[實用新型]一種絕熱反應間接換熱型超大直徑氣固相催化反應器

有效

• 申請號: 201020512505.3
• 申請日: 2010-09-01
• 公開（公告）號: CN201823513U
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 林美莉;張立軍;劉金成;錢進華;蘭英華;趙素峰
• 申請（專利權）人: 林美莉;劉金成;張立軍;錢進華
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技木領域

本實用新型涉及絕熱間換熱型超大直徑反應器。

背景技術

為保證放熱反應的連續進行，需不斷移出反應熱，以使反應過程沿最佳溫度曲線進行。移走反應熱有多種方式：如采用冷管型反應器、冷激型反應器、間接換熱反應器等，其中以冷管型換熱反應器為最佳方案。但是對大直徑高壓反應器，其內空間的利用應達到最大化，為充分利用反應器內部容積，大多趨向于避免采用冷管型反應器。但在目前沒有更理想反應器現狀下，趨于無奈而采用冷激型反應器，這種反應器其優點是結構簡單，易于制造。但存在觸媒利用系數低、產量低等缺陷。為保證產量，只能加大空速，但隨之而來增加了壓縮、分離、冷凍等全系統一系列能量消耗，增加產品成本，因而經濟上不合理。換熱的另一有效形式是間接換熱型反應器，在塔內段間裝設換熱器以調節和控制床層的溫度。但對大直徑反應器來說，存在著換熱器直徑太大，管束過多的弊端，使管內、管間流速過小，造成總傳熱系數過小，使換熱面積加大許多且不成比例，因而無法采用。如年產24萬噸的φ2400氨合成塔，用塔內徑大小做的環盤式換熱器，以四段觸媒層為例，其上中下三個換熱器總傳熱系數K在220～300之間，其總高度為4米以上，它占據了過高的有效空間，其觸媒的裝載量大為減少，因而極不經濟。

實用新型內容

本實用新型提供一種可增加觸媒利用系數，大幅降低設備運行阻力，并可大幅提高生產能力的絕熱反應間接換熱型超大直徑氣固相催化反應裝置。

本實用新型目的通過以下方式實現：這種絕熱反應間接換熱型超大直徑反應器包括裝設于外筒體中的內筒，其特征在于所述內筒中裝設有有效段數的觸媒筐，內筒軸心處設有中心管，各段觸媒筐間間隔裝設有換熱器，所述換熱器內為一空腔結構，換熱器列管在換熱器空腔內折返排布。

所述中心管內設有有效數量的斜向設置的隔板，隔板兩端的中心管上分別開設有與相鄰換熱器相通的氣流通道，中心管底部入口經由外筒與內筒間環隙接筒體頂部進氣口，中心管出口與頂部觸媒筐相通。

所述換熱器軸心處分別設有隔板，所述隔板將換熱器分別分隔為左右相互對稱的兩部分，即形成單殼程串聯式換熱器結構，其中一部分的管板上均勻設置有與上層觸媒筐相通的管間進氣管，所述隔板底端留設有氣流通道。

所述觸媒筐為軸向或徑向設置，所述徑向設置的觸媒筐內、外圓周面上分別均勻開設有氣孔。

所述各段觸媒筐底部分別裝設有觸媒裝卸管，所述觸媒裝卸管穿經相鄰換熱器后與下層觸媒筐相通，反應器底部設有卸觸媒口。

本實用新型取得的技術進步：

1、由于采用本實用新型結構，即換熱器軸心處設置的隔板將換熱器分隔為左右相互對稱的兩部分，并在隔板底端留設有氣流通道，使左右相互對稱的兩部分形成了單殼程多管程串聯式換熱器結構，且換熱器列管在換熱器空腔內折返排布，這種結構獨特、設計巧妙的串聯式換熱器結構，利用兩股流體互通的通道將兩個左右相互對稱的換熱器連成一個完整的換熱器，與全冷激型換熱反應器相比，產率高，系統能耗低；與冷管型反應器相比，觸媒利用系數高，同比體積產量高，占地空間小，增大了觸媒利用空間，解決了國內外多年來大直徑反應器以間接換熱調控床層溫度的難題，克服了因直徑過大而引起的換熱面積不配套的難題，每個換熱器為一封閉單元，不直接接觸催化劑，保證了低阻力下運行。

2、由于中心管內設有斜向設置的隔板，該隔板將中心管分隔成各自獨立的三段，隔板兩端的中心管上分別開設有與相鄰換熱器相通的氣流通道，利用這種三段不連貫的中心管和套管作為流體進出口的通道，不但節省了空間，增大了有效空間，還有效解決了熱應力帶來的設備運行安全隱患。

3、這種單殼程串聯式換熱器，即換熱器列管在換熱器空腔內折返排布的結構，在相同的布管數情況下，流體通道面積僅為現有列管換熱器的1/6，因而可大大提高管內流速，可相應提高總傳熱系數K，減少所需傳熱面積，降低了換熱器有效高度，從而減少占用塔內空間。

4、由于外筒體頂部采用縮頸式結構，因而不但可有效解決超大直徑反應器頂部密封問題，同時，段間換熱器可采用組裝式安裝結構，即把換熱器分成若干單元組件，然后把各單元組件從縮頸的筒體頂部吊入內筒，然后再依次進行組裝焊接。

本實用新型結構簡單，各段之間的流體流動巧妙設置在中心管內，塔內附件少，空間大，裝載觸媒多，可大大提高設備的利用率，制作簡單，操作簡便，成本低廉，尤其適用于高、低壓大直徑換熱型反應器，為大直徑的大型反應器開創了新途徑。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構示意圖。

圖2為圖1的A-A剖面結構示意圖。

圖3為圖1的B-B剖面結構示意圖。