一种银法甲醛装置中的甲醇氧化器制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种银法甲醛装置中的甲醇氧化器，其特征在于：包括氧化器顶盖、与氧化器顶盖法兰连接的急冷段，以及辅助系统，所述辅助系统包括汽包和循环泵，所述氧化器顶盖与急冷段之间的空间形成催化室，该催化室设有电解银催化剂层；所述急冷段包括设在催化剂层下底部的催化剂层下急冷器、设在急冷段侧面板上的急冷段侧面板冷却器，以及设在催化剂层下急冷器下方的产汽冷却器；催化剂层下急冷器、急冷段侧面板冷却器和产汽冷却器均为内部通以汽包循环热水的管式换热器，其中催化剂层下机冷器通过循环泵强制循环。本实用新型专利技术尽可能的减少了管板件高温下损伤，延长了氧化器的实用寿命。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种银法甲醛装置中的甲醇氧化器，其特征在于：包括氧化器顶盖、与氧化器顶盖法兰连接的急冷段，以及辅助系统，所述辅助系统包括汽包和循环泵，所述氧化器顶盖与急冷段之间的空间形成催化室，该催化室设有电解银催化剂层；所述急冷段包括设在催化剂层下底部的催化剂层下急冷器、设在急冷段侧面板上的急冷段侧面板冷却器，以及设在催化剂层下急冷器下方的产汽冷却器；催化剂层下急冷器、急冷段侧面板冷却器和产汽冷却器均为内部通以汽包循环热水的管式换热器，其中催化剂层下机冷器通过循环泵强制循环。本技术尽可能的减少了管板件高温下损伤，延长了氧化器的实用寿命。【专利说明】一种银法甲醛装置中的甲醇氧化器
本技术属于化工生产工艺及设备
，主要涉及用于银法甲醛生产工艺 装置中的甲醇氧化器。
技术介绍
银法甲醛生产过程中，甲醇混合气体再氧化器中的化学反应主要以下： 氧化反应 CH30H+l/202 - CH2CHH2O (1) 脱氢反应 CH3OH - CH2CHH2 (2) 反应过程中的副反应化学方程式： CH30H+3/202 - C02+2H20 (3) CH3OH - C0+2H20......... (4) CH30H+H2 - CH4+H20......... (5) CH30H+02 - HCOO H+H20 (6) 目前甲醛行业传统氧化器，外形均为立式圆筒形设备，一般从上到下可分为三段： 上段为氧化器顶盖；中段为催化剂室和急冷段的组合；下段可设置冷却段（根据需要设 置）。采用传统型氧化器的技术缺陷： a、由于氧化器急冷段采用列管式换热器形式，上管板上面的催化剂层的温度为， 630?650°C，由于上管板和换热管采用奥氏体不锈钢焊接而成，在此温度下，奥氏体不锈 钢处于最最容易损坏的敏化温度，晶格粗大，特别是容易在焊接的热影响区产生晶间腐蚀， 时间长了，就会在上管板的热影响区产生热裂纹，漏水。在氧化器漏水部位，局部温度偏低， 甲醇的氧化反应不充分，造成单耗偏高，补焊后由于焊接热影响区的材质发生变化，会继续 漏水。所以氧化器漏水的管道数量达到换热管的5?10%左右，单耗在450kg甲醛/t甲醛 (37%)，就必须更换氧化器。一般是3年左右更换氧化器。一般氧化器在甲醛装置中费用 占到20%左右。 b、氧化器的换热管，管板是采用不锈钢的，而壳程为了减少制造成本，一般采用碳 钢材质。在管程里面，由于反应后的气相温度比较高，换热管不锈钢的热膨胀系数（17.9) 又远远大于壳程碳钢的热膨胀系数（11. 3?13)，所以换热管顶起管板的应力很大，经过计 算，一台5万吨氧化器在操作时的热应力达到48吨左右，虽然采用了膨胀节来抵消部分的 热应力，但是热应力存在着，特别是对于管板和换热管部分的热影响区在高温下是致命的 损坏。 c、对于10万吨及以上的甲醛装置，氧化器有效直径大于Φ2600,中间部分的热量 带走是比较困难的，为了减少管板中间壳程由于带不出热量的弊端，只有采用加大管间距 的方式，但是这时混合气体通过催化剂有效面积减少，氧化器不得不做的很大，造成的结果 是单耗高，产能低。 d、对于12万吨的甲醛装置，氧化器的有效直径Φ2800,氧化器触媒室直径 Φ 2900,氧化器壳程外径Φ 4000,加上伸出的接管，氧化器的最大运输外径达到Φ 4600,是 运输高度的极限值，所以银法甲醛装置的极限产能，也就是12万吨。 e、传统型氧化器的致命缺陷：1、氧化器是易损件，3年左右就要更换，费用大；2、 氧化器最大产能只能到12万吨，甲醛装置的大型化受到致命的制约；3、运输过程受限制， 设计到12万吨甲醛装置几乎是最大的了；4、大型氧化器单耗偏高，操作困难。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述存在的问题和缺陷，本技术提供了一种银法甲醛装置中 的甲醇氧化器，尽量减少管板件高温下损伤，延长了氧化器的实用寿命。 技术方案：为实现上述专利技术目的，本技术采用以下技术方案：一种银法甲醛 装置中的甲醇氧化器，其特征在于：包括氧化器顶盖、与氧化器顶盖法兰连接的急冷段，以 及辅助系统，所述辅助系统包括汽包和循环泵，所述氧化器顶盖与急冷段之间的空间形成 催化室，该催化室设有电解银催化剂层；所述急冷段包括设在催化剂层下底部的催化剂层 下急冷器、设在急冷段侧面板上的急冷段侧面板冷却器，以及设在催化剂层下急冷器下方 的产汽冷却器；催化剂层下急冷器、急冷段侧面板冷却器和产汽冷却器均为内部通以汽包 循环热水的管式换热器，其中催化剂层下机冷器通过循环泵强制循环。 所述氧化器顶盖外壁横向设有混合气体进口，内部设有截头锥形气体分配器。 所述电解银催化剂层厚度为15?20mm。 所述催化剂层下急冷器为联排管式换热器，产汽冷却器为多做联排管式换热器， 急冷段侧面板冷却器采用半管换热器。 所述催化剂层为多层结构，每层电解银的粒径不同。 有益效果：与传统技术相比，本技术具有以下优点： 1、氧化器采用优质不锈钢换热管在催化剂层下无焊接，所以不存在焊接热影响 区，氧化器使用寿命增加，设计寿命10年左右，氧化器不再是易损件； 2、氧化器催化剂层下的联排"热管"通汽包热水，采用强制循环带走反应热，不存 在换热管和壳程之间热应力比较难消除的问题，避开了管板和换热管部分的热影响区在高 温下是致命损坏的难题； 3、设备的紧凑化设计，解决了氧化器有效直径太大的问题。现设计20万吨氧化器 急冷段最大运输尺寸：□ 3300长X 3300宽X 3500高；30万吨氧化器急冷段最大运输尺寸： □ 3900长X3900宽X4000高。完全可以实现甲醛装置的大型化； 4、由于采用了特殊的结构及设计，产品单耗会更低，按照一般传统型氧化器的单 耗为：445kg甲醇/t甲醛，而新设计的氧化器单耗为：437kg甲醇/t甲醛，每吨37%甲醛水 溶液可以降低单耗8kg; 5、氧化器的换热面积增加30%左右，副产蒸汽量会增加20%左右；由于结构的限 制，传统型氧化器的副产蒸汽工作压力一般为〇. 2Mpa，而最新型氧化器副产蒸汽工作压力 可设计为0. 4Mpa，副广蒸汽的品味提1? 了。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术所述甲醇氧化器的结构示意图。 其中，氧化器顶盖1、催化室2、急冷段3、混合气体进口 4、截头锥形气体分配器5、 催化剂层6、催化剂层下急冷器7、急冷段侧面板冷却器8、产汽冷却器9、气泡10、循环泵 11。 【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本技术，应理解这些实施例仅用于 说明本技术而不用于限制本技术的范围，在阅读了本技术之后，本领域技术 人员对本技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 如图1所示，本技术所述的银法甲醛装置中的甲醇氧化器，主要包括：氧化器 顶盖、催化室、急冷段和辅助系统，其中急冷段包括催化剂层下急冷器、急冷段侧面板冷却 器、急冷段产汽冷却器；氧化器顶盖通过法兰与急冷段连接，且它们之间的空间就形成催化 室；而辅助系统主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银法甲醛装置中的甲醇氧化器，其特征在于：包括氧化器顶盖、与氧化器顶盖法兰连接的急冷段，以及辅助系统，所述辅助系统包括汽包和循环泵，所述氧化器顶盖与急冷段之间的空间形成催化室，该催化室设有电解银催化剂层；所述急冷段包括设在催化剂层下底部的催化剂层下急冷器、设在急冷段侧面板上的急冷段侧面板冷却器，以及设在催化剂层下急冷器下方的产汽冷却器；催化剂层下急冷器、急冷段侧面板冷却器和产汽冷却器均为内部通以汽包循环热水的管式换热器，其中催化剂层下机冷器通过循环泵强制循环。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶子茂，向家勇，顾以洵，许引，
申请(专利权)人：江苏凯茂石化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32