本實用新型總的涉及一種化學反應裝置，具體涉及一種乙炔制苯的蓄熱式管式反應系統(tǒng)。

背景技術：

苯、甲苯和二甲苯等輕質芳烴作為最基本的化學工業(yè)原料，廣泛應用于制取橡膠、纖維、塑料、染料等化工產品。芳烴早期主要從煤焦油中提取，由于產品純度低、工藝落后，同時伴隨現(xiàn)代煉油工藝的發(fā)展，現(xiàn)在芳烴主要來源于石油化工中的催化重整和烴類裂解。

近年來，隨著合成材料的快速發(fā)展和對其它精細化學品需求的日益增長，芳烴的需求量持續(xù)增加，但石油資源卻逐漸減少，因此利用無環(huán)的簡單分子，如甲烷、甲醇、乙炔等，使其發(fā)生芳構化反應直接轉變?yōu)楦吒郊又档妮p質芳烴，將會為芳烴生產開辟新的途徑。

現(xiàn)有技術采用乙炔環(huán)三聚的方法，將乙炔經氮氣稀釋后送入固定床反應器三聚制苯。但采用該種技術，乙炔易積碳而造成催化劑失活及設備堵塞。

也有些其他技術，比如將乙炔溶解于溶劑中，采用釜式反應器制苯。但采用釜式反應器制苯時返混嚴重且能量利用低。所謂返混是指連續(xù)流動的反應器中不同停留時間的物料之間的混和。返混會造成不均勻的速度分布、改變反應物的濃度分布、停留時間分布、形成空間上的反向流動，進而影響到裝置的功效。

因此，為了改善現(xiàn)有制苯反應系統(tǒng)的功效，克服現(xiàn)有反應器返混等缺陷，需提出一種返混小、效率高的新的反應系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種乙炔制苯的蓄熱式管式反應系統(tǒng)，主要解決現(xiàn)有技術在反應時返混嚴重、能量利用不高的問題，需高熱值燃氣提供熱量的缺陷。本實用新型的進一步目的是解決反應管容易堵塞的問題。

本實用新型提供了一種乙炔制苯的蓄熱式管式反應系統(tǒng)，

所述蓄熱式加熱裝置包括左蓄熱室、爐膛、右蓄熱室、燒嘴和燃氣管，所述左蓄熱室和右蓄熱室分別通過燒嘴與所述爐膛的兩邊側壁連接；所述燒嘴連接有燃氣管。燃氣管帶有開關閥以控制燃氣的通斷。所述左蓄熱室和右蓄熱室又通過管道連接換向閥，換向閥又分別連接有空氣進口和煙氣出口，用于在一種換向狀態(tài)時使得所述空氣進口與所述左蓄熱室連通，同時使得煙氣出口與所述右蓄熱室連通；在另一種換向狀態(tài)時使得空氣進口與右蓄熱室連通，同時使得煙氣出口與左蓄熱室連通。

反應器爐膛內還設置明火檢測器、溫度檢測器或壓力檢測器。在反應時爐膛溫度≤1050℃，壓力可為-5KPaG至-20KPaG。

反應器包括螺旋盤管或兩個及兩個以上直管組成，直管由支管串聯(lián)，直管可水平或垂直布置。

所述直管的兩端可拆卸，使得失活的催化劑更換極為方便，且容易清潔反應管。如此就解決了反應管容易堵塞的問題。

優(yōu)選地，所述支管的管徑小于等于所述直管的管徑。

在反應管一端設有溶劑入口，用于反應時輸入溶解了乙炔的溶劑。具體可通過在直管的一端口向爐膛外延伸連接一輸入管來實現(xiàn)。

在反應管另一端設有溶劑出口，用于使反應后的溶劑排出。具體也可通過在直管的一端口向爐膛外延伸連接一輸入管來實現(xiàn)。反應管在爐膛內與高溫煙氣接觸，接觸面積大、其熱阻小、受熱均勻。

反應時可在所述反應管內裝填催化劑，所述催化劑為具有規(guī)則孔道的整體催化劑和/或固體顆粒催化劑，這樣便于失效催化劑的更換。

反應管內壓力≤20MPa。

利用上述的系統(tǒng)，蓄熱室回收了高溫煙氣中熱量，燃燒的煙氣經過與蓄熱室的蓄熱體換熱后排煙溫度≤150℃，能量利用率高。

本實用新型利用蓄熱式燃燒可以利用低熱值燃氣，不需高熱值燃氣，經濟效益高；蓄熱室回收高溫煙氣中熱量，煙氣排煙溫度≤150℃，能量利用率高；反應管在爐膛內與高溫煙氣接觸，接觸面積大、熱阻小、熱效率高、溫度均勻。

尤為重要的是，本實用新型使得反應氣體溶解在溶劑中再進入管式反應器，溶劑在管內呈平推流，返混小且單程轉化率高，而且盤管內壓力高有利于乙炔聚合，單臺設備生產能力大，總體投資低。

其次本實用新型的反應管包括若干兩端可拆卸的直管，容易清潔反應管，不易造成反應管堵塞。而且本實用新型反應管內裝填固體整體催化劑或顆粒催化劑，使得失活的催化劑更換極為方便。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的蓄熱式管式反應系統(tǒng)的縱向剖視結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本實用新型的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本實用新型的限制。

本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術在反應時返混嚴重、能量利用不高，需要高熱值燃氣提供熱量等問題。其次是解決反應管容易堵塞的問題。

本實用新型提供的蓄熱式管式反應系統(tǒng)，包括反應器和蓄熱式加熱裝置。

所述蓄熱式加熱裝置包括左蓄熱室、爐膛、右蓄熱室、燒嘴和燃氣管，所述左蓄熱室和右蓄熱室分別通過燒嘴與所述爐膛的兩邊側壁連接；所述燒嘴連接有燃氣管。燃氣管帶有開關閥以控制燃氣的通斷。所述左蓄熱室和右蓄熱室又通過管道連接換向閥，換向閥又分別連接有空氣進口和煙氣出口，用于在一種換向狀態(tài)時使得所述空氣進口與所述左蓄熱室連通，同時使得煙氣出口與所述右蓄熱室連通；在另一種換向狀態(tài)時使得空氣進口與右蓄熱室連通，同時使得煙氣出口與左蓄熱室連通。

反應器爐膛內還設置明火檢測器、溫度檢測器或壓力檢測器。

反應器包括螺旋盤管或兩個及兩個以上直管組成，直管由支管串聯(lián)。

所述直管的兩端可拆卸，使得失活的催化劑更換極為方便，且容易清潔反應管。如此就解決了反應管容易堵塞的問題。

優(yōu)選地，所述支管的管徑小于等于所述直管的管徑。

在反應管一端設有溶劑入口，用于反應時輸入溶解了反應氣體的溶劑。具體可通過在直管的一端口向爐膛外延伸連接一輸入管來實現(xiàn)。

在反應管另一端設有溶劑出口，用于使反應后的溶劑排出。具體也可通過在直管的一端口向爐膛外延伸連接一輸入管來實現(xiàn)。反應管在爐膛內與高溫煙氣接觸，接觸面積大、其熱阻小、受熱均勻。

反應時可在所述反應管內裝填催化劑，所述催化劑為具有規(guī)則孔道的整體催化劑和/或固體顆粒催化劑，這樣便于失效催化劑的更換。

反應管內壓力≤20MPa。

在反應時爐膛溫度≤1050℃，壓力可為-5KPaG至-20KPaG。

利用上述的系統(tǒng)，蓄熱室回收了高溫煙氣中熱量，燃燒的煙氣經過與蓄熱室的蓄熱體換熱后排煙溫度≤150℃，能量利用率高。

本實用新型利用蓄熱式燃燒可以利用低熱值燃氣，不需高熱值燃氣，經濟效益高。尤為重要的是，本實用新型使得反應氣體溶解在溶劑中再進入管式反應器，溶劑在管內呈平推流，返混小且單程轉化率高，而且盤管內壓力高有利于乙炔聚合，單臺設備生產能力大，總體投資低。

其次，本實用新型的反應管包括若干兩端可拆卸的直管，容易清潔反應管，不易造成反應管堵塞。而且本實用新型反應管內裝填固體整體催化劑或顆粒催化劑，使得失活的催化劑更換極為方便。

實施例

如圖1所示，本實用新型提出的蓄熱式管式反應系統(tǒng)，反應器包括爐膛1、溫度檢測器13、壓力檢測器14、明火檢測器15。蓄熱式加熱裝置中，蓄熱室4、17通過燒嘴2與爐膛1連接，燒嘴還連接燃氣管3，蓄熱室裝有蓄熱體5。爐膛1內設有反應管7，反應管7設有溶劑進口6及溶劑出口9，反應管7有若干直管段組成，直管段兩端可以拆卸，便于裝填催化劑8，直管段通過支管12串聯(lián)連接。

下面簡要描述使用本實用新型提供的蓄熱式管式反應系統(tǒng)制苯的過程。

將反應管7兩端拆卸，裝填具有規(guī)則孔道的固體整體催化劑8，后將反應管直管段封閉，并通過支管12串聯(lián)連接。將帶有催化劑的反應管固定在爐膛1內。溶有乙炔的溶劑從溶劑進口6進入反應管7，經反應后的溶劑從溶劑出口9流出，通過控制溶劑流量可以方便地調節(jié)停留時間。

在前半個換向周期內，空氣經過換向閥16進入右蓄熱室4，空氣與蓄熱體5換熱后得到高溫空氣，高溫空氣與來自燃氣管3的燃氣在燒嘴2燃燒，產生的高溫煙氣與反應管7換熱，再進入左蓄熱室17，高溫煙氣與左蓄熱室17中的蓄熱體換熱后，溫度≤150℃，經過換向閥16從煙氣出口11排出。

在后半個換向周期，空氣經過換向閥16進入左蓄熱室17，空氣與蓄熱體5換熱后得到高溫空氣，高溫空氣與來自燃氣管3的燃氣在燒嘴2燃燒，產生的高溫煙氣與反應管7換熱，再進入右蓄熱室4，高溫煙氣與右蓄熱室4中的蓄熱體換熱后，溫度≤150℃，經過換向閥16從煙氣出口11排出。爐膛壓力為-5KPaG至-20KPaG，爐膛溫度≤1050℃。

最后應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。