一种等温等流速双水冷卧式反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种等温等流速双水冷卧式反应器，包括筒体、左封头和右封头、分别设于筒体左、右端的左端外管板和右端外管板、设于筒体内的左端内管板和右端内管板、安装于左端内管板和右端内管板间的触媒框、套管式水冷换热管组；套管式水冷换热管组包括相邻两层进水方向相反的套管层，每层套管层包括若干套管，套管包括内套管、外套管，外套管的一端由内管板固定，另一端密闭并水平伸入催化剂床层，内套管的一端由外管板固定，另一端水平伸入相应的外套管内。本实用新型专利技术催化剂在管外形成矩形催化剂床层，反应气体自上而下穿过床层，不存在轴向流；对称安排套管式水冷换热管组横穿催化剂床，达到催化剂床层的等温性，实现床层等温反应的目的。

A double water-cooled horizontal reactor with isotherm and constant flow rate

The utility model discloses a double water-cooled horizontal reactor with isothermal and equal flow rate, which comprises a cylinder, a left end head and a right end head, a left end outer tube plate and a right end outer tube plate respectively arranged at the left and right ends of the cylinder, a left end inner tube plate and a right end inner tube plate arranged in the cylinder, a catalyst frame arranged between the left end inner tube plate and the right end inner tube plate, a sleeve type water-cooled heat exchange tube group, a sleeve type water-cooled heat exchange tube The group includes two adjacent casing layers with opposite water inflow direction. Each casing layer includes several casings, including inner casing and outer casing. One end of the outer casing is fixed by the inner tube plate, the other end is sealed and extends horizontally into the catalyst bed layer, one end of the inner casing is fixed by the outer tube plate, and the other end extends horizontally into the corresponding outer casing. The catalyst of the utility model forms a rectangular catalyst bed layer outside the tube, and the reaction gas passes through the bed layer from top to bottom without axial flow; the sleeve type water-cooled heat exchange tube group is arranged symmetrically to cross the catalyst bed, so as to achieve the isothermal property of the catalyst bed layer and realize the isothermal reaction of the bed layer.

【技术实现步骤摘要】
一种等温等流速双水冷卧式反应器
本技术属于化学反应工程中气固相催化反应器领域，涉及一种低压反应装置，具体涉及一种等温等流速双水冷卧式反应器，特别是涉及一种移热能力强、流体阻力低和等温性能好的双水冷卧式反应器。
技术介绍
内冷式气固反应器种类繁多，其中管壳式反应器是比较常见的内冷式气固反应器。管壳式反应器按反应气体穿过催化剂床层的流向可分为轴向流反应器和径向流反应器，轴向流反应器按催化剂装填方式又可分为立式轴向流管壳式反应器和立式轴向冷管式反应器。立式轴向流管壳式反应器(催化剂在管内，冷却水在管外，如图1)是由多个管式反应器并联操作的反应器，其优点是冷却面积较多，比传热面达100-140m2/m3催化剂，等温性和等流速性较好，结构较简单。其缺点是阻力高，难以大型化，而且数量众多的单管呈封闭操作，某些单管易于超温和飞温，造成单管损坏而停产，如图2所示，管式反应器管内中心点温度随反应的进程逐步积累升高，到达某一位置后开始飞温，温度已经不可控制。立式轴向冷管式反应器(催化剂在管外，冷却水在管内，如图3)，其优点是催化剂床层是开放性操作，即使超温也不易造成单管损坏，结构也较为简单，但是其传热面积较小，比传热面仅为30-60m2/m3催化剂，传热能力不足，且其等温性差，不适合用于强放热反应工况，因为是轴向流，则阻力大，功耗高，难以大型化。立式径向冷管式反应器(如图4)，其优点是阻力小，功耗低，易于大型化。缺点是床层的上下端存在径向流和轴向流同时并存的复杂流态，在该复合流态区内，不适用对等温性和等流速性要求高的反应。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种等温等流速双水冷卧式反应器。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种等温等流速双水冷卧式反应器，包括筒体9、分别设于筒体9两侧的左封头1a和右封头1b、分别设于筒体9左、右两端的左端外管板3a和右端外管板3b、分别设于筒体9内部的左端内管板6a和右端内管板6b、安装于左端内管板6a和右端内管板6b之间的触媒框21、若干套管式水冷换热管组；所述的左端内管板6a与左端外管板3a之间构成左端管箱，所述的右端内管板6b与右端外管板3b之间构成右端管箱；在所述的触媒框21内装填催化剂形成催化剂床层，在筒体9顶部设有若干个进气口11，沿筒体9顶部内壁设有布气管8，在筒体9底部设有若干出气口18，沿筒体9底部内壁设有集气管17，反应气体自进气口11进入反应器后经布气管8均匀分布后自上而下穿过床层，由集气管17收集后自出气口18排出；在所述的左、右封头分别设有多个冷却水进口5，在左、右端管箱顶部和/或底部分别设有冷却水出口12；所述的套管式水冷换热管组包括相邻两层进水方向相反的套管层，每层套管层包括若干套管，所述的套管包括内套管、外套管，外套管的一端由左端内管板6a或右端内管板6b固定，另一端密闭并水平伸入催化剂床层但不与右端内管板6b或左端内管板6a接触以留有膨胀间隙，内套管的一端由左端外管板3a或右端外管板3b固定，另一端水平伸入相应的外套管内，且内套管的端部不与外套管的端部接触以留有膨胀间隙，冷却水进入内套管，沿内套管流到终端后折返，经内、外套管间的环隙流向外套管出水端口，在管箱内汇合，经冷却水出口排出反应器。所述的套管中外套管和内套管的轴位于同一水平线上。优选的，在左、右封头内分别沿冷却水进口5设置隔板2沿竖直方向将封头分隔成多个进水分布通道将冷却水分配入内套管。具体操作时，根据反应区的需要移热量进行分区和控制进水温度和进水量。相邻两层两层进水方向相反的套管层的套管交错排列实现三角形布管，即进水方向相反的套管层的套管交错排列实现三角形布管。所述的三角形为等边三角形。相邻两层进水方向相同的套管层的套管呈矩形布管方式。优选的，所述的外套管的一端焊接在左端内管板6a或右端内管板6b上，伸入触媒框21内的外套管由若干支撑板10支撑；所述的内套管的一端焊接在左端外管板3a或外端外管板3b上。所述的支撑板10为矩形板，矩形板设有供外套管穿过的孔。优选的，所述的内、外套管之间的环隙为2-6mm；所述的外套管的管径Φ为14-32mm；所述的外套管为变径管或直径不变的管道。优选的，套管式水冷换热管组包括上下相邻的左端套管层和右端套管层；所述的左端套管层包括若干左端套管，左端套管包括左端内套管4a、左端外套管7a，左端外套管7a的一端由左端内管板6a固定，另一端密闭并水平伸入催化剂床层，伸入触媒框21内的外套管部分由若干支撑板10支撑；左端内套管4a的一端由左端外管板3a固定，另一端水平伸入相应的左端外套管7a内，且左端内套管4a的端部不与左端外套管7a的端部接触，冷却水进入左封头1a，经隔板2分配进入内套管，沿内套管流到终端后折返，经内、外套管间的环隙流向外套管出水端口，在管箱内汇合，经冷却水出口5排出反应器；所述的右端套管层包括若干右端套管，右端套管包括右端内套管4b、右端外套管7b，右端外套管7b的一端由右端内管板6b固定，另一端密闭并水平伸入催化剂床层，伸入触媒框21内的外套管部分由若干支撑板10支撑；右端内套管4b的一端由右端外管板3b固定，另一端水平伸入相应的外套管内，且右端内套管4b的端部不与右端外套管7b的端部接触。为了便于检修，在所述的筒体9的上部、下部设有若干个人孔19。同时控制左、右端管箱的宽度约为1m。优选的，所述的布气管8为半圆管，布气管8的两侧弧边焊接在筒体9顶部内壁，在布气管8设有布气孔。每个进气口11配备一个布气管8，布气管8的两端管口密闭；或所有的进气口11配备一个布气管8，布气管8的两端管口密闭或与左、右端内管板连接。优选的，所述的集气管17为半圆管，集气管17的两侧弧边焊接在筒体9底部内壁，在集气管17设有集气孔使气体通过小孔进入管内，汇集后从出气口排出。每个出气口18配备一个集气管17，集气管17的两端管口密闭；或所有的出气口18配备一个集气管17，集气管17的两端管口密闭或与左、右端内管板连接。优选的，所述的触媒框21为长方体触媒框；所述的触媒框21顶部敞口，底部从上往下依次设有鱼鳞板和集气板16，起到支撑和隔离触媒的作用，触媒筐21的前、后侧板分别和同侧筒体9内壁形成密闭空腔供冷却介质流动，在密闭空腔对应的筒体下部设有保护水进口14，上部设有保护水出口20。所述的鱼鳞板上的鱼鳞孔的长度为10-100mm，宽度小于催化剂的颗粒度，相邻鱼鳞孔的间距为25-80mm；所述的集气板16布有通气孔，与鱼鳞板配合避免气流死角同时起到高效的气体分布作用。进一步的，在所述的筒体9下部内壁设有轴向的支撑梁22，所述的集气板16由支撑梁22支撑，不与筒体焊接。所述的触媒筐21的前、后侧板焊接在筒体1内壁。优选的，在触媒框21顶部对应的筒体9上设有多个装剂孔，不需要打开筒体，直接通过装剂孔即可将催化剂填入触媒框内；在触媒框21底部对应的筒体9上沿轴向设有多个卸剂孔15即可实现更换催化剂，相邻两个卸剂口15间距约为0.7-0.8m。本技术所述的等温等流速双水冷卧式反应器的长径比即L:D＝1:1-1:10，其流体阻力大致为轴向流反应器的1/10-1/2，可大幅度节省功耗和有利于实现大型化。长度L相当于是左、右内管板的距离。优选的，在所述的左、右本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等温等流速双水冷卧式反应器，其特征在于包括筒体、分别设于筒体两侧的左封头和右封头、分别设于筒体左、右两端的左端外管板和右端外管板、分别设于筒体内部的左端内管板和右端内管板、安装于左端内管板和右端内管板之间的触媒框、若干套管式水冷换热管组；所述的左端内管板与左端外管板之间构成左端管箱，所述的右端内管板与右端外管板之间构成右端管箱；在所述的触媒框内装填催化剂形成催化剂床层，在筒体顶部设有若干个进气口，沿筒体顶部内壁设有布气管，在筒体底部设有若干出气口，沿筒体底部内壁设有集气管；在所述的左、右封头分别设有多个冷却水进口，在左、右端管箱顶部和/或底部分别设有冷却水出口；所述的套管式水冷换热管组包括相邻两层进水方向相反的套管层，每层套管层包括若干套管，所述的套管包括内套管、外套管，外套管的一端由左端内管板或右端内管板固定，另一端密闭并水平伸入催化剂床层，内套管的一端由左端外管板或右端外管板固定，另一端水平伸入相应的外套管内，且内套管的端部不与外套管的端部接触。

【技术特征摘要】
1.一种等温等流速双水冷卧式反应器，其特征在于包括筒体、分别设于筒体两侧的左封头和右封头、分别设于筒体左、右两端的左端外管板和右端外管板、分别设于筒体内部的左端内管板和右端内管板、安装于左端内管板和右端内管板之间的触媒框、若干套管式水冷换热管组；所述的左端内管板与左端外管板之间构成左端管箱，所述的右端内管板与右端外管板之间构成右端管箱；在所述的触媒框内装填催化剂形成催化剂床层，在筒体顶部设有若干个进气口，沿筒体顶部内壁设有布气管，在筒体底部设有若干出气口，沿筒体底部内壁设有集气管；在所述的左、右封头分别设有多个冷却水进口，在左、右端管箱顶部和/或底部分别设有冷却水出口；所述的套管式水冷换热管组包括相邻两层进水方向相反的套管层，每层套管层包括若干套管，所述的套管包括内套管、外套管，外套管的一端由左端内管板或右端内管板固定，另一端密闭并水平伸入催化剂床层，内套管的一端由左端外管板或右端外管板固定，另一端水平伸入相应的外套管内，且内套管的端部不与外套管的端部接触。2.根据权利要求1所述的等温等流速双水冷卧式反应器，其特征在于相邻两层进水方向相同的套管层的套管交错排列呈三角形布管方式；相邻两层进水方向相同的套管层的套管呈矩形布管方式。3.根据权利要求1所述的等温等流速双水冷卧式反应器，其特征在于所述的外套管伸入触媒框部分由若干支撑板支撑。4.根据权利要求1所述的等温等流速双水冷卧式反应器，其特征在于所述的内、外套管之间的环隙为2-6mm；所述的外套管的管径为14-32mm。5.根据权利要求1所述的等温等流速双水冷卧式反应器，其特征在于所述的套管式水冷换热管组包括上下相邻的左端套管层和右端套管层，左端套管层包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张结喜，杨琳，马东升，龚传艮，曹佳，
申请(专利权)人：南京国昌化工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32