[實用新型]一種水路自然循環的直管聯箱蛇管式反應器

有效

• 申請號: 201720089701.6
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN206492484U
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 王慶新;王攬月
• 申請（專利權）人: 南京敦先化工科技有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;C07C67/31;C07C69/675;C07C29/149;C07C31/20;C07C29/132;C07C31/08;C07C29/34;C07C67/36;C07C69/36;C07C68/00;C07C69/96;C07C45/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙)34124
• 代理人: 王林

技術領域

本實用新型涉及一種化工反應器，尤其涉及的是一種水路自然循環的直管聯箱蛇管式反應器。

背景技術

現有的加氫反應器一般為列管式反應器或板式反應器，列管式反應器，管內裝填催化劑、管外是水。加氫反應器的列管為φ45×4～φ70×4，目前在市場上已投運的最大產能為10萬噸的乙二醇，加氫反應器規格做到φ6800H_催＝10000的規格，因熱應力消除不徹底，床層阻力高，反應器泄露，裝置處于停產狀態。在市場上很多地方投入運行的乙二醇裝置，實際單系列為5萬噸的乙二醇產能，20萬噸乙二醇的加氫反應采用兩個系列，四臺φ4200、H_催＝6000的加氫反應器并聯運行，存在催化劑裝填少、移熱能力差、阻力大、能耗高、副反應物多、裝置難以放大等缺陷；板式加氫反應器的板內走水、板外裝填催化劑、氣體為全徑向流動，理論上可以滿足裝置大型化乙二醇裝置，實際工程上不適合加氫反應使用。由于乙醇與乙二醇會發生增碳反應，如果床層出現超溫容易形成結焦。

板式加氫反應器的換熱元件時由若干個150～400(板寬)×H(板高)的長方體板圍成圓周面，此圓周面實際是一個多邊型的，催化劑會出現厚薄不均勻，容易發生催化劑床層局部過熱，出現結焦現象，沒有辦法投入實際的運行。

現有的羰化反應器一般為列管式反應器或板式反應器，列管式反應器，管內裝填催化劑、管外是水。羰化反應器的列管為φ25×2～φ32×2，目前在市場上已投運的最大產能為10萬噸的乙二醇，羰化反應器規格做到φ6000H_催＝8000的規格，因熱應力消除不徹底，床層阻力高，反應器泄露，裝置處于停產狀態。在市場上很多地方投入運行的乙二醇裝置，實際單系列為5萬噸的乙二醇產能，20萬噸乙二醇的羰化反應采用兩個系列，四臺φ4600、H_催＝6000的羰化反應器并聯運行，存在催化劑裝填少、移熱能力差、阻力大、能耗高、容易發生分解爆炸、副反應物多、管板易燒穿、裝置難以放大等缺陷；

板式羰化反應器的換熱元件時由若干個150～400(板寬)×H(板高)的長方體板圍成圓周面，此圓周面實際是一個多邊型的，催化劑會出現厚薄不均勻，容易發生催化劑床層局部過熱，實際工程上不適合羰化反應使用，由于亞硝酸甲酯在140℃就開始發生熱分解反應，155～160℃時亞硝酸甲酯就會發生完全熱分解，而且發生熱分解反應放出熱量大(3216j/g CH₃ONO)，同時是一個體積增大反應(2CH₃ONO→CH₃OH+CH₂O+2NO)，導致溫度和壓力快速升高，勢必造成事故發生。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種水路自然循環的直管聯箱蛇管式反應器，在徑向和軸向上消除應力滿足生產需要。

本實用新型是通過以下技術方案實現的，本實用新型包括承壓殼體、催化劑框體和換熱管束，所述催化劑框體和換熱管束分別設置在承壓殼體內；所述換熱管束包括出水管、上直管聯箱、蛇管、下直管聯箱、支管、環管和進水管，所述出水管連接在承壓殼體的頂部，所述上直管聯箱分別連接出水管的進口和蛇管的出口，所述蛇管沿承壓殼體的軸向分布，所述下直管聯箱的分別連接所述蛇管的進口和支管的出口，所述進水管連接在承壓殼體的底部，所述環管分別連接進水管和支管；所述上直管聯箱和下直管聯箱結構相同，分別包括沿承壓殼體徑向等角度設置的多個連接管，所述連接管垂直設置在所述承壓殼體的橫截面上，所述連接管的一端連接蛇管，另一端連接對應的管路。

所述承壓殼體包括上封頭、殼體、支撐平臺、下封頭；所述上封頭和殼體通過法蘭連接，所述支撐平臺設置在下封頭上，所述下封頭固定在殼體的底部。承壓殼體不參與反應，主要承受壓力，不接觸高溫反應氣體。

作為本實用新型的優選方式之一，所述上封頭上設有熱電偶口、出水口和上氣口，所述出水管設置在出水口內。

作為本實用新型的優選方式之一，所述下封頭上設有下氣口、進水口和催化劑自卸口；所述進水管設置在進水口內。

所述催化劑框體包括平蓋、外氣筒、內氣筒；所述平蓋設置在上直管聯箱的頂部，所述外氣筒沿殼體的軸向設置，所述內氣筒套設在外氣筒內，所述蛇管設置于外氣筒和內氣筒之間的空隙內，所述外氣筒和殼體之間具有空隙，所述上直管聯箱和下直管聯箱分別設置在外氣筒的頂部和底部，所述下直管聯箱支撐在支撐平臺上，所述出水管、平蓋、上直管聯箱、外氣筒、蛇管、內氣筒、下直管聯箱、支管、環管、進水管形成的空間內裝填催化劑。