專利名稱：管束固定床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種管束固定床反應(yīng)器。
浸沒于鹽浴的管式固定床反應(yīng)器常用于萘氧化制苯酐、苯或碳四烴氧化制順丁二烯二酸酐、丙二醇氧化制丙酮醛、乙二醇氧化制乙二醛或乙醇脫水制乙烯。在這些反應(yīng)器中，反應(yīng)管中裝載催化劑，原料通常自上而下通過催化劑床層，鹽浴提供250～500℃的溫度。以往這些固定床反應(yīng)器的反應(yīng)列管是固定在上下二塊整體管塊上的，例如GE1417050及DE2062095中均敘述了反應(yīng)管固定在上下二塊管板上的一種反應(yīng)器。這種結(jié)構(gòu)存在的問題是，當(dāng)反應(yīng)管受熱或冷卻時(shí)，管子因熱膨脹或冷縮產(chǎn)生的力將同時(shí)作用于上下管板上。為防止這種力對反應(yīng)器的損失，需將管板的厚度做得較厚，例如一個(gè)直徑為2600mm的反應(yīng)器，上下管板厚度為60～80mm。此外，為了消除管子熱應(yīng)力的影響，通常在容器的側(cè)壁上要加一個(gè)膨脹元件，防止因熱膨脹冷縮的熱應(yīng)力損壞反應(yīng)器。
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述文獻(xiàn)中存在的管板厚度較厚，熱脹冷縮時(shí)管子熱應(yīng)力易損壞反應(yīng)器的缺點(diǎn)，提供一種新的管束固定床反應(yīng)器。該反應(yīng)器具有以下特點(diǎn)管板厚度可以較薄，管子熱應(yīng)力小，可取消鹽浴容器的膨脹元件。
本實(shí)用新型的目的是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種管束固定床反應(yīng)器，管束下端與反應(yīng)器底管板相連，管束上端伸出反應(yīng)器上蓋一段距離，且管束相對于反應(yīng)器上蓋能作自由伸縮。
上述技術(shù)方案中，管束上端可與上管板相連，反應(yīng)器內(nèi)可分布2～8個(gè)管束，管束在反應(yīng)器內(nèi)的分布優(yōu)選方案為均勻分布，每個(gè)管束的管子數(shù)至少為2根。
本實(shí)用新型中，由于連接反應(yīng)管管束的上管板是獨(dú)立于容器上蓋的管板，加上反應(yīng)管束穿過反應(yīng)器上蓋時(shí)留有適宜的開孔尺寸，因此當(dāng)反應(yīng)管束發(fā)生熱脹冷縮時(shí)，反應(yīng)管束可以自由伸縮，對反應(yīng)器的上蓋、側(cè)壁不會產(chǎn)生熱應(yīng)力，對下管板的熱應(yīng)力也很小，甚至沒有，從而克服了以往鹽浴管束固定床反應(yīng)器存在的上下管板、側(cè)壁承受較大熱應(yīng)力，必需使上、下管板厚度加厚，反應(yīng)器需增加膨脹元件的缺陷，因此反應(yīng)器上蓋和管板的厚度可以較薄。同樣由于管子熱應(yīng)力小，因此可取消鹽浴容器的膨脹元件，使反應(yīng)器能在所有側(cè)壁面積上設(shè)置傳熱夾套，達(dá)到增強(qiáng)傳熱的作用，取得了較好的效果。
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圖1為管束固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
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圖1中1為原料進(jìn)口，2為管束上封頭，3為上封頭法蘭，4為管束上管板，5為容器上蓋，6為容器側(cè)壁(筒體)，7為夾套，8為反應(yīng)管，9為催化劑，10為夾套入口，11為公用下管板，12為下封頭法蘭，13為下封頭，14為反應(yīng)物出口，15為夾套出口，16為測溫元件，17為加熱器，18為熔鹽加入口，19為攪拌器軸，20為攪拌漿。
本實(shí)用新型提出一種把全部反應(yīng)管分成2～8個(gè)部分，每個(gè)部分的管子數(shù)是全部管子數(shù)的1/2～1/8，且至少為2根，稱為管束。在附
圖1中，管束中反應(yīng)管8下端與一個(gè)公用的下管板11連接，上端與一個(gè)獨(dú)立的、較之下管板11小得很多的上管板4連接，上管板4的上方連接一個(gè)封頭2，其上部開有進(jìn)料口1。管束在垂直方向上的長度幾乎全部浸沒在鹽浴容器中，成為有效的傳熱區(qū)域。反應(yīng)管8長度可為1～9米，通常為1.5～6米。在反應(yīng)管內(nèi)裝入催化劑。
下管板11和筒體6構(gòu)成了盛裝鹽浴的容器，結(jié)合上蓋5，形成了封閉式的鹽浴器。
當(dāng)管束穿過上蓋5時(shí)，上蓋相應(yīng)的地方開孔。開孔的尺寸要大于反應(yīng)管的外徑，通常大0.5～5mm。當(dāng)反應(yīng)管發(fā)生伸縮時(shí)，反應(yīng)管相對于上蓋能作自由滑動(dòng)，因而上蓋不受反應(yīng)管伸縮引起的力，可以很薄，例如一個(gè)直徑2600mm的蓋子，厚度只要10～16mm。
上蓋還設(shè)有至少一個(gè)的熔鹽加入口18，在管束與管束的間隙處，以及管束與攪拌器的間隙處安置加熱器17和測溫元件16。
在容器的中心或偏心處裝設(shè)一個(gè)攪拌裝置。攪拌裝置可以是螺旋槳，透平等等。攪拌裝置增強(qiáng)了容器內(nèi)熔鹽對反應(yīng)管的熱量交換。
在容器的外側(cè)設(shè)有夾套7，由于上述敘過的管束固定床反應(yīng)器無膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)，因而可以在容器的全部側(cè)壁上設(shè)置夾套。夾套內(nèi)通入不同于熔鹽的另一種熱介質(zhì)，可以與容器內(nèi)的熔鹽產(chǎn)生聯(lián)合熱量傳遞作用，以使反應(yīng)管得到良好的傳熱需要。
下面通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。實(shí)施例1一個(gè)丙二醇氧化制丙酮醛反應(yīng)器，由5個(gè)管束組成，每個(gè)管束有φ25的反應(yīng)管18根，管長為3米，內(nèi)裝催化劑。鹽浴容器的直徑為1300mm，設(shè)置全夾套，夾套內(nèi)通導(dǎo)熱油。容器內(nèi)設(shè)一組攪拌器。反應(yīng)器內(nèi)熔鹽的溫度范圍為280～380℃，溫度控制的精度為±1℃。
容器不設(shè)膨脹節(jié)，在開停車及正常操作時(shí)，管束可以自由膨脹伸縮，上蓋的厚度為10mm，下管板的厚度為30mm。
權(quán)利要求1.一種管束固定床反應(yīng)器，管束下端與反應(yīng)器底管板相連，其特征在于管束上端伸出反應(yīng)器上蓋一段距離，且管束相對于反應(yīng)器上蓋能作自由伸縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述管束固定床反應(yīng)器，其特征在于管束上端可與上管板相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述管束固定床反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器內(nèi)可分布2～8個(gè)管束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述管束固定床反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器內(nèi)的2～8個(gè)管束是均勻分布的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述管束固定床反應(yīng)器，其特征在于每個(gè)管束的管子數(shù)至少為2根。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種管束固定床反應(yīng)器。該反應(yīng)器中,其管束下端與反應(yīng)器底管板相連,管束上端伸出反應(yīng)器上蓋一段距離,且管束相對于反應(yīng)器上蓋能作自由伸縮。該反應(yīng)器具有反應(yīng)器上蓋熱應(yīng)力小,可以較薄,且反應(yīng)器側(cè)壁不需設(shè)膨脹元件的特點(diǎn),可用于工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號B01J8/06GK2333440SQ9822405
公開日1999年8月18日 申請日期1998年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月20日
發(fā)明者陳智強(qiáng) 申請人:中國石油化工總公司, 中國石油化工總公司上海石油化工研究院