在反應(yīng)器殼體的中央處裝有管壁上打有小孔的氣體分布管（１）或氣體收集管（２），并相應(yīng)地在反應(yīng)器殼體的內(nèi)壁四周處裝有氣體收集管（２）或氣體分布管（１）。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周紅軍，蔡亮，馮兵，王贊鋒，楊彥偉，王毓秀，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石化集團(tuán)齊魯石油化工公司，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：37[中國(guó)|山東]