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CN106378063A(43)申请公布日2017.02.08(21)申请号201510472723.6C07C1/04(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8页附图4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、横向催化反应单元、纵向催化反应单元、出气管、轴向微反应通道和径向微反应通道，在轴向微反应通道和径向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进行甲烷化反应时，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。CN106378063ACN106378063A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）上方的纵向催化反应单元（4）和横向催化反应单元（5）；所述纵向催化反应单元（4）和横向催化反应单元（5）为上下设置或下上设置，之间形成有单元空间（26）；纵向催化反应单元（4）包括中心筒（6）和套设在中心筒（6）外的至少一个套筒（7）；中心筒（6）具有中心管（8），中心管（8）与其下方的单元空间（26）或出气管（3）流体连通；中心筒（6）与套筒（7）的筒壁之间以及相邻两个套筒（7）的筒壁之间通过挡板（9）流体隔绝并隔离出集流道（10）和分流道（11）；最外层的套筒（7）的外壁与壳体（1）的内壁之间形成有环隙（12）；中心筒（6）和套筒（7）均具有多个径向设置的径向微反应通道（13），并且中心筒（6）的筒体内外以及套筒（7）的筒体内外仅通过该径向微反应通道（13）流体连通；进气管（2）或单元空间（26）通过其下方的分流道（11）或环隙（12）与径向微反应通道（13）的径向微通道反应气体入口（14）流体连通，径向微反应通道（13）的径向微通道反应产物出口（15）通过集流道（10）或中心管（8）与其下方的单元空间（26）或出气管（3）流体连通；横向催化反应单元（5）包括至少一个柱体（16），柱体（16）与壳体（1）同轴，且柱体（16）的外侧面与壳体（1）的部分内侧面相抵触或相重合；相邻两个柱体（16）之间形成有空隙（18）；柱体（16）设置有轴向穿过柱体的轴向微反应通道（17），进气管（2）或单元空间（26）与其下方的单元空间（26）或空隙（18）之间、空隙（18）与空隙（18）之间以及空隙与其下方的单元空间（26）或出气管（3）之间仅通过设置在柱体（16）内的轴向微反应通道（17）流体连通，轴向微反应通道（17）具有直径不同的轴向微通道反应气体入口（19）和轴向微通道反应产物出口（20）。2.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述套筒（7）的数量为2-500个，所述柱体（16）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）的侧面设置有至少一对冷却介质入口和冷却介质出口，所述冷却介质入口通过穿过所述柱体（16）和/或单元空间（26）和/或空隙（18）和/或中心管（8）和/或集流道（10）的冷却介质管线与所述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，所述壳体（1）的侧面设置有至少一对冷却介质入口和冷却介质出口，所述冷却介质入口通过所述柱体（16）的内壁与所述轴向微反应通道（17）的外壁所形成的腔室与所述冷却介质出口流体连通。5.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述径向微反应通道（13）的内表面负载有催化活性组分，所述轴向微反应通道（17）的内表面负载有催化活性组分。6.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述径向微反应通道（13）的直径从所述径向微通道反应气体入口（14）向径向微通道反应产物出口（15）的方向逐渐减小，所述轴向微反应通道（17）的直径从所述轴向微通道反应气体入口（19）向轴向微通道反应产物出口（20）的方向逐渐减小。7.根据权利要求1的甲烷化反应器，其特征在于，所述径向微反应通