本實用新型涉及一種設高效換熱層的固定床加氫反應器，特別涉及一種用于蒽醌法制備雙氧水的固定床加氫反應器。

背景技術：

加氫反應為放熱反應，隨著高效催化劑的投用，蒽醌加氫反應的氫化效率不斷提高，單位體積內(nèi)反應熱增多，催化劑床層溫升也逐漸提高，若反應熱量不及時移出，易導致降解物增多。專利CN104843648 A公布了一種每段催化劑層下部設格柵形換熱層的固定床加氫反應系統(tǒng)，實際應用中也有采用反應器下段加列管式換熱段的方式，但均因加氫反應液相為滴流狀態(tài)，換熱管上液相不能充滿，且液相難以在換熱管上均勻分布，存在換熱效果差，設備投資高的問題。并且隨著裝置規(guī)模的擴大，加氫反應器體積的不斷增大，內(nèi)置列管式換熱器存在制造難度大，焊點多，易泄漏等問題。傳統(tǒng)的加氫反應器是在設備下封頭上方筒體部位做支撐板，支撐板上鋪設支撐瓷球，支撐瓷球上再鋪設催化劑層，封頭部位的空間未得以充分利用。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種設高效換熱層的固定床加氫反應器。設備利用率高，結構簡單，且設備投資低。

本實用新型的技術方案：一種設高效換熱層的固定床加氫反應器，包括加氫反應器殼體、液相進料管、氣液分布器、催化劑層、換熱層，氣液分布器設置在加氫反應器殼體內(nèi)液相進料管的下方；催化劑層為一段或多段，設置在加氫反應器殼體內(nèi)氣液分布器的下方；換熱層設置在催化劑層下方的加氫反應器下封頭部位；封頭內(nèi)設有換熱盤管，再以瓷球填充封頭，瓷球上鋪設絲網(wǎng)層；絲網(wǎng)層以上為加氫催化劑層。

本實用新型工作時，氣液相從反應器頂部進入，液相經(jīng)過氣液分布器分布均勻后以滴流形式與氫氣并流通過催化劑層，經(jīng)催化劑催化加氫反應放出大量反應熱后再通過換熱層換熱，移出部分熱量，氣液混相從氣液相出口管流入下一反應器。

本實用新型的催化劑層可設一段催化劑或多段催化劑，當采用多段催化劑時，段間設有液相收集盤及氣液再分布器。

本實用新型的換熱層可根據(jù)溫度控制要求設在每層催化劑下游，若設置在中間段催化劑下部，可采用瓷球或催化劑覆蓋盤管的方式；若設在下封頭部位，封頭內(nèi)設換熱盤管，再以瓷球填充封頭，瓷球上鋪設絲網(wǎng)層，絲網(wǎng)層以上為加氫催化劑層。

本實用新型的換熱盤管可采用1～50組排列蛇形盤管或1～50列排列蛇形盤管或1～50組直立式蛇形盤管或多組U型管串聯(lián)/并聯(lián)的形式。

本實用新型所述的換熱盤管的直徑為DN25 ～DN50。

本實用新型的換熱盤管可根據(jù)換熱面積的要求從封頭延伸至設備殼體部位。

本實用新型的盤管可設一組進出口（有集合管），也可根據(jù)換熱盤管的組或列數(shù)分設多個進出口（無集合管）。

本實用新型的瓷球裝填高度高出最上層盤管50～400mm。

本實用新型的填充瓷球的直徑為φ10～φ50mm。

本實用新型可采用多臺反應器串聯(lián)，一起完成加氫反應。

本實用新型的優(yōu)點是：換熱盤管制造容易，不易泄露；換熱盤管用瓷球或催化劑覆蓋，氣液兩相流在瓷球或催化劑層中分布均勻，與換熱盤管的接觸面積大，換熱效率高；換熱盤管設在催化劑層內(nèi)或下封頭部位，省去了換熱層的高度，充分有效的利用了封頭的容積，封頭內(nèi)鋪設瓷球作為下段催化劑層的支撐，減少了反應器內(nèi)部的一層支撐板結構，縮短了反應器高度，降低制造成本。

附圖說明

圖1為設高效換熱層固定床加氫反應器一種結構示意圖。

圖中：1-加氫反應器殼體；2-液相進料管；3-氣液分布器；4-催化劑層；5-冷卻水出口管；6-冷卻水入口管；7-氣液相出口管；8-換熱層；9-絲網(wǎng)層；10-氫氣進料管。

圖2 為組排列蛇形盤管俯視圖。

圖3 為列排列蛇形盤管俯視圖。

圖4 為U形盤管府視圖。

圖5 為直立式蛇形盤管正視圖。

圖6 為多層催化劑的一種層間結構示意圖。

圖中：11-催化劑層；12-絲網(wǎng)層；13-換熱層；14-集液盤；15-再分布器。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型所述的設高效換熱層的固定床加氫反應器，包括殼體1，殼體內(nèi)由上至下依次為氣液分布器3、催化劑層4、絲網(wǎng)層9及換熱層8。殼體上焊接與殼體1內(nèi)腔相連通的氫氣進料管10、液相進料管2、氣液相出口管7；殼體上還焊接伸入殼體內(nèi)部的冷卻水入口管6和冷卻水出口管5。換熱層內(nèi)盤管的選用形式及換熱面積根據(jù)反應物料的量及所需溫降確定；瓷球的直徑根據(jù)催化劑的直徑及所需控制的阻力降確定；瓷球的填充高度以將換熱盤管覆蓋住為宜。

實施例1

某雙氧水裝置氫化塔，設兩節(jié)反應器，反應器直徑為3m，第一節(jié)反應器底部設換熱層，要求溫降3℃。盤管規(guī)格選用DN25，換熱層設10列蛇管；選用φ10~30mm瓷球裝填至高出最上層蛇管200mm處。

實施例2

某雙氧水裝置氫化塔，設三節(jié)反應器，反應器直徑為3.2m，前兩節(jié)反應器底部設換熱層，要求溫降3℃。盤管規(guī)格選用DN32，換熱層設15組蛇管；選用φ10~30mm瓷球裝填至高出最上層蛇管250mm處。

實施例3

某雙氧水裝置氫化塔，設三節(jié)反應器，反應器直徑為4m，前兩節(jié)反應器底部設換熱層，要求溫降4℃。盤管規(guī)格選用DN32，換熱層設20組直立式蛇管；選用φ10~30mm瓷球裝填至高出最上層蛇管300mm處。

實施例4

某雙氧水裝置氫化塔，設三節(jié)反應器，反應器直徑為4.2m，前兩節(jié)反應器底部設換熱層，要求溫降5℃。換熱層設30組蛇管；選用φ10~30mm瓷球裝填至最上層蛇管的上方300mm處。