[發(fā)明專利]多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810024974.8
• 申請日: 2008-05-23
• 公開（公告）號: CN101279224A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆常群;邵金山;是洪鋼;王攬?jiān)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 常州敦先化工設(shè)備有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所
• 代理人: 王凌霄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種殼式反應(yīng)器，尤其是一種用于氣固相催化反應(yīng)床內(nèi)采用多組空心圓柱形及絕熱層催化劑床反應(yīng)器，具體地說是一種空心圓柱型催化劑床的外側(cè)及內(nèi)側(cè)分別被不同介質(zhì)移熱的管式反應(yīng)器。

背景技術(shù)

近期發(fā)展了徑向流動的折流板式水冷反應(yīng)器，具體請參考CN200620077859.3的內(nèi)容，該反應(yīng)器主要目的是解決阻力大的問題(見圖1)使反應(yīng)器阻力從0.5MP降至0.2MPa，同時(shí)提高了氣側(cè)、水側(cè)的傳熱系數(shù)，移熱能力提高。

這種徑向流動的折流板式水冷反應(yīng)器提高了移熱能力及降低了運(yùn)行阻力，但隨之又出現(xiàn)另一些問題：

(1)內(nèi)件與外筒分開，外筒內(nèi)壁全部于高溫反應(yīng)氣體接觸，外筒要選用耐高溫材質(zhì)，制造成本增加。

(2)內(nèi)件由換熱板、彎管、小聯(lián)箱、中聯(lián)箱、大聯(lián)箱組成，設(shè)計(jì)制造復(fù)雜，焊點(diǎn)多，制造質(zhì)量難以保證，而且一旦出現(xiàn)漏點(diǎn)就無法維修，設(shè)備使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的管殼或徑向流式反應(yīng)器存在的體積大、換熱效果差、筒體容易疲勞拉裂、制造制造成本高、單相介質(zhì)移熱能力差等缺陷，設(shè)計(jì)一種多相介質(zhì)移熱，移熱能力強(qiáng)，增大空心圓柱催化劑截面積，縮小反應(yīng)器體積，運(yùn)行阻力低，確保壽命長的多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器，包括筒體，上封頭，氣側(cè)封頭以及下封頭，筒體與上封頭固定連接，所述的氣側(cè)封頭位于筒體內(nèi)部，所述的筒體上固定連接有下管板，所述的下封頭與下管板固定連接，所述的氣側(cè)封頭與上管板固定連接，下管板與下封頭形成第一腔室，上管板與氣側(cè)封頭形成第二腔室，筒體、下管板、上管板、上封頭以及氣側(cè)封頭形成第三腔室，所述的第一腔室與所述的第二腔室通過水側(cè)換熱管連接，水側(cè)換熱管至少部分位于第三腔室中。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器進(jìn)一步包括所述的水側(cè)換熱管內(nèi)穿裝有冷氣換熱管。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器進(jìn)一步包括冷氣進(jìn)氣管，該冷氣進(jìn)氣管設(shè)置在下封頭側(cè)，該冷氣進(jìn)氣管與冷氣換熱管連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器進(jìn)一步包括所述的第二腔室內(nèi)設(shè)有絕熱反應(yīng)層。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器進(jìn)一步包括所述的冷氣換熱管貫穿于所述的水側(cè)換熱管。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器進(jìn)一步包括所述的下封頭與所述的下管板采用緊固件連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器進(jìn)一步包括所述的冷氣進(jìn)氣管與所述的冷氣換熱管通過冷氣聯(lián)箱連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器進(jìn)一步包括所述的氣側(cè)封頭以及上管板與所述的筒體之間設(shè)置有間隙。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，多相移熱絕熱管殼式反應(yīng)器進(jìn)一步包括所述的筒體與上封頭、筒體與下管板、氣側(cè)封頭與上管板、上管板與水側(cè)換熱管、水側(cè)換熱管與下管板之間皆才用焊接連接。

本發(fā)明的有益效果是，具體如下：

(1)能有效解決管殼式水冷卻反應(yīng)器筒體疲勞拉裂現(xiàn)象，有效解決了熱應(yīng)力。

(2)空心圓柱形催化劑床的反應(yīng)熱分別被氣、液兩相移熱，與目前單相介質(zhì)移熱反應(yīng)器相比，有效提高了移熱能力。

(3)同等催化劑裝填量(同等生產(chǎn)能力)設(shè)備規(guī)格小，不僅造價(jià)低，而切便于運(yùn)輸、安裝、適合裝置大型化。

(4)降低主要受壓，如筒體、上封頭等主要承受內(nèi)壓的材料可以使用16MnR材料。下封頭內(nèi)部襯2～2.5mm的0Cr18Ni9材料，承受壓力的仍采用16MnR材料，整個(gè)承受壓力的部件避免采用15CrMo等合金鋼，此部分可以比現(xiàn)有水移熱反應(yīng)器降低1/4～1/3的制造費(fèi)用。

(5)移熱能力強(qiáng)、反應(yīng)氣體轉(zhuǎn)化率高、功耗低，同樣的催化劑裝填量，與現(xiàn)有的水移熱反應(yīng)器相比，不僅采用氣、液兩相移熱，而且換熱面積可以比現(xiàn)有水移熱反應(yīng)器增加1.2～1.6倍。有效提高反應(yīng)氣體轉(zhuǎn)化率，減少循環(huán)量，降低冷卻功耗及循環(huán)功耗。

(6)由于移熱能力強(qiáng)，單位產(chǎn)品副產(chǎn)蒸汽量可以比現(xiàn)有水移熱反應(yīng)器提高15～30％。

(7)床層阻力低，由于形催化劑床是空心圓柱及內(nèi)外兩側(cè)移熱，催化劑通徑截面積是現(xiàn)有水移熱管殼式反應(yīng)器的1.6～2.5倍，有效降低催化劑床層截面上氣體的線速度，催化劑床層阻力僅是現(xiàn)有水移熱管殼式反應(yīng)器的30～50％，催化劑床層阻力可以控制在0.15～0.2MPa范圍。