专利名称:增压内循环无梯度催化反应器的制作方法
本实用新型是关于研究化工反应动力学的反应器。
在现有反应器技术中，驱使大量反应后的气体循环，与少量的新鲜反应气体充分混合，令其通过固体催化剂床层，造成反应区域几乎没有温度梯度、浓度梯度和速率分布梯度，常称这类反应器为无梯度催化反应器。其结构形式有外循环式和磁驱动的内循环式。前者如南京化学工业公司研究院用的外循环式，其体积高大、能耗多，操作不便；后者体积虽小，如美国Berty式，它用皮带传送动力，磁力驱动，结构复杂，能耗也高。1974～1980年四川大学研制了CD－1型和CD－2型内循环无梯度催化反应器，1980年通过鉴定；这种反应器不仅将外循环式改为内循环，金属结构，而且CD－1型在反应温度高达800℃和反应压强为3000kPa情况下，采用电动机直接驱动激轮，在高温下强制循环反应气体；克服了以前无梯度反应器的体积大、能耗高、结构复杂、操作不便等缺点。(参考杂志《石油炼制》第3卷14～19页(1979年))。CD－2型仍采用电动机直接驱动激轮，用于常压(30KPa表压)和中温(550℃)的气固催化体系。它的结构特点较之CD－1型有所改进，即在反应区无密封装置，因而取消了高温下承压的金属螺栓。〔见全国化学工程学第三届校际学术讨论会资料E－5－16号(1981年)〕但是上述的几种内循环无梯度反应器还存在结构上的一些缺点，如不能用于高压强30000kPa体系；高压下的密封不足，螺栓强度不够，急需改进。
为此，本实用新型在CD－1型及CD－2型内循环无梯度催化反应器的研制和应用的基础上，研制为增压内循环无梯度催化反应器。本反应器采用电动机直接驱动激轮，而且将一个悬臂式轴的专用电动机密封加压室里，在室温下，采用特制的金属八角密封圈；通入无腐蚀作用的反应气体，保护电动机；并用高强度、高密封性能的绝缘电瓷作导电绝缘子，导通电源，组成能耐30000kPa高压强的结构，没有动密封问题。
在本反应器的反应室里，设置导流环，流道为流线形，使循环流体通道的阻力小，循环气流量大，非催化空间小，并起到恒温的作用；在导流环底部开一弧形孔道，以导出反应后气体的一部分作产物；孔道中还弯入特制的金属铠装热电偶，以测量反应室里的反应温度；热电偶的导线，经电瓷绝缘子导出，以便测量；反应室下采用绝热结构，并设冷却水通道，冷却电动机轴承；反应室上壁为反应器帽，它用耐热不锈钢制成整体结构，它的反应区域无开口、接管和焊缝，因而提高了承受高温或高压的能力；反应器帽下部的法兰部分，设冷却水通道，以便移去热量、降低温度，保护了密封和螺栓；反应器帽的外面，罩专用电热炉，炉膛为整体结构，炉蕊的圆筒和端头，均布电热元件，因此，电炉的制作简单，热损耗少，控制灵敏，能保证反应在需要的温度下进行。
本反应器的电动机，用市电50Hz，380V三相交流电源，其转速为2850／分；可以达到无梯度，若用变频电源，可以调整转速，改变循环气体流量，则可模拟生产反应器的工作情况；电动机转速可用转速传感器监测。
本实用新型的主要技术指标为1.电动机直接驱动，能耗小于100W，用50Hz，380V，市用三相交流电源，达到无梯度；2.反应室中流体内部循环，非催化空间小于130ml，其循环气量在常温常压下，通过催化剂兰2～3层催化剂的气量达2m3／h；3.本反应器能用于30000kPa，550℃；10000kPa，650℃；或3000kPa，800℃的气固催化体系。
本实用新型反应器的主要特点在于采用悬臂轴式专用电动直接驱动在反应区循环气体的激轮，并在反应区设导流环，使反应气体在反应温度和压强下内部循环，流道阻力小，循环气量大，易于达到无梯度。
本反应器的特点还在于，其主要部件采用耐热不锈钢整体结构，无开口、接管及焊缝，能耐较高温度或较高压强，而且结构简单；因而反应器罩的专用电热炉亦相应简化；本反应器应用普通50Hz三相交流电源，即能达到无梯度要求；若配用变频电源，则可改变电动机转速，调节循环气体流量，达到模拟生产反应器工况的目的。
因此，本实用新型反应器具有体积小、稳度大，耗电少，噪声轻微结构简单，使用方便等特点。
附图表示本实用新型增压内循环无梯度催化反应器的结构简图。本实用新型由反应器一台和反应器专用电炉一具组成。参见附图，其主要部件包括(1)、(2)、(3)为专用电热炉、炉膛及电热丝，搁置于电炉架(12)上，保证反应室所需温度；在反应室中，有催化剂篮(4)，导流环(5)，铠装热电偶(8)，循环气体的激轮(9)，反应室的上壁为反应器帽(6)，帽的下端法兰(14)上，设有冷却水导管(13)；冷却水由管头(g)、(h)进出；反应气由(c)管头进入，带有汽体的物料由(d)管进入；在反应室里循环反应，抽出一部分经导流环下的出气导管(7)、(15)引出，经(f)管接头放出反应器；若有积液，则从(e)管排出；反应器室下部有绝热层(11)，电动机轴(10)由反应器下部的电动机(18)驱动，为了保证冷却电动机、密封垫和螺栓，法兰(16)设有冷却水管(17)，冷却水由管头(a)，(b)进出；电动机(18)的电源线(20)、热电偶(8)的导线及转速传感器(19)的导线，分别经导线接头(21)，从电瓷绝缘子(22)出入；电动机室用八角密封圈(23)密封；底座法兰(24)上，开有排气、排液孔(25)，由接头(26)上的接管(i)排出；(27)为反应器基座，使反应器能稳定在实验台上；导线由其侧面的小孔(28)引出。
权利要求
1.本实用新型是一种增压内循环无梯度催化反应器，其特征在于将一个悬臂轴式专用电动机(18)密封在加压室里，用八角密封圈(23)及专用的电瓷绝缘子(22)密封，导线经绝缘子导通；反应器上部的反应室设置流线形导流环(5)，反应室上壁为特制的整体反应器帽(6)，外面罩以专用加热电炉(1)，导流环(5)开弧形孔道(7)，并弯入特制的铠装热电偶(8)。
2.权利要求
1所述的反应器中，其特征在于悬臂轴式电动机(18)，用变频电源调速，并用惰性反应气体保护，电动机壳头备冷却水管道(a)(b)降温。
3.权利要求
1所述的反应器中，其特征在于反应室里的导流环(5)和其流道为流线形；导流环底部开有弧形孔道(7)，孔道中弯入特制的铠装热电偶(8)和其测温结构。
4.权利要求
1所述的反应器中，其特征在于反应器帽(6)为整体耐热不锈钢结构，上部无开孔、接管和焊缝；下部法兰部分设冷却水管道(g)、(h)。
5.权利要求
1所述的反应器中，其特征在于专用电热炉(1)，炉膛为整体结构，炉蕊(2)的圆筒及端头，均布电热丝(3)供热。
专利摘要
增压内循环无梯度催化反应器采用电动机直接驱动在反应室循环气体的激轮，并在反应室设导流环，使气体在反应的温度和压强下内部循环；流道阻力小，循环气量大，易于达到无梯度。主要部件选用耐热不锈钢制造，能用于30000kpa高压，550℃，或800℃高温，3000kpa的气固催化体系。配用变频电源，可以改变电动机转速，调节循环气体流量。本反应器帽为整体结构，高温部分无开孔、接管和焊缝；其电热炉简化；故其体积小稳度大、耗电少，噪声轻微，结构简单，使用方便。
文档编号B01J8/02GK85201167SQ85201167
公开日1986年1月22日 申请日期1985年4月1日
发明者谭立业 申请人:四川大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan