具有流體均勻分布功能的甲醇塔再沸器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于甲醇塔再沸器設備技術領域，特別涉及采用過氧化氫法制備環(huán)氧丙烷所使用的具有流體均勻分布功能的甲醇塔再沸器。
【背景技術】
[0002]環(huán)氧丙烷，又名氧化丙烯、甲基環(huán)氧乙烷，為無色醚味液體，低沸點、易燃，是一種重要的有機化工原料，是石油化工生產(chǎn)中重要的大宗有機化工產(chǎn)品，也是精細化工最重要的中間產(chǎn)品之一，主要用于生產(chǎn)聚醚多元醇、丙二醇和各類非離子表面活性劑等，其中聚醚多元醇是生產(chǎn)聚氨酯泡沫、保溫材料、弾件體、膠粘劑和凃料等的重要原料,各類非離子型表面活性劑在石油、化工、農藥、紡織、日化等行業(yè)得到廣泛應用。環(huán)氧丙烷還是重要的丙烯衍生物，每年約7%的丙烯用于環(huán)氧丙烷生產(chǎn)。
[0003]環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝主要有氯醇化法、共氧化法(也稱間接氧化法)和直接氧化法。如今世界生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的主要工業(yè)化方法為氯醇化法，該方法的缺點是水資源消耗大，且會產(chǎn)生大量的廢水和廢渣需要排放，每生產(chǎn)I噸環(huán)氧丙烷產(chǎn)生40?50噸含氯化物的皂化廢水和2噸以上的廢渣，該廢水具有溫度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和懸浮物含量高的“五高”特點，難以處理，對環(huán)境污染嚴重；同時，氯醇法還消耗大量高能耗的氯氣和石灰原料，而氯和鈣在廢水和廢渣中排放掉，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的次氯酸對設備的腐蝕也比較嚴重。為了克服上述工藝所存在的工藝流程復雜、能耗大、產(chǎn)品收率低和污染嚴重的問題，最近幾年，過氧化氫直接氧化法已開發(fā)成功并先后實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。過氧化法(ΗΡΡ0法)是由過氧化氫(雙氧水)催化環(huán)氧化丙烯制環(huán)氧丙烷的新工
藝，生產(chǎn)過程中只生成環(huán)氧丙烷和水，工藝流程簡單、能耗少、產(chǎn)品收率高，沒有其他副產(chǎn)品，污染少，屬于環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)系統(tǒng)，發(fā)展前景好。
[0004]在過氧化氫法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷現(xiàn)有技術已經(jīng)投產(chǎn)運行的裝置中，過氧化氫法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷最大處理能力為10萬噸/年，由于筒體直徑較小，流體直接進入設備后，可以均勻分布，能夠達到生產(chǎn)工藝要求，但是處理能力較低。
[0005]最大處理能力為30萬噸/年的過氧化氫法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的甲醇塔再沸器，是目前國際上最大的過氧化氫法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)裝置，由于裝置處理能力的提高，使設備實現(xiàn)了大型化，隨之存在的問題是，由于筒體直徑增大，加熱管數(shù)量增多，流體直接進入設備，造成了加熱管管內與加熱管管外流體分布不均勻的情況，滿足不了流體均勻分布的要求；此外，現(xiàn)有設備采用的是普通的厚度為20_較厚的折流板結構，即在用鋼板制作的折流板上加工出若干個加熱管通過的通孔，加熱管與折流板孔之間的間隙很小，故加熱管管外流體只有通過多層折流板流動，使流體流經(jīng)折流板時的流動狀態(tài)為錯流狀態(tài)，導致壓力損失較大，且在設備運行過程中存在振動的問題，設備大型化后，運行過程中設備的振動問題更加嚴重，同時壓力損失也難以控制在工藝系統(tǒng)要求范圍內。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決問題是，克服現(xiàn)有技術的不足之處，為解決設備大型化后仍能夠滿足工藝系統(tǒng)的運行要求提供一種加熱管管內與加熱管管外流體均勻分布和在運行過程中減少振動、降低壓力損失的具有流體均勻分布功能的甲醇塔再沸器。
[0007]本發(fā)明采用的技術方案包括上管箱、殼程管束、下管箱、加熱管和蒸汽進口管，在上管箱筒體內壁焊接多級連體式分布器；在殼程管束筒體的內壁焊接超薄型折流柵和帶矩形孔的蒸汽分布圓筒。
[0008]所述多級連體式分布器包括插入式一級分配器、帶溢流槽多通道二級分配器、帶氣相平衡管柵板型三級分配器和V型槽式布膜頭。
[0009]所述插入式一級分配器包括圓筒形主管，在圓筒形主管前后兩側各焊接有一排圓筒形支管，在圓筒形支管下面有焊接圓筒形降液管，圓筒形降液管插入到帶溢流槽多通道二級分配器中。
[0010]所述帶溢流槽多通道二級分配器包括矩形溢流槽，支撐板和積液凹槽，所述支撐板位于底部，上面加工有矩形孔，該矩形孔中焊接矩形溢流槽，每2個矩形溢流槽之間與支撐板形成積液凹槽。
[0011]所述帶氣相平衡管柵板型三級分配器包括氣相平衡管、帶鋸齒形溢流堰和具有篩孔的篩板，所述篩板位于底部，篩板上加工有通孔并在該通孔中焊接氣相平衡管，在篩板外圓周上焊接鋸齒形溢流堰。
[0012]所述V型槽式布膜頭上段為圓管形膜頭，下段為圓錐形膜頭，圓管形膜頭面對稱開有2個V型缺口。
[0013]所述超薄型折流柵由超薄支撐圈和定位桿組成，超薄支撐圈由厚度為4_的薄扁鋼煨制成圓圈形，定位桿由Φ6_的圓鋼制成并縱橫相交與超薄支撐圈焊接到一起，形成一個個對加熱管起定位作用的矩形空間，超薄型折流柵的每個矩形空間與通過其中的加熱管之間形成了 4個由2個直角邊和I個凹弧邊構成的斜邊凹弧三角形順流間隙，加熱管外的流體通過該斜邊凹弧三角形順流間隙由上至下進行流動，形成順流，所述超薄型折流柵的矩形空間與加熱管之間的接觸間隙很小。
[0014]在所述帶矩形孔的蒸汽分布圓筒的筒壁上加工有上下2排矩形孔，所述矩形孔沿筒壁圓周呈均勻分布，矩形孔的寬度相同，高度位于筒壁中間位置最高，并隨筒壁中間位置向左右兩側逐漸遞減，安裝時高度隨著遠離蒸汽進口管逐漸變大，在遠離蒸汽進口管的對面的矩形孔的高度最高。
[0015]所述超薄型折流柵的矩形空間與加熱管之間的接觸間隙最大只有0.5_。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
(O由于本發(fā)明上管箱內裝有多級連體式分布器，包含有插入式一級分配器、帶溢流槽多通道二級分配器、帶氣相平衡管柵板型三級分配器和V型槽式布膜頭的多級連體式分布器，解決了設備大型化后，液體在加熱管內均勻分布的難題，通過多級分布器的設置，改善了流體在加熱管內的流動狀態(tài)，達到了液體在加熱管內均勻分布的目的；
(2)由于本發(fā)明在殼程管束筒體的側面焊接蒸汽進口管，在殼程管束筒體的內壁焊接帶矩形孔的蒸汽分布圓筒，水蒸汽從蒸汽進口管進入，并經(jīng)帶矩形孔的蒸汽分布圓筒進行了均勻分布，并且根據(jù)流體的流動特性和流體力學計算，確定了矩形孔的寬度相同，高度位于筒壁中間位置最高，并隨筒壁中間位置向左右兩側逐漸遞減，安裝時高度隨著遠離蒸汽進口管側逐漸變大，在遠離蒸汽進口管側的對面的矩形孔的高度最高，使得蒸汽能夠均勻的分布到加熱管的間隙中；
(3)由于本發(fā)明加熱管采用超薄型折流柵進行定位，所述超薄型折流柵由超薄支撐圈和定位桿組成，超薄支撐圈由4mm厚的薄扁鋼:!:畏制成圓圈形，定位桿由Φ6_的圓鋼制成并縱橫相交與超薄支撐圈焊接到一起，形成一個個矩形
空間，起到定位加熱管的作用，超薄型折流柵的每個矩形空間與通過其中的加熱管之間形成了 4個由2個直角邊和I個凹弧邊構成的斜邊凹弧三角形順流間隙，加熱管外的流體通過該斜邊凹弧三角形順流間隙由上至下進行流動，形成順流，所述超薄型折流柵的矩形空間與加熱管之間的接觸間隙很小，最大只有0.5_，使加熱管在超薄型折流柵中的位移很小，從而減少了流體流動的阻力，有效預防了加熱管的振動，達到了設備運行過程中管束降低振動、減小壓力損耗的效果。
[0016]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
圖2圖1的A部放大圖；
圖3是本發(fā)明矩形孔蒸汽分布帶的結構示意圖；
圖4是圖3的C-C剖視圖；
圖5是本發(fā)明超薄折流柵結構示意圖；
圖6是本發(fā)明超薄折流柵與加熱管裝配放大示意圖；
圖7是本發(fā)明插入式一級分配器結構示意圖；
圖8是本發(fā)明帶溢流槽多通道二級分配器結構示意圖；
圖9是本發(fā)明帶氣相平衡管柵板型三級分配器結構示意圖；
圖10是圖9的D-D剖視圖；
圖11是圖2的E部放大圖。
[0017]圖中:
1.上管箱，
1-1.上管箱設備法蘭，
1-2.多級連體式分布器，
1-2-1.插入式一級分配器，
1-2-1-1.圓筒形主管，1-2-1-2.圓筒形支管，1-2-1-3.圓筒形降液管，
1-2-2.帶溢流槽多通道二級分配器，
1-2-2-1.矩形溢流槽，1-2-2-2.支撐板，1-2-2-3.積液凹槽，
1-2-3.帶氣相平衡管柵板型三級分配器，
1-2-3-1.氣相平衡管，1-2-3-2.篩板，
1_2-3~3.據(jù)齒形溢流堪，1_2-3~4.篩孔，
1-2-4.V型槽式布膜頭，
1-2-4-1.圓管形膜頭，1-2-4-2.圓錐形膜頭，1-2-4-3.V型缺口，
1-3.上管箱筒體，
1-4.氣相出口，
1-5.上封頭， 1-6.液體進口，
2.殼程管束，
2-1.下管板，
2-2.超薄型折流柵，
2-2-1.超薄支撐圈，2-2-2.定位桿，
2-3.加熱管，
2-4.帶矩形孔的蒸汽分布圓筒，
2-4-1.筒壁，2-4-2.矩形孔，
2-5.上管板，
2-6.蒸汽進口管，
2-7.殼程管束筒體，
2-8.冷凝液出口管，
3.下管箱，
3-1.出液管，3-2.下封頭，3-3.下管箱設備法蘭，
a.斜邊凹弧三角形順流間隙，
b.接觸間隙。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明包括上管箱1、殼程管束2和下管箱3，
所述上管箱I包括上管箱設備法蘭1-1、多級連體式分布器1-2、上管箱筒體1-3、氣相出口 1-4、上封頭1-5和液體進口 1-6，其中，上管箱筒體1-3為圓筒形筒體，在上管箱筒體1-3的下端面焊接上管箱設備法蘭1-1，在上管箱筒體1-3的上端面焊接上封頭1-5，在上封頭1-5的頂部焊接氣相出口 1-4，在上管箱筒體1-3的側面焊接液體進口 1-6，在筒體
1-3內壁焊接多級連體式分布器1-2;
所述殼程管束2包括下管板2-1、超薄型折流柵2-2、加熱管2-3、帶矩形孔的蒸汽分布圓筒2-4、上管板2-5、蒸汽進口管2-6、殼程管束筒體2-7和冷凝液出口管2_8，其中，殼程管束筒體2-7為圓筒形筒體，在