一種用于甲醇合成反應器的氣體分布器制造技術

本發明專利技術涉及一種用于甲醇合成反應器的氣體分布器，包括設置在合成器殼體內的氣體分布器，所述氣體分布器包括與設置在殼體上的進氣孔相連通的筒體，所述筒體的側壁上設有多個供原料氣穿過的氣孔，其特征在于所述的筒體包括內筒和套設在所述內筒外的外筒，所述內筒的側壁上設有多個出氣孔，各所述出氣孔的直徑為1.5-2.5mm，并且每平方米上開孔10000-10500個；所述外筒為網狀結構，外筒和內筒之間填充有顆粒狀耐火球；所述筒體的上端設有可拆卸封蓋。與現有技術相比，本發明專利技術的優點在于：通過分布器后，流體均勻、徑向流經床層，提高反應器的效率；在分布器筒節處裝填催化劑，避免催化劑裝填時反復切割、組焊設備筒體，消除因切割殼體帶來的安全隱患；可以近距離觀察催化劑裝填情況；催化劑搭橋、結焦可以處理；加工方便易行。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及到化工設備領域，具體指一種用于甲醇合成反應器的氣體分布器。
技術介紹
甲醇制低碳烯烴工藝中，甲醇合成反應器是關鍵設備。設計合理的甲醇合成反應器應做到催化床的溫度易于控制，調節靈活，合成反應的轉化率高，催化劑生產強度大，能從較高位能回收反應熱，床層中氣體分布均勻，低壓降；結構上簡單緊湊，催化劑裝卸方便；且方便制造、維修、運輸和安裝。副產蒸汽的百萬噸級軸徑向甲醇合成反應器，原料氣徑向流動通過催化劑床層進行反應。由于氣體為徑向流動，流道短，反應器的壓降小，可以降低甲醇生產的功耗。催化劑裝填在冷卻管外，冷卻管內走飽和沸騰水作為冷卻介質用以移走反應熱，同時副產中壓蒸汽。以沸騰水作為冷卻介質可以簡單而有效地控制反應器內催化床層的溫度在最佳反應溫度附近，同時副產中壓蒸汽，回收高位能量，能量利用合理。百萬噸級徑向甲醇反應器是甲醇生產裝置中最為關鍵的設備，而其中的徑向氣體分布器又是反應器的重要部件之一，分布器設計好壞直接影響了反應氣是否均勻、徑向流經床層以及催化劑裝卸是否方便。現有的徑向甲醇合成器通常包括筒狀殼體，殼體的上、下兩端分別設有上封頭和下封頭；氣體分布器縱向設置在殼體內，一端與反應器進氣口接管對接焊接在一起，另一端用盲板封閉，分布器筒體的側壁上開設大孔，用于氣體的流出，這種結構在小規模裝置中的反應器中使用還可以，但在大規模裝置中，尤其是在百萬噸級甲醇反應器中使用存在以下弊端①通過分布器預分布的反應氣在流經床層時容易受到催化劑床層靜壓降的影響而不均勻流經床層，影響反應器的轉化效率；②分布器采用整體結構，催化劑每次裝填時需從反應器封頭和筒體連接處切割開，催化劑安裝完畢后再組焊，操作費時費力，多次切割、組焊對設備運行造成安全隱患；③催化劑裝填情況無從得知更換催化劑時，遇到催化劑搭橋、結焦無法處理。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種氣體分布更加合理且催化劑裝填方便的用于甲醇合成反應器的氣體分布器。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為該用于甲醇合成反應器的氣體分布器，包括設置在合成器殼體內的氣體分布器，所述氣體分布器包括與設置在殼體上的進氣孔相連通的筒體，所述筒體的側壁上設有多個供原料氣穿過的氣孔，其特征在于所述的筒體包括內筒和套設在所述內筒外的外筒，所述內筒的側壁上設有多個出氣孔，各所述出氣孔的直徑為I. 5-2. 5mm，并且每平方米上開孔10000-10500個；所述外筒為網狀結構，夕卜筒和內筒之間填充有顆粒狀耐火球；所述筒體的上端設有可拆卸封蓋。鑒于氣體分布器的強度要求，外筒還可以采用強度更好的格柵結構，并且在外筒的內側內襯金屬網。網狀結構的外筒以及內襯金屬絲網的目的主要是為了防止耐火球從夾層內漏出。上述方案中各所述的出氣孔可以均勻分布；或者，各所述的出氣孔也可以根據床層壓降變化自上至下逐漸增加，床層兩邊壓差越大，開孔數越少；壓差越小，開孔數越多。上述各方案中，較好的，任意相鄰的三個所述的出氣孔分別位于等邊三角形的三個端點位置，其優點在于①管間距相同時，在同等面積上開孔，正三角分布開孔比正方形分布開孔孔數多同等條件下正三角分布開孔比正方形分布開孔更能有效控制催化劑床層溫度。為了方便催化劑的裝填，可以將內筒和外筒設計為分體式的，可以將所述的內筒和所述的外筒橫向分隔為多段，相鄰段之間可拆卸聯接。進一步的，所述內筒和所述外筒的各段又可縱向分隔為多塊，相鄰各塊之間可拆卸聯接。對于可拆卸的分體式結構，內筒和內筒的連接方式可以有多種，較好的，可以在所述外筒的各段、各塊上均設有相對應的內凸的凸起，各相鄰段、各相鄰塊上對應的凸起通過螺釘連接在一起。與現有技術相比，本專利技術的優點在于①通過分布器后，流體均勻、徑向流經床層，提高反應器的效率；②在分布器筒節處裝填催化劑，避免催化劑裝填時反復切割、組焊設備筒體，消除因切割殼體帶來的安全隱患；③可以近距離觀察催化劑裝填情況；④催化劑搭橋、結焦可以處理；⑤加工方便易行。附圖說明圖I為本專利技術實施例中筒體的立體結構示意圖；圖2為本專利技術實施例中筒體平面展開后出氣孔的分布結構示意圖；圖3為本專利技術實施例中筒體內流體均布示意圖；圖4為本專利技術實施例中甲醇合成反應器的縱向剖視圖；圖5為圖I的俯視圖。具體實施例方式以下結合附圖實施例對本專利技術作進一步詳細描述。如圖I至圖5所示，該用于甲醇合成反應器的氣體分布器包括內筒I和外筒2，內筒和外筒之間填充有顆粒狀耐火球3。為了圖面的簡潔，圖中只畫出了一部分耐火球。內筒I和外筒2均包括橫向分隔的多段，各段的端部設有內凸的凸起4，相鄰段上對應的凸起通過螺栓連接在一起。內筒I和外筒2的各段又縱向分隔為多塊，各塊的側緣上也設有內凸的凸起6，相鄰塊上對應的凸起6通過螺栓連接在一起。內筒的筒壁上開設有出氣孔7，外筒的各部分為網狀結構。筒體的上端通過螺栓連接封蓋5。圖3所示為該氣體分布器內流體的流動示意圖。流體沿中心的分流流道A不斷均勻地穿過內筒上的出氣孔7進入催化劑床層8，在催化劑床層8中作徑向流動，反應后穿過外收集筒，進入集流流道B，經集流后出反應器9。要使流體沿催化床層軸向高度徑向均勻分布，其必要條件是內外集流環面上靜壓P’ A與P’ B的壓差沿軸向各高度上保持相等，即P' A0-p' B0 = P' A1~P ' BI=P' A2-p ; B2(O=...... =P' Αχ-P ' Bx然而，P’ Αχ和P’ Βχ與分流流道A靜壓P’ Αχ和集流流道B中靜壓P’ Βχ有如下關系p' Αχ=ρΑχ-ΔΑχ(2)p' Βχ=ρΒχ-ΔΒχ(3)式中，ΛΒχ分別為任一高度下分流分布筒穿孔壓降和集流分布筒穿孔壓降。將式(2)和式(3)代入式(I)可得PaO-Pbo- Δ Α(|- Δ Β0=ρΑ1-ρΒ1_ Δ Α1- Δ Β1—Ρα2_Ρβ2_ A Α2_ A β2( 4 )=......=Pax-Pbx- Δ Αχ- Δ Bx如果取0 — 0面始端面為基準面，將ρΑχ和Pbx表示為Paci和Pbci之壓降差,則Pax= (Pax-Pao) +Pao= Δ Ραχ+Ραο(5)pBx= (pBx-pB0) +Pbci= Δ Ρβχ+Ρβο(6)式中Ρω、ρΒ0 一分別為始端面O — O平面的分流流道靜壓和集流流道靜壓；ΛΡαχ、ΔΡβχ 一分別為任一高度分流流道靜壓與始端靜壓之壓差及集流流道與始端靜壓之差。把式(5 )和式(6 )代入式(4)消去ρΑ(ΓρΒ(ι后，可得Δ Α0+ Δ Β0— Δ ρΒ「Δ ρΑ1+ Δ Α1+ Δ Β1— Δ ρΒ2— Δ ρΑ2+ Δ Α2+ Δ Β2(7)=......=Δ ρΒχ- Δ ρΑχ+ Δ Αχ+ Δ Βχ式(7)是徑向反應器流體均布的基本條件式。它說明分流流道靜壓差ΛρΑχ和集流流道靜壓差ΛΡβχ的差別(ΛΡβχ-ΛΡαχ)對流體的均布有著重要的影響，為使流體沿軸向均勻分布，就必須使(Δ ρΒχ- Δ ρΑχ)被其穿孔壓降(Λ Αχ- Λ Βχ- Δ Α0- Δ Β(ι)所平衡。如此，流體均布問題可歸納為分流、集流流道間靜壓差的問題和流體側流穿孔靜壓降的二大問題。徑向反應器的開孔調節是保證流體沿軸向均勻分布的一個重要手段。當流體分布形式和分、集流流道尺寸決定后，則主流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于甲醇合成反應器的氣體分布器，包括設置在合成器殼體內的氣體分布器，所述氣體分布器包括與設置在殼體上的進氣孔相連通的筒體，所述筒體的側壁上設有多個供原料氣穿過的氣孔，其特征在于所述的筒體包括內筒和套設在所述內筒外的外筒，所述內筒的側壁上設有多個出氣孔，各所述出氣孔的直徑為1.5~2.5mm，并且每平方米上開孔10000~10500個；所述外筒為網狀結構，外筒和內筒之間填充有顆粒狀磁石；所述筒體的上端設有可拆卸封蓋。

【技術特征摘要】
1.ー種用于甲醇合成反應器的氣體分布器，包括設置在合成器殼體內的氣體分布器，所述氣體分布器包括與設置在殼體上的進氣孔相連通的筒體，所述筒體的側壁上設有多個供原料氣穿過的氣孔，其特征在于所述的筒體包括內筒和套設在所述內筒外的外筒，所述內筒的側壁上設有多個出氣孔，各所述出氣孔的直徑為I. 5^2. 5mm,并且每平方米上開孔10000^10500個；所述外筒為網狀結構，外筒和內筒之間填充有顆粒狀磁石；所述筒體的上端設有可拆卸封蓋。2.根據權利要求I所述的用于甲醇合成反應器的氣體分布器，其特征在于各所述的出氣孔均勻分布。3.根據權利要求I所述的用于甲醇合成反應器的氣體分布器，其特征在于各所述的出氣孔自上至下逐漸增加，床層兩...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸亞東，肖珍平，趙斌義，劉玉英，應為勇，張唯瑋，周水鈞，雷風林，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中石化寧波工程有限公司，中石化寧波技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：