[發明專利]一種自卸式浮頭等溫反應甲醇合成塔

有效

• 申請號: 200910025883.0
• 申請日: 2009-03-12
• 公開（公告）號: CN101514142A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 金力農;劉福華;趙玉清;潘傳飛;劉定行
• 申請（專利權）人: 南京昊安科技工程有限公司;南京昊安工業設備有限公司
• 主分類號: C07C31/04
• 分類號: C07C31/04;B01J19/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙）
• 代理人: 柏尚春

技術領域：

本發明屬機械領域，具體涉及用于化工、石化及其它工程中的強放熱等溫反應所使 用的合成反應器，尤其適宜甲醇合成反應的合成塔。

背景技術：

目前公知的強放熱等溫反應，較多的使用管殼式反應器。其基本結構是：在反應器 殼體內上下設置兩塊固定管板，反應管和殼體同時與管板焊接；催化劑置于反應管內， 依靠管外水(或液體)的沸騰移去反應熱。此種結構由于反應管與殼體間存在熱膨脹力， 時常會發生管板與殼體焊縫被拉裂的現象，嚴重威脅到生產和人身安全。

為了減少熱膨脹力對設備的破壞作用，大多管殼式反應器的反應管長度較短，一般 控制在6～7m，且要求反應管與殼體材質的線膨脹系數相近。國內甲醇、合成氨行業引 進德國魯奇公司技術制造的管殼式甲醇合成塔反應管材質為2205(雙相不銹鋼)，殼體 材質為13MnNiMoNbR。這樣不但使設備的制造成本極高，相同產能的設備由于反應管長 度的限制體積龐大，且影響生產過程中轉化率的提高，降低了節能效果。

此外，在對裝有固體物料的合成塔進行清理或物料更換時，如何將物料卸出是一較 大的問題，特別是在設備內含有有毒、有害物料或設備中物料數量較大及裝物料空間特 別窄小時，通常情況下一是采用真空吸附，二是采用人工方式，前種方式費時，后一種 效率及安全性都較差。

為了改變這一狀況，需要采用可拆卸式自卸裝置，在目前的自卸裝置中有采用焊接 式，即每次將封口部分割開，裝填時再焊接上，這種方式較麻煩，同時在設備內含有易 燃易爆物質時不可行；另外形式基本上采用螺紋結構，或螺栓固定形式，這一結構形式 較為簡單，但如設備使用在高溫場合下，往往螺紋結構會咬死。

發明內容：

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種高效低成本的自卸式浮頭等溫反應 甲醇合成塔，其克服了管板與殼體焊縫易被拉裂的缺陷。

本發明所述的一種自卸式浮頭等溫反應甲醇合成塔，主要包括低壓外殼體、外殼體 下封頭、高溫氣體引出管、高壓上管箱、高壓內封頭、上管板、下管板、內部裝有催化 劑的反應管、氣體分布器以及氣體進口管，其中高壓上管箱、低壓外殼體和外殼體下封 頭焊接為一個整體，氣體進口管穿過高壓上管箱進入其內部，在氣體進口管端部安裝氣 體分布器，上管板和下管板分別安裝在低壓外殼體內部上下兩側，多根反應管安裝在上 管板和下管板之間，高壓內封頭安裝在下管板上，高溫氣體引出管焊接在高壓內封頭底 部并延伸出外殼體下封頭，其特征是：所述上管板與低壓外殼體固定連接，下管板與低 壓外殼體之間間隙配合，這樣相當于將下管板與高壓內封頭組成“浮頭”，該浮頭可以 相對低壓外殼體自由移動。

高溫氣體引出管與外殼體下封頭之間采用間隙配合，兩者之間可以相對移動，并以 密封填料進行密封。高溫氣體引出管的伸出部分裝有膨脹節。

在高壓上管箱外部裝有連通內部的卸料手孔，方便更換高壓上管箱內的催化劑。

為了方便物料的裝卸，在高壓內封頭中還可以安裝一種物料自卸裝置，該物料自卸 裝置包括筒節、支撐圈、哈呋圈、上端封閉的筒體，所述筒節安裝在高壓內封頭底部的 卸料口上方，支撐圈安裝在筒節上端面，哈呋圈放入支撐圈的凹槽內，筒體下沿插入哈 呋圈的凹槽，在筒體側壁上設有多個開口及對應的開閉裝置。該物料自卸裝置不受設備 結構型式及使用場合的限制，裝卸十分方便，不破壞任何零部件，并且可重復多次使用。

上述開閉裝置包括軸耳組件、連接板、蓋板、限位板和撐圈，所述軸耳組件設置在 筒體側壁上并位于開口下方，蓋板通過連接板安裝在軸耳組件上，并與開口對應實現開 閉，用于放置撐圈的限位板固定在蓋板外壁面上，當撐圈放入限位板與蓋板形成的凹槽 內時將蓋板鎖死。

為了提高筒節剛性，在筒節與高壓內封頭底部之間可以輻射狀安裝多個支撐錐體。

本發明具有以下優點：

(1)由于冷媒(水)在反應管外可以三維流動(傳熱)，故有極好的等溫效果。

(2)上管箱裝填的催化劑或保護劑，可以通過設置的三個手孔全部或部分卸出單 獨更換。

(3)由于反應管與殼體間不是固定連接，消除了熱膨脹力，故不存在管板與殼體 焊縫拉裂的安全隱患；反應管和殼體材質無需用進口或國產雙相不銹鋼，節省了大量貴 重金屬，降低了設備造價；反應管的長度可根據反應動力學的需要加長，從而轉化率得 以提高，相同產能的設備直徑減小。大型反應器運輸難的問題得以緩解。