[發明專利]高效熱交換反應管

有效

• 申請號: 201811020810.8
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN110871049B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 費軼;王振剛;賈學五;張帆;劉靜如;文松
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01J19/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇

本發明涉及一種高效熱交換反應管，主要解決現有技術中傳熱及傳質效率低的問題。本發明通過采用一種高效熱交換反應管，在常規熱交換反應器中設有反應管內構件，所述內構件由外環和內環組成，外環和內環均包括弧形翅片和連接片，弧形翅片位于外環、內環連接片的內壁面上；內環構件與外環構件同軸配合使用，分別通過焊接固定于反應管內部，并處于每段反應管的入口位置；內環與外環中心距離與所在管道長度比例為1:1.5～3.5的技術方案較好地解決了上述問題，可用于化工過程中。

技術領域

本發明涉及一種高效熱交換反應管。

背景技術

目前化工行業內，相比于間歇及半間歇反應過程，連續反應過程具備反應效率高、工藝參數易控制、本質安全等優點，其中熱交換反應器為典型代表，該類反應器結合換熱器于管式反應器的功能及特點，使反應混合物流經換熱器的管程完成化學反應，冷卻劑流經殼程實現取熱。

該類反應器的設計存在兩方面的技術難點[Z.Anxionnaz,M.Cabassud,C.Gourdon,P.Tochon,Heat exchanger/reactors(HEX reactors):Concepts,technologies:State-of-the-art,Chem.Eng.Process.Process Intensif.47(2008)2029–2050.]：首先在傳熱強化方面需要提高管內反應流體與管外冷卻流體的傳熱系數，一般實現手段為提高流體的湍流水平；其次在傳質方面需要提高反應物的混合效率，由于連續反應器的停留時間有限，對于許多傳質控制反應速率的反應過程，需要盡早完成反應物之間的充分混合。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中傳熱及傳質效率低的問題，提供一種新的高效熱交換反應管，具有傳熱及傳質效率高的優點。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：一種高效熱交換反應管，在常規熱交換反應器中設有反應管內構件，所述內構件由外環和內環組成，外環和內環均包括弧形翅片和連接片，外環的弧形翅片位于外環連接片的內壁面上，內環的弧形翅片位于內環連接片的內外面上；內環內構件與外環內構件同軸配合使用，分別通過焊接固定于反應管內部；內環與外環處于管道軸向進口位置，內環在外環后方，內環中心與外環中心在管道軸向的距離與所在管道長度比例小于1:3.5，若超出該比例則需在管道另外增設另一組內外環內構件。

上述技術方案中，優選地，外環連接片與外環翅片通過焊接連接。

上述技術方案中，優選地，內環連接片與內環翅片通過焊接連接。

上述技術方案中，優選地，外環半徑與翅片個數比例為4～6mm/個。

上述技術方案中，優選地，內環半徑與翅片個數比例為2～3mm/個。

上述技術方案中，優選地，外環翅片的圓弧的起始/重點切線角度為130～170°；外環翅片與水平線角度為45～60°。

上述技術方案中，優選地，內環翅片的圓弧的起始/重點切線角度為130～170°；內環翅片與水平線角度為55～75°。

上述技術方案中，優選地，內環與外環的半徑之比為1:1.5～2.5。

本專利中，常規熱交換反應器是指在連續管式反應器的基礎上，將反應流體通道與冷劑流體通道以隔層、交叉等方式均勻、分散分布的新型反應器，該反應器具備取熱效率高等優點。

本專利所述設計相比于普通光管式管式反應器，其傳熱與傳質水平得到強化，可以在有限的停留時間內完成傳質控制反應速度的反應過程以及存在強放熱效應的反應過程，并且在結構優化時充分權衡了湍流水平與壓力降的制約關系，得到了最優解，取得了較好的技術效果。

附圖說明

圖1為外環內構件側視圖；

圖1中：1為外環連接片；2為外環翅片；