基于列管式固定床反应器的换热结构设计进展
2021-05-20刘应春杨培志
石油化工设备 2021年3期
何 鹏,吕 靖,刘应春,杨培志
(1.延长中科(大连)能源科技股份有限公司,辽宁 大连 116085;2.中国科学院 大连化学物理研究所,辽宁 大连 116023)
列管式固定床反应器在化工装置中应用广泛,多用于强放热反应,反应器结构与固定管板热交换器相似,管程为反应区,催化剂装填于列管内,物料在通过管内的催化剂床层时发生反应,壳程空间充满换热介质,形成反应换热系统。列管式反应器常见的应用有甲醇合成塔、环氧乙烷反应器、丙烯酸反应器及煤制乙醇反应器等。
化工装置生产规模不断放大已经成为当前发展的趋势,核心反应装备的大型化也成为国内外争相研究的课题[1-2]。甲醇制烯烃、煤制乙二醇、煤制乙醇等新兴煤化工技术不断取得突破,开始进入化工大宗品市场,对单台反应器的产能扩大的需求尤为强烈,如单系列60万t/a甲醇制烯烃装置需配套180万t/a甲醇产能,至少需要3台列管式合成塔[3];30万t/a煤制乙二醇装置加氢工序需设计4~6台列管式反应器[4]。在此背景下,列管反应器换热结构的设计逐渐突破传统单一的结构形式,发展出了束管式、绕管式、板片式等结构形式,实现了单台反应器的产能扩大,提升了单系列装置的经济效益。
本文从列管式固定床反应器出发,梳理和比较各种类型反应器的换热结构特点和应用场合,对列管式固定床反应器换热结构的未来发展方向提出展望。
1 列管式反应器
1.1 传统列管式反应器
传统列管式反应器管内装填催化剂,壳程通入换热介质,立式布置,其结构形式见图1。……
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