反应容器及换热元件

根据腐蚀情况，选用各种金属材料制作，高压容器采用复合材料制作，可减少投资。为满足传热的需要，容器外一般带夹套，内部装有盘管，盘管一般不超过3组，带导流筒时盘管数量可以更多。当容器体积大于10m³时，内部传热元件可采用空心换热板，单位体积内的传热面积可提高1倍以上。

多组盘管结构：

常见的内置换热元件，具有加工简单、投资小、耐高压等特点，反应器内盘管的面积一般不超过5㎡/m³，其传热能力已能满足90%以上的反应，但是不能满足大容积、有剧烈放热的化学反应，特别是在传热温差小的情况下。

多组盘管结构图

换热板结构（ZL，一种反应釜和换热板，ZL201420849938.6）：

当多组盘管仍无法满足传热要求时，常规的设计会采用外循环+外置换热器的形式，传热能力可无限放大。然而这增加了装置的投资与能耗，而且外循环泵在高压和催化剂磨损下使用寿命比较短。因此，内置换热板是提高传热能力有效途径。

内置换热板一般安装在大于10m³的容器内部，数十块垂直的换热板均布在容器内，呈环状布置，换热板有一定的弧度且安装时有适当的后掠角，对流体的流动具有良好的导向作用。每块换热板均由两块金属板焊接制成，两块板之间留出蜂窝状的孔洞，冷却介质在内部流动带走反应热，蜂窝结构还大幅度增加了换热板的强度。这种换热形式可使传热面积大幅度增加到10㎡/m³以上，且传热系数比盘管明显提高。由于传热能力的大幅度增加，对传热温差的要求就降低了，换热板内就可采用温度较高的软水进行循环冷却，再采用普通工业循环水冷却软水成为可能，这种方法可根本解决反应器内换热元件内部结构的问题。总之，内置换热板技术使液相催化加氢装置的传热设计变得更加灵活。

与盘管相比，换热板的明显优势在于换热面积大，传热系数高，而且液体在轴向的流动衰减少，更利于催化剂的悬浮。

内置换热板

反应器内置盘管与换热板的流场对比图