[發(fā)明專(zhuān)利]一種立式徑向流反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011415148.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112588207B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱露;馮友茵;宋堯;王彬;王智拓;王任
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)成達(dá)工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J8/02
• 分類(lèi)號(hào): B01J8/02;B01J8/00;B08B15/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

本發(fā)明公開(kāi)了一種立式徑向流反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體以及在反應(yīng)器殼體內(nèi)部的中心氣體分布管、觸媒框、與反應(yīng)器殼體內(nèi)壁連接的氣體收集器以及位于觸媒區(qū)域的管束，所述中心氣體分布管兩端分別與氣體進(jìn)口管相連，所述氣體收集器的上下端分別與反應(yīng)器殼體連接，所述氣體收集器與反應(yīng)器殼體之間形成環(huán)形的氣體收集區(qū)域，所述氣體收集器的一端與反應(yīng)器殼體固定連接形成固定端，其另一端通過(guò)可伸縮的柔性結(jié)構(gòu)與反應(yīng)器殼體活動(dòng)連接形成活動(dòng)端，所述管束的兩端分別與環(huán)形管箱連接。本發(fā)明能夠消除收集器筒體的金屬溫度與反應(yīng)器殼體的金屬溫度存在溫度差而造成的熱變形差異，有效防止了收集器與殼體焊接部位開(kāi)裂，大大提供了氣體收集器與殼體連接的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于立式類(lèi)管殼結(jié)構(gòu)反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種立式徑向流反應(yīng)器。

背景技術(shù)

大型蒸汽上升式徑向流反應(yīng)器，如甲醇合成塔，是一種立式類(lèi)管殼式結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，包括殼體，殼體內(nèi)部的內(nèi)件，從設(shè)備中心沿徑向由內(nèi)至外依次包括中心分布管、觸媒框、與殼體內(nèi)壁連接的圓筒形的氣體收集器、以及位于觸媒區(qū)域的管束等；其中，氣體收集器的上下端分別與殼體連接，從而在氣體收集器與殼體之間形成環(huán)形的氣體收集區(qū)域。反應(yīng)氣體通過(guò)上下進(jìn)口管進(jìn)入到中心氣體分布管，通過(guò)中心氣體分布管均勻分布后反應(yīng)氣體改為徑向流動(dòng)進(jìn)入觸媒床進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體經(jīng)外部收集器收集后匯集于氣體收集區(qū)域，隨后通過(guò)與收集區(qū)域連通的出口管流出。

由于反應(yīng)氣體在殼體內(nèi)沿徑向逐步反應(yīng)，且反應(yīng)的熱量通過(guò)軸向設(shè)置的管束內(nèi)的介質(zhì)帶走，理論上，下端管束的床層溫度與上端管束的床層溫度相當(dāng)，即在軸向上各個(gè)床層之間溫度差較小。但收集器靠近床層,殼體與反應(yīng)床層有一層環(huán)隙隔離，使得收集器筒體的金屬溫度與殼體的金屬溫度存在溫度差。尤其是在開(kāi)停車(chē)過(guò)程中，此溫度差使大型收集器與殼體產(chǎn)生較大軸向溫差位移，導(dǎo)致收集器與殼體連接處存在失效的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致收集器與殼體焊接部位開(kāi)裂問(wèn)題。

此外，現(xiàn)有氣體分布管通常結(jié)構(gòu)為在管壁上開(kāi)孔，開(kāi)孔尺寸不能太大，開(kāi)孔的總面積受制于工藝條件，且受制于氣體分布管的強(qiáng)度需求，氣體分布管的壁厚通常較厚，實(shí)際制造中，也不能太??；現(xiàn)有設(shè)備中多采用開(kāi)設(shè)大量小孔的氣體分布管，以保證氣體分布的均勻性并兼顧強(qiáng)度等需求，然而，現(xiàn)有的開(kāi)小孔的氣體分布管存在氣體分布不夠均勻、氣孔易堵塞的問(wèn)題。

另外，現(xiàn)有反應(yīng)器中通過(guò)沿軸向的管束來(lái)帶走沿徑向反應(yīng)的反應(yīng)熱。其中，管束為反應(yīng)器的核心部件。反應(yīng)管沿反應(yīng)器的殼體軸線(xiàn)布置，反應(yīng)管中部通過(guò)支撐板進(jìn)行定位支撐。反應(yīng)管在反應(yīng)器中部采用三角形布置，兩端通過(guò)圓形管板集成四束管束，并通過(guò)對(duì)應(yīng)的四個(gè)出口管引出，其中，在圓形管板上采用呈正方形布管。反應(yīng)管中段為呈環(huán)形分布的直管，兩端分別向四個(gè)圓管板集合彎曲形成為端部過(guò)渡段，每根換熱管的端部過(guò)渡段的彎曲角度和方向均不相同，使得管束設(shè)計(jì)及制造難度很大，并且，由于換熱管中部為環(huán)形布置，兩端延伸到四個(gè)圓管板后為沿圓形布置，這導(dǎo)致端部過(guò)渡段出現(xiàn)換熱管交錯(cuò)排列的現(xiàn)象，進(jìn)一步加大了換熱管的布管、制造和安裝的難度，實(shí)際生產(chǎn)中需對(duì)每根換熱管單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和安裝，需要消耗大量人力和時(shí)間。另外，由于端部過(guò)渡段存在換熱管交錯(cuò)的現(xiàn)象，這些交錯(cuò)的區(qū)域不能填充催化劑而成為反應(yīng)的無(wú)效區(qū)，降低了設(shè)備的性能，另外，這些區(qū)域也容易導(dǎo)致雜質(zhì)聚集且不便于清洗和檢修。

最后，現(xiàn)有立式管殼式結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，管束所在的管程設(shè)置在殼程中，管束兩端連通有接管，接管分別從殼程的殼體中引出。由于殼程內(nèi)是高溫高壓氣體且管程和殼程的溫度及壓力不一致，容易導(dǎo)致管程接管與殼程殼體的連接處被破壞，從而出現(xiàn)高壓密封失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠有效解決因溫度差導(dǎo)致的收集器與殼體焊接部位開(kāi)裂問(wèn)題，從而保證收集器與殼體連接可靠性的立式徑向流反應(yīng)器。