用于兩相及兩相以上的催化吸熱反應的反應釜制造技術

本發明專利技術公開了一種用于兩相及兩相以上的催化吸熱反應的反應釜，所述反應釜包括保溫層、保溫材料和一個或一個以上反應單元，所述保溫層包裹在所有反應單元的外部，下進上出或上進下出；并根據實際情況添加換熱器，將出口產物與入口原料進行換熱，所述反應單元包括反應段和加熱段，所述反應段的內部填充有催化劑，加熱段內設置有加熱裝置；所述反應單元之間依次連接，反應原料由反應釜入口進入，依次通過每個反應單元進行吸熱反應，反應產物從出口排出。本發明專利技術采用模塊化設計，可以根據反應的實際需要選擇反應單元的數量、保溫方式及加熱方式，并對加熱設備分別進行控制，根據需要分別控制每個加熱單元的實際補熱溫度以及熱量，根據實際情況添加換熱器，極大地提高能源的利用效率，并且使反應更加完全、可控，且避免加熱過程中因局部過熱而產生的副反應。

Reaction kettle for catalytic endothermic reactions of two phases and more than two phases

The invention discloses a method for phase and Two-phase Catalytic endothermic reaction above the reactor, the reactor comprises a heat insulation layer, heat insulating materials and one or more reaction unit, the insulating layer is wrapped outside all reaction unit, under the upper or upper lower; and add heat according to the actual situation, the export of products and raw material entrance heat exchanger, the reaction unit comprises a reaction section and a heating section, the inside of the reaction section is filled with catalyst, heating section is provided with a heating device; the reaction unit is connected by reaction raw materials into reactor entrance to an endothermic reaction followed by each reaction unit, the reaction product is discharged from an outlet. The invention adopts modular design, can choose the quantity, reaction unit insulation and heating mode according to the actual needs of the reaction, and the heating equipment are controlled respectively control each heating unit according to the actual need of heat temperature and heat, according to the actual situation of adding heat exchanger, greatly improve the efficiency of energy use. And the reaction is more complete, controllable, and avoid the side effects caused by local overheating during heating.

【技術實現步驟摘要】
用于兩相及兩相以上的催化吸熱反應的反應釜
本專利技術屬于化工設備領域，特別涉及一種用于兩相及兩相以上的催化吸熱反應的反應釜。
技術介紹
反應釜是進行化學反應的必要容器，廣泛應用于石油、化工、農藥、食品、橡膠、醫藥等行業。其內部化學反應過程復雜多變，常伴隨著放熱或吸熱。溫度是化學反應的重要條件，溫度的高低直接影響釜內化學反應的進行，包括：是否有副反應產生、是否會結焦、原料的利用率等。特別是對于吸熱反應，熱量的供應，局部溫度是否會過高都會引起一系列問題，反應釜的溫度控制是化工業重要內容，其作為控制對象，具有非線性、時變、大滯后等特點，這些特點決定了反應釜溫度控制是控制工程中的難點。溫度控制的指標包括升溫速度、溫度超出給定溫度的超調量、穩定性等。中國專利CN201420287121.4公開了一種溫控反應釜，包括罐體，所述罐體頂部設有蓋體，所述蓋體上貫穿設有加料管和排壓管，所述罐體的底部設有排料口，所述罐體的中部設有水動力裝置，水動力裝置的側面分別連接上循環管和下循環管；所述水動力裝置中設有濾網，濾網將水動力裝置內部分為上下兩個部分，下方空腔連接下循環管，所述水動力裝置的土方空腔內設有導向套，導向套內部設有動力葉輪，且水動力裝置的上方空腔連接上循環管。現有的反應釜溫度控制多設置在反應釜外部，并且只能感知整體的溫度進行溫控，無法及時感應到內部的溫度變化，以及每一段反應的溫度變化，反應滯后。尤其對于兩相或多相吸熱反應，溫度的細微變化，都會對最終產物的產率產生嚴重影響。因此亟需可以對吸熱反應進行多段溫控的反應釜。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可以適用于兩相或兩相以上催化吸熱反應的反應釜。為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術手段：一種用于兩相及兩相以上催化吸熱反應的反應釜，其特征在于：所述反應釜包括保溫層和一個或一個以上反應單元，所述保溫層包裹在所有反應單元的外部；所述反應單元包括反應段和加熱段，所述反應段的內部填充有催化劑，加熱段內設置有加熱裝置，加熱段設置在反應段下部；所述反應單元之間依次連接，反應原料由反應釜的入口進入，依次通過每個反應單元進行吸熱反應，反應產物從反應釜的出口排出，將反應釜出口的高溫產物和入口的低溫原料進行換熱。若所述反應產物的溫度高于反應原料的溫度,將反應產物作為導熱介質對進入反應釜前的反應原料進行加熱，采用的設備為夾套式換熱器、板式換熱器、沉浸式蛇管(或盤管)換熱器、管殼式換熱器或雙管板換熱器。但不限于以上設備。所述加熱裝置為電加熱器、紅外加熱器、電磁加熱器、微波加熱器或者管道加熱器。所述反應釜設置有溫度控制器，用于控制每個加熱裝置的溫度。所述反應釜內設置有支撐架，反應單元固定在支撐架上，所述反應單元之間以及反應段和加熱段之間通過隔層隔開；所述隔層為網狀物、隔膜或分子篩。但不限于上述材料。所述催化劑為顆粒狀，填充方式為固定床、流化床等。所述反應釜的入口設置在反應釜的上端或下端，相應的反應釜的出口設置在反應釜的下端或上端。所述保溫層包括保溫層內層、保溫層外層及內外層之間填充的保溫材料，保溫層內層和保溫層外層之間抽真空，所述保溫層內層涂敷熱輻射反射涂層或纏繞熱輻射反射材料。所述保溫材料為玻璃纖維、聚氨酯、巖棉、珠光砂或氣凝膠，但不限于以上材料。對于大部分吸熱反應而言，由于反應的進行，體系的溫度會逐漸降低，如果反應完全需要更高的溫度及能耗，多段補熱能有效提高反應的轉化率并減低能耗。本專利技術采用模塊化設計，反應物先通過加熱段被加熱到適合的溫度，再在催化劑的作用下進行反應，可以根據反應的實際需要選擇反應單元的數量以及保溫方式及加熱方式，并對加熱設備分別進行控制，根據需要分別控制每個加熱層的實際補熱溫度以及熱量，根據實際情況添加換熱器，極大的提高的能源的利用率，并且使反應更加完全、可控，并可以避免加熱過程中因局部過熱而產生的副反應。將反應完以后帶有熱量的氣液給入口的原料進行預熱，能有效的提高能源利用率。附圖說明圖1是本專利技術實施例1反應單元的結構示意圖。圖2是本專利技術實施例1反應釜的結構示意圖。具體實施方式下面結合具體的附圖和實施例對本專利技術作進一步的說明。實施例1如圖1和2所示的用于裂解的反應釜，包括保溫層和三個反應單元，保溫層包裹在所有反應單元的外部，下部設置有入口,上部設置有出口。保溫層包括保溫層內層、保溫層外層，保溫層內層外表面的鍍銀層，保溫層內層和保溫層外層之間抽真空形成真空層，并填充玻璃纖維。反應釜內設置有支撐架，反應單元固定在支撐架上。反應單元包括反應段和加熱段，反應層的內部填充有催化劑，加熱層內設置有電加熱器。反應單元之間依次連接之間通過網狀物隔開。反應釜設置有溫度控制器，用于控制每個加熱裝置的溫度。JP-10(純碳氫化合物-掛式-四氫雙環戊二烯二聚物)裂解反應，在500℃時裂解率不高，而超過600℃時又嚴重結焦，使用分段式反應釜能有效的補熱，使用三個反應單元溫度分別控制在520℃、535℃、550℃，在催化劑條件下轉化率達到90％以上，主要裂解產物為乙烯、丙烯、環戊二烯、乙烯基取代環戊烯等可用于燃燒的氣體。實施例2甲醇重整制氫反應釜，包括保溫層和4個反應單元，保溫層包裹在所有反應單元的外部，下部設置有入口,上部設置有出口。保溫層包括保溫層內層、保溫層外層，保溫層內層外表面依次間隔包裹2層保溫材料和2層反光錫紙，保溫層內層和保溫層外層之間抽真空形成真空層，并填充氣凝膠。反應釜內設置有支撐架，反應單元固定在支撐架上。反應單元包括反應段和加熱段，反應層的內部填充有催化劑，加熱層內設置有管道加熱器。由于產生的氣體帶有大量的熱量，可以給進入液進行換熱。反應單元之間依次連接之間通過網狀物隔開。反應釜設置有溫度控制器，用于控制每個加熱裝置的溫度。甲醇和水裂解反應，溫度高會促進甲醇裂解，但是溫度過高導致CO含量變高，而CO會使很多催化劑失活，限制應用范圍。將4個反應單元溫度都控制在260℃，甲醇的轉化率達75％以上，CO含量小于1％。實施例3液態氫源材料十二氫咔唑脫氫反應釜，包括保溫層和3個反應單元，保溫層包裹在所有反應單元的外部，下部設置有入口,上部設置有出口。保溫層包括保溫層內層、保溫層外層，保溫層內層外表面依次間隔包裹2層保溫材料和2層反光錫紙，保溫層內層和保溫層外層之間抽真空形成真空層，并填充巖棉。反應釜內設置有支撐架，反應單元固定在支撐架上。反應單元包括反應段和加熱段，反應層的內部填充有催化劑，加熱層內設置有電加熱器。由于產生的氣體帶有大量的熱量，可以給進入液進行換熱。反應單元之間依次連接之間通過網狀物隔開。反應釜設置有溫度控制器，用于控制每個加熱裝置的溫度。液態氫源材料脫氫溫度過低會使脫氫率降低，溫度過高容易發生副反應。將3個反應單元溫度控制在180℃、190℃、200℃，脫氫產物為咔唑,脫氫率達到95％以上，無副反應發生。雖然本專利技術已以較佳實施例公開如上，但實施例和附圖并不是用來限定本專利技術，任何熟悉此技藝者，在不脫離本專利技術之精神和范圍內，自當可作各種變化或潤飾，但同樣在本專利技術的保護范圍之內。因此本專利技術的保護范圍應當以本申請的權利要求保護范圍所界定的為準。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于兩相及兩相以上催化吸熱反應的反應釜，其特征在于：所述反應釜包括保溫層和一個或一個以上反應單元，所述保溫層包裹在所有反應單元的外部；所述反應單元包括反應段和加熱段，所述反應段的內部填充有催化劑，加熱段內設置有加熱裝置；所述反應單元之間依次連接，反應原料由反應釜的入口進入，依次通過每個反應單元進行吸熱反應，反應產物從反應釜的出口排出。

【技術特征摘要】
1.一種用于兩相及兩相以上催化吸熱反應的反應釜，其特征在于：所述反應釜包括保溫層和一個或一個以上反應單元，所述保溫層包裹在所有反應單元的外部；所述反應單元包括反應段和加熱段，所述反應段的內部填充有催化劑，加熱段內設置有加熱裝置；所述反應單元之間依次連接，反應原料由反應釜的入口進入，依次通過每個反應單元進行吸熱反應，反應產物從反應釜的出口排出。2.根據權利要求1所述的反應釜，其特征在于：若所述反應產物的溫度高于反應原料的溫度,將反應產物作為導熱介質對進入反應釜前的反應原料進行加熱，采用的設備為夾套式換熱器、板式換熱器、沉浸式蛇管或盤管換熱器、管殼式換熱器或雙管板換熱器。3.根據權利要求1所述的反應釜，其特征在于：所述加熱裝置為電加熱器、紅外加熱器、電磁加熱器、微波加熱器或者管道加熱器。4.根據權利要求3所述的反應釜，其特征在于：所述反...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程寒松，孫雁龍，管一龍，葉飛，
申請(專利權)人：江蘇氫陽能源有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32