一种甲烷氢氯化反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种甲烷氢氯化反应器，包括从上至依次固定连接的上封头、壳体、下封头，所述上封头上部设有进料管，下封头底部设有出料管，还包括，上封板，固定连接于所述壳体上端；下封板，固定连接于所述壳体下端；进液管，固定连接于壳体下部、位于下封板上方；出液管，固定连接于壳体上部、位于上封板下方；多根换热管，两端分别固定连接于上封板、下封板，用于连通上封头、下封头的内腔。

A hydrochlorination reactor for methane

【技术实现步骤摘要】
一种甲烷氢氯化反应器
本专利技术涉及一种甲烷氢氯化反应器。
技术介绍
我国目前主要是采用甲醇法生产甲烷氯化物，此反应是一个先吸热后放热过程，为保证生产高效稳定的进行，需要将反应释放出的热量及时的移走。氢氯化反应器是生产甲烷氯化物的核心设备之一，除了提供反应场所外，更重要的是移走反应产生的热量。现有的氢氯化反应器存在以下几个问题：一、传统的氢氯化反应器是通过布置一定数量的蛇形盘管移走反应器内生成的热量。但是蛇形盘管结构复杂，程较长、体积大，管间距较大，这就导致了氢氯化反应器有着加工困难，输送换热介质能耗高，布管数目少，换热效率低，径向温度分布不均匀的问题。二、现有的封头未在外部采取有效的保温措施，导致封头部位散热严重，封头外表面与反应器内部温差大，封头热变形严重。三、传统的分布器不易支承，混合性能差、喷射范围小、腐蚀部件不易更换、同时无法保证反应物能均匀的进入所有换热管内，容易产生“沟流”现象，严重降低了换热效果和生产效率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种甲烷氢氯化反应器，为解决当前氢氯化反应器封头散热严重、分布器性能差，布管数目少，温度分布不均匀，换热效率低的问题，设计一种新型氢氯化反应器，它具有结构简单，传热传质效率高，反应器内温度场均匀，反应效率高。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种甲烷氢氯化反应器，包括从上至依次固定连接的上封头、壳体、下封头，所述上封头上部设有进料管，下封头底部设有出料管，还包括，上封板，固定连接于所述壳体上端；下封板，固定连接于所述壳体下端；进液管，固定连接于壳体下部、位于下封板上方；出液管，固定连接于壳体上部、位于上封板下方；多根换热管，两端分别固定连接于上封板、下封板，用于连通上封头、下封头的内腔。进一步地，还包括，多块第一隔板，其直径与壳体内径相匹配、边沿固定连接于壳体内腔，位于其中心设有通孔，所述换热管插接固定连接于第一隔板；多块第二隔板，其直径小于壳体内径，所述第二隔板与第一隔板间隔设置于壳体内、两者同轴线设置，所述第二隔板于所述换热管插接固定连接。进一步地，还包括，定距管，一端固定连接于下封板，所述第一隔板、第二隔板均匀沿定距管长度方向分布。进一步地，还包括，多个挂钩，分别固定连接于所述上封头上表面、下封头下表面，所述挂钩在上封头、下封头上分别由内至外呈螺旋分布；电热丝，缠绕于所述挂钩上，所述电热丝固定于内圈第一个挂钩再沿螺旋状绕接至外圈最后一个挂钩固定连接后连通外部电源；不燃保温材料，覆盖于挂钩上部，敷设于所述上封头上部、下封头下部。进一步地，还包括，测温口A，设置于所述上封头，用于安装测温探头；测温口B，设置于所述下封头，用于安装测温探头。进一步地，所述挂钩自由端沿上封头径向朝向外侧设置。进一步地，还包括，分布器，固定连接于所述进料管下端，所述分布器包括上板盖、U形卡环以及锥形分布板，所述上板盖通过法兰盘固定连接于进料管下端，所述U形卡环一端内侧铰接固定于上板盖上边沿、使得U形卡环可朝向上板盖边沿进行罩接，所述U形卡环另一端螺纹连接有可朝向U形卡环内侧调节的顶紧螺栓、用于顶紧锥形分布板的唇边与上板盖。进一步地，所述上板盖边沿设有朝下延伸的挡边，所述分布板外径与挡边内径相匹配，所述锥形分布板唇边与上板盖之间设有密封胶圈。进一步地，所述锥形分布板的锥形面上分布有分布孔，所述分布孔内安装有喷头，所述喷头包括第一连接套，第二连接套，喷头盖，所述第一连接套一端通过螺纹固定连接于分布孔，另一端由第二连接套一端插入与其螺纹连接，所述第二连接套另一端固定连接有喷头盖，所述第一连接套包括连接段A、连接段B，所述连接段A的直径大于连接段B的直径，所述连接段A与第二连接套螺纹连接，所述连接段B插入第二连接套内的端部呈封闭状，并沿长度方向设有多个进料孔，所述第二连接套内设有台肩，所述台肩处的直径与连接段B直径相匹配，所述台肩与连接段A之间设有压缩弹簧，所述喷头盖喷射面呈半球状，并均匀分布有多个喷孔。进一步地，所述第一连接套内安装有至少一个导向叶轮，所述导向叶轮转动轴径向固定连接于第一连接套内，所述喷头盖内表面固定连接有除沫丝网。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：一、可以实现在有限的空间内尽可能的多布置换热管，提升换热效率，同时采用大小径折流板导流结构，提升冷却液的流动性，提高了温度场的均匀性，减小换热死区，避免了反应器局部过冷或过热问题。二、通过设置电热丝进行加热从而确保反应器进口段温度高于盐酸腐蚀的露点，避免腐蚀的发生。三、整个喷头是一个流量可调节喷头，通过旋进的深度改变连接段B进料面积以达到流量调节的目的，在第一连接套流道内装有导向叶轮，导向叶轮不仅可以缓解后方气流对喷头的冲击，同时可以起到对气流导向作用，促使反应气体向喷头内部平稳流动，平衡内外压强差。喷头盖设计成圆弧形，盖上开有喷孔，喷头盖内部装有除沫丝网，除沫丝网可以滤掉因气流湍动带来得泡沫，提高了喷射质量。为防止连接段A和第二连接套旋进、旋出过程中的脱落，在连接段A与台肩处安装了压缩弹簧，此弹簧不仅起到一个压紧的作用，同时缓解了气流湍动带来的震动。喷头整体可拆卸，便于更换，适应了腐蚀性的工作环境，降低了设备维护成本。附图说明图1为本专利技术结构剖面示意图。图2为壳体内部结构示意图。图3为上封头结构示意图。图4为上封头俯视结构示意图。图5为下封头结构示意图。图6分布器未安装喷头时结构示意图。图7为分布板边沿连接处结构示意图。图8为喷头结构示意图。附图标号，上封头-10、壳体-20、下封头-30、进料管-101、出料管-301、上封板-201、下封板-208、进液管-202、出液管-203、换热管-204、第一隔板-205、第二隔板-206、定距管-207、挂钩-102、电热丝-103、测温口-104、分布器-105、上板盖-1051、U形卡环-1052、锥形分布板-1053、顶紧螺栓-1054、有喷头-106、第一连接套-1061、第二连接套-1062、喷头盖-1063、导向叶轮-10611、连接段A-10612、连接段B-10613、台肩-10621、除沫丝网-10631。具体实施方式如图1~4所示，一种甲烷氢氯化反应器，包括从上至依次固定连接的上封头10、壳体20、下封头30，所述上封头10上部设有进料管101，下封头30底部设有出料管301，还包括，上封板201，焊接固定连接于所述壳体20上端；焊接下封板208，固定连接于所述壳体20下端；进液管202，焊接固定连接于壳体20下部、位于下封板208上方；出液管203，焊接固定连接于壳体20上部、位于上封板201下方；多根换热管204，两端分别焊接固定连接于上封板201、焊接下封板2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲烷氢氯化反应器，包括从上至依次固定连接的上封头（10）、壳体（20）、下封头（30），所述上封头（10）上部设有进料管（101），下封头（30）底部设有出料管（301），其特征在于，/n还包括，/n上封板（201），固定连接于所述壳体（20）上端；/n下封板（208），固定连接于所述壳体（20）下端；/n进液管（202），固定连接于壳体（20）下部、位于下封板（201）上方；/n出液管（203），固定连接于壳体（20）上部、位于上封板（208）下方；/n多根换热管（204），两端分别固定连接于上封板（201）、下封板（208），用于连通上封头（10）、下封头（30）的内腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种甲烷氢氯化反应器，包括从上至依次固定连接的上封头（10）、壳体（20）、下封头（30），所述上封头（10）上部设有进料管（101），下封头（30）底部设有出料管（301），其特征在于，
还包括，
上封板（201），固定连接于所述壳体（20）上端；
下封板（208），固定连接于所述壳体（20）下端；
进液管（202），固定连接于壳体（20）下部、位于下封板（201）上方；
出液管（203），固定连接于壳体（20）上部、位于上封板（208）下方；
多根换热管（204），两端分别固定连接于上封板（201）、下封板（208），用于连通上封头（10）、下封头（30）的内腔。


2.根据权利要求1所述的一种甲烷氢氯化反应器，其特征在于，还包括，
多块第一隔板（205），其直径与壳体（20）内径相匹配、边沿固定连接于壳体（20）内腔，位于其中心设有通孔，所述换热管（204）插接固定连接于第一隔板（205）；
多块第二隔板（206），其直径小于壳体（20）内径，所述第二隔板（206）与第一隔板（205）间隔设置于壳体（20）内、两者同轴线设置，所述第二隔板（206）于所述换热管（204）插接固定连接。


3.根据权利要求2所述的一种甲烷氢氯化反应器，其特征在于，还包括，
定距管（207），一端固定连接于下封板（208），所述第一隔板（205）、第二隔板（206）均匀沿定距管（207）长度方向分布。


4.根据权利要求1所述的一种甲烷氢氯化反应器，其特征在于，还包括，
多个挂钩（102），分别固定连接于所述上封头（10）上表面、下封头（30）下表面，所述挂钩（102）在上封头（10）、下封头（30）上分别由内至外呈螺旋状；
电热丝（103），缠绕于所述挂钩（102）上，所述电热丝（103）固定于内圈第一个挂钩（102）再沿螺旋状绕接至外圈最后一个挂钩（102）固定连接后连通外部电源；
不燃保温材料，覆盖于挂钩（102）上部，敷设于所述上封头（10）上部、下封头（30）下部。


5.根据权利要求4所述的一种甲烷氢氯化反应器，其特征在于，还包括，测温口A（104），设置于所述上封头（10），用于安装测温探头；
测温口B（302），设置于所述下封头（30），用于安装测温探头。


6.根据权利要求4所述的一种甲烷氢氯化反应器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：滑小彤，李伯奎，许兆美，蒋素琴，王玲，王在良，齐正，
申请(专利权)人：淮阴工学院，江苏科圣化工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32