一种拱形自支撑式反应器结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种拱形自支撑式反应器结构，包括气体入口段、反应段和气体出口段，并相应设置入口段壳体、反应段壳体和出口段壳体，所述反应段内设置拱形的床层，所述拱形的曲率满足自支撑条件，所述床层上铺设催化剂，所述床层由刚玉砖砌筑而成，所述刚玉砖接触面之间开有流体可通过的孔道；所述壳体的材料均为钢材质，所述入口段壳体和出口段壳体均为圆锥体，所述壳体内表面设置耐高温隔热衬里，并在其处设置膨胀缝。与现有技术相比，本实用新型专利技术的拱形自支撑式反应器结构结构保证了各处结构的应力在许用范围内、流体分配均匀、变形协调、内外温度合理等，提高反应器的转化效率使用寿命。

Arch self support reactor structure

The utility model relates to a self-supporting arch structure of the reactor, including gas entrance section, a reaction section and gas outlet, and the corresponding set of entrance section shell, shell reaction section and the outlet section of shell, the reaction section arranged in the arched bed, curvature of the arch to meet the self supporting conditions. The bed laying on the bed by the catalyst, corundum brick masonry, a fluid through the channel between the contact surface of the corundum brick; shell materials are steel material, the entrance and exit section of the shell section shell are cone, the shell is arranged on the surface of high temperature insulation the lining, and expansion joints are arranged in the office. Compared with the prior art, the utility model arch self supporting structure of the reactor structure ensures all structural stress within the allowable range, uniform fluid distribution, deformation coordination, internal and external temperature is reasonable, improve the service life of the conversion efficiency of the reactor.

【技术实现步骤摘要】
一种拱形自支撑式反应器结构
本技术涉及反应器领域，尤其涉及一种拱形自支撑式反应器结构。
技术介绍
目前，从天然气出发制取乙烯的方法有直接法和间接法。直接法有氧化偶联、氯化偶联、直接脱氢法；间接法是先将天然气转化为合成气，再由合成气制烯烃，包括改良F—T法、甲醇裂解制烯烃等方法。从技术、资源利用、环境保护等方面考虑，间接法不是经济合理的选择，而天然气即甲烷氧化偶联制乙烯(OCM)是最直接的方法，因此几十年来，OCM一直是世界各国科学家研究的重点。然而，从化学性质的角度讲，甲烷十分稳定，目的产物之一的乙烯却十分活泼，高温和氧气的存在也使得甲烷和产物(乙烷和乙烯，总称C2烃)都有可能被深度氧化为CO及COx，并且该反应是强放热反应，这在本质上导致了OCM过程进行的难度。虽然催化剂的开发和反应机理的研究是目前的重点，但是反应器的设计、工程放大及流程安排也是工业化过程中必须考虑的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提出了一种适用于甲烷偶联制乙烯反应的拱形自支撑式反应器结构，当反应器在高温、大尺寸下，保证各处结构的应力在许用范围内、流体分配均匀、变形协调、内外温度合理等，最终使反应器有较高的转化效率及较高的使用寿命。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种拱形自支撑式反应器结构，包括气体入口段、反应段和气体出口段，并相应设置入口段壳体、反应段壳体和出口段壳体，所述反应段内设置拱形的床层，所述拱形的曲率满足自支撑条件，所述床层上铺设催化剂，所述床层由刚玉砖砌筑而成，所述刚玉砖接触面之间开有流体可通过的孔道。优选的，所述拱形自支撑式反应器结构为甲烷偶联制乙烯反应器。优选的，所述入口段壳体、反应段壳体和出口段壳体的材质均为钢材。优选的，所述入口段壳体为渐扩形式，其采用半顶角约为5°～60°的正锥体。优选的，所述出口段壳体为渐缩形式，其采用半顶角约为5°～75°的正锥体。优选的，所述反应段壳体为圆柱体。优选的，所述反应器结构内部设置固定于所述入口段壳体、反应段壳体和出口段壳体的内表面上的耐高温隔热衬里，所述耐高温隔热衬里设置膨胀缝。优选的，所述进口段壳体与管道的连接方式为法兰连接，所述出口段壳体与管道的连接方式为法兰连接。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：进口段与出口段均采用正椎体，其保证气体能均匀流过催化剂床层，保证催化剂床层下各处的压力均匀，均匀的流体分配有利于提高反应器的转化率，延长催化剂的使用寿命；催化剂床层采用采用拱形砖砌结构，其自身能够支撑催化剂及本体重量、吸收高温膨胀应力及变形，同时配合开孔的方式，保证流体均匀的通过催化剂，有利于改善其在高温下的应力分布，有利于高温膨胀吸收及制造安装，床层无膨胀应力，变形小，高温下强度刚度较好；反应器结构壳体为钢材质，具有圆形截面，相较于其他型式有更好的抗压性能以及一定的支撑作用，且在壳体内部设置耐高温隔热衬里，既可保护外部钢结构被高温破坏，又能减少能量损失，提高经济效益；同时在耐高温隔热衬里设有膨胀缝，吸收支撑墙及衬里的高温膨胀量以及金属壳体与衬里的高温膨胀差。附图说明图1是本技术所述的拱形自支撑式反应器结构的局部剖视图；图2是位于如图1所述的拱形自支撑式反应器结构内的催化剂床层的俯视图；图中的附图标记为：1、入口段壳体；2、耐高温隔热衬里；3、反应段壳体；4、床层；5、出口段壳体；6、刚玉砖；7、孔道；8、气体入口段；9、反应段；10、气体出口段。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。图1为本技术所述的拱形自支撑式反应器结构的示意图，图2为催化剂床层的俯视图。如图1~图2所示，本技术所述的拱形自支撑式反应器结构，包括气体入口段8、反应段9和气体出口段10，并相应设置入口段壳体1、反应段壳体3和出口段壳体5，所述反应段9内设置拱形的床层4，所述拱形的曲率满足自支撑条件，所述床层4上铺设催化剂，所述床层4由刚玉砖6砌筑而成，所述刚玉砖6接触面之间开有流体可通过的孔道7，所述孔道的数量及开孔尺寸根据设备尺寸、催化规格、原料气流量等调整确定在一优选实施例中，本技术所述的拱形自支撑式反应器结构适用于为甲烷偶联制乙烯反应器，所述壳体1、3、5的材质均为钢材，所述入口段壳体1为渐扩形式，其采用半顶角约为5°～60°的正锥体，所述出口段壳体5为渐缩形式，其采用半顶角约为5°～75°的正锥体，所述反应段壳体3为圆柱体；所述壳体1、3、5的内表面上设置耐高温隔热衬里2，所述耐高温隔热衬里2设置膨胀缝；所述进口段壳体1与管道的连接方式为法兰连接，所述出口段壳体5与管道的连接方式为法兰连接。实施例一所述入口段壳体1为为渐扩形式，其采用半顶角为5°的正锥体，所述出口段壳体5为渐缩形式，其采用半顶角约为5°的正锥体。实施例二所述入口段壳体1为为渐扩形式，其采用半顶角为30°的正锥体，所述出口段壳体5为渐缩形式，其采用半顶角约为45°的正锥体。实施例三所述入口段壳体1为为渐扩形式，其采用半顶角为60°的正锥体，所述出口段壳体5为渐缩形式，其采用半顶角约为75°的正锥体。由上述实施例可知，本技术所述的拱形自支撑式反应器结构保证了各处结构的应力在许用范围内、流体分配均匀、变形协调、内外温度合理等，最终使反应器有较高的转化效率及较高的使用寿命。以上对本技术的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本技术并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本技术的范畴之中。因此，在不脱离本技术的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本技术的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拱形自支撑式反应器结构，其特征在于，包括气体入口段(8)、反应段(9)和气体出口段(10)，并相应设置入口段壳体(1)、反应段壳体(3)和出口段壳体(5)，所述反应段(9)内设置拱形的床层(4)，所述拱形的曲率满足自支撑条件，所述床层(4)上铺设催化剂，所述床层(4)由刚玉砖(6)砌筑而成，所述刚玉砖(6)接触面之间开有流体可通过的孔道(7)。

【技术特征摘要】
1.一种拱形自支撑式反应器结构，其特征在于，包括气体入口段(8)、反应段(9)和气体出口段(10)，并相应设置入口段壳体(1)、反应段壳体(3)和出口段壳体(5)，所述反应段(9)内设置拱形的床层(4)，所述拱形的曲率满足自支撑条件，所述床层(4)上铺设催化剂，所述床层(4)由刚玉砖(6)砌筑而成，所述刚玉砖(6)接触面之间开有流体可通过的孔道(7)。2.根据权利要求1所述的拱形自支撑式反应器结构，其特征在于，所述拱形自支撑式反应器结构为甲烷偶联制乙烯反应器。3.根据权利要求1所述的拱形自支撑式反应器结构，其特征在于，所述入口段壳体(1)、反应段壳体(3)和出口段壳体(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，许式龙，李艳明，肖前峰，俞雯玥，堵祖荫，李真泽，李勇，王江义，吴曦，章立，徐尔玲，唐绮颖，
申请(专利权)人：中石化上海工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31