一种甲烷化反应器和甲烷化工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106693839A(43)申请公布日2017.05.24(21)申请号201510472721.7C07C1/04(2006.01)(22)申请日2015.08.04(71)申请人中国石化工程建设有限公司地址100101北京市朝阳区安慧北里安园21号申请人中石化炼化工程（集团）股份有限公司(72)发明人张旭戴文松王子宗蒋荣兴(74)专利代理机构北京英创嘉友知识产权代理事务所(普通合伙)11447代理人周建秋王浩然(51)Int.Cl.B01J8/02(2006.01)C10L3/08(2006.01)C07C9/04(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称一种甲烷化反应器和甲烷化工艺(57)摘要本发明公开了一种甲烷化反应器和甲烷化工艺，该甲烷化反应器包括壳体、进气管、中心筒、中心管、出气管、冷却介质入口、冷却介质出口和微反应通道以及包括或不包括套筒，在微反应通道内可以负载催化活性组分。与现有技术相比，本发明的甲烷化反应器不仅催化剂使用量少，而且采用该甲烷化反应器的甲烷化工艺，床层压降低，气体停留时间短，反应床空间利用率高、无气体偏流和短路现象。CN106693839ACN106693839A权利要求书1/2页1.一种甲烷化反应器，其特征在于，该反应器包括径向圆筒形密封承压壳体(1)、从所述壳体(1)顶部伸入到壳体内部的进气管(2)、从所述壳体(1)底部伸入到壳体内部的出气管(3)、以及设置在所述壳体(1)内所述进气管(2)下方所述出气管(3)上方的催化反应单元；所述催化反应单元包括中心筒(4)以及包括或不包括套设在中心筒(4)外的至少一个套筒(5)；中心筒(4)具有中心管(6)，中心管(6)与出气管(3)之间流体连通；中心筒(4)与套筒(5)的筒壁之间以及相邻两个套筒(5)的筒壁之间通过挡板(26)流体隔绝并隔离出集流道(7)和分流道(8)；最外层的套筒(5)的外壁或中心筒(4)的外壁与壳体(1)的内壁之间形成有环隙(9)；中心筒(4)和套筒(5)均具有多个径向设置的微反应通道(10)，并且中心筒(4)的筒体内外以及套筒(5)的筒体内外仅通过该微反应通道(10)流体连通；进气管(2)通过分流道(8)或环隙(9)与微反应通道(10)的微通道反应气体入口(11)流体连通，微反应通道(10)的微通道反应产物出口(12)通过集流道(7)或中心管(6)与出气管(3)流体连通；所述壳体(1)的侧面设置有至少一个冷却介质入口，所述壳体(1)的底面设置有至少一个冷却介质出口，所述冷却介质入口与冷却介质出口之间通过穿过所述中心筒(4)和/或套筒(5)和/或中心管(6)和/或集流道(7)的冷却介质管线流体连通。2.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述套筒(5)的数量为2-500个。3.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述壳体(1)的侧面相对地设置有1#冷却介质入口和2#冷却介质入口；所述壳体(1)的底面对称地设置有1#冷却介质出口和2#冷却介质出口；所述1#冷却介质入口与所述2#冷却介质入口通过冷却介质管线同所述中心筒(4)的内壁与所述微反应通道(10)的外壁所形成的腔室流体连通；所述腔室通过冷却介质管线与所述1#冷却介质出口和2#冷却介质出口流体连通。4.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述冷却介质入口与冷却介质出口之间通过设置在所述中心管(6)内并由一根冷却介质管线绕制而成的管线筒流体连通。5.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述冷却介质入口与冷却介质出口之间通过设置在所述集流道(7)内且环绕所述中心筒(4)和/或所述套筒(5)的冷却介质管线流体连通。6.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述微反应通道(10)的内表面负载有催化活性组分。7.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述微反应通道(10)的直径从所述微通道反应气体入口(11)向微通道反应产物出口(12)的方向逐渐减小。8.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述微反应通道(10)的直径在2-50毫米之间。9.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述微通道反应气体入口(11)的直径与所述微通道反应产物出口(12)的直径的比值为(1.1-25)：1。10.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述微反应通道(10)的内部空间的总体积为所述催化反应单元的体积的30％-90％。11.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述微反应通道(10)为选自锥形管、喇叭形管和Y形管中的其中一种。2CN106693839A权利要求书2/2页12.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述进气管(2)的下部设置有至少一个用