固定床壳管式热交换反应器制造技术

一种固定床管壳式热交换型反应器，它包括固定床反应器外壳（１２），在该反应器外壳（１２）内的反应管（２０）和折流板，其特征在于所述折流板是由圆环形折流板（３）和圆板形折流板（４）交替放置而成的。本实用新型专利技术圆环形折流板（３）的环外缘上还可分布有穿孔（９），圆板形折流板（４）的中央还可均匀地分布有穿孔（９）。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种用于烃类气相氧化的多层固定床壳管式热交换型反应器，更具体地说，本技术涉及一种带有新颖折流板和多个冷却剂/加热剂出入口的多层固定床壳管式热交换型反应器。烃的催化氧化是本领域众所周知的。一种烃的催化氧化方法是将烃原料加入装填有催化剂的反应管内进行反应，生成目的产物。这类反应器的一个主要问题是如何在催化反应中及时撤出反应管内的反应热(在放热反应的情况下)或者及时加热(在吸热反应的情况下)，以及数千根甚至数万根反应管的撤热或加热的均衡性，以便操作状态均一。固定床管壳式热交换型反应器(简称管壳式反应器)一般包括反应器外壳、许多根反应管、用于引导冷却剂(或加热剂)的折流板以及冷却剂(或加热剂)入口和出口等。所述折流板的作用是使冷却剂(或加热剂)均匀地与每一根反应管接触，从而撤出反应热或对反应加热。现有的固定床管壳式热交换型反应器采用弓形折流板。如图4b所示，所述折流板是由双弓形折流板6和腰圆形折流板7交替放置而成的。为了使制冷剂或加热剂更均匀地流动，消除流动的死角，一般还可在双弓形折流板6的边缘形成开孔9，并沿腰圆形折流板的中央形成开孔9。使一小部分冷却剂(加热剂)透过所述穿孔与冷却剂(加热剂)物流的死角处的反应管接触。双弓形折流板与腰圆形折流板通常以交替的方式固定在圆形反应器的外壳上。使用时冷却剂(或加热剂)在压力驱动下沿径向向反应器中央扩散，如图3b所示穿过双弓形折流板的中央间距向上移动。同时小部分冷却剂或加热剂透过所述穿孔9向上移动，以便与靠近反应器外壳的反应管发生热交换。透过中央间距向上移动的冷却剂(或制冷剂)受到上方腰圆形折流板7的阻挡作用，从而使大部分冷却剂(或加热剂)被迫由中心向外扩散，随后沿腰圆形折流板7的两个直边与圆形反应器外壳之间的空隙向上扩散。一小部分冷却剂(或加热剂)穿过腰圆形折流板7的中央的穿孔9，直接和与该腰圆形折流板7相交的反应管部分发生热交换，随后与透过所述空隙向上扩散的冷却剂(或加热剂)汇合，再向上扩散。如此重复数次直至到达出口。这种折流板在一定程度上改进了冷却剂/加热剂的流动方式，使之更均匀地与反应管发生热交换。但是，这种折流板存在很大的缺点。首先，冷却剂或加热剂只能沿弓的方向，较好沿弓的中央加入。如果沿两片弓形折流板的中央间距(即腰圆形折流板圆弧边)方向加入冷却剂/加热剂的话，则冷却剂/加热剂会沿所述这种间距直接向上扩散，产生“短路”而影响热交换。其次，沿弓方向加入冷却剂/加热剂会使之产生如图3b所示的流动路径，沿腰圆形折流板的圆弧边方向产生冷却剂/加热剂死区(如图3b的阴影区8所示)，严重影响反应器内部的温度均匀性。因此需要开发一种能使冷却剂(或加热剂)均匀地沿管壳式反应器内部流动的折流板。本技术的目的是提供一种管壳式反应器，它带有能使冷却剂(或加热剂)均匀地沿圆形反应器内部流动的折流板，从而克服了现有技术的缺点，使冷却剂(或加热剂)能均匀地冷却(或加热)反应器内的反应管。本技术提供一种固定床管壳式热交换型反应器，它包括固定床反应器外壳，在该反应器外壳内的反应管和多组折流板，其特征在于所述多组折流板是由圆环形折流板和圆板形折流板交替放置而成的。本技术圆环形折流板的环外缘上还可均匀地分布有穿孔，圆板形折流板的中央还可均匀地分布有穿孔。下面参照附图进一步说明本技术。附图中，附图说明图1是本技术的一个较好实例的固定床反应器的示意图；图2是本技术的另一个较好实例的固定床反应器的示意图；图3a是本技术反应器内冷却剂/加热剂的流动路径示意图；图3b是现有的反应器内冷却剂/加热剂的流动示意图；图4a是本技术折流板的示意图；图4b是现有的折流板的示意图。图1表示一种固定床反应器，它包括反应器外壳12，反应管20，折流板3和4，在反应器中央任选的自由空间15以及中间管板16和隔热板17。本技术折流板3和4是由一块圆环形折流板3和一块圆板形折流板4配对而成的，所述圆环形折流板3上分布有穿孔，所述穿孔可均匀分布或无规分布。安装时圆环形折流板3的环外表面与反应器外壳12的内表面相连，而圆板形折流板4可固定在任选的自由空间15中。例如，多块实心折流板4可沿该自由空间15均匀地分布而将其分割成数段。或者，可在圆板形折流板4中心钻一个直径与自由空间15外径相等的孔，从而使该实心折流板4紧配地“套”在该自由空间15上。在反应器不带自由空间15的情况下，可采用本领域众所周知的方法将圆板形折流板4固定在圆环形折流板3的附近。例如，可采用支架将圆板形折流板4焊接或用其它方法固定在圆环形折流板3上。圆环折流板3和圆板折流板4之间的间距取决于具体的催化反应以及所用的反应器类型。本领域的普通技术人员可容易地确定适合具体情况的圆环折流板3和圆板折流板4之间的间距。圆环形折流板3的内孔的孔径和圆板形折流板4的直径无特别限制。为使冷却剂或加热剂更均匀地沿管壳式反应器流动，一般要求圆环形折流板3的内孔孔径尽可能小，而圆板形折流板4的直径尽可能大。但是随着圆环内孔孔径减小和圆板4的直径增大，制冷剂或加热剂的流动压力会增大，流量会减小，从而不能达到理想的加热或冷却目的。因此在选择圆环3的内径和圆板4的外径时应兼顾制冷剂或加热剂的流动均匀性以及流量。本领域的普通技术人员可容易地确定适合不同反应要求的圆环折流板3的内径和圆板折流板4的直径。一般来说，圆环折流板3的内孔孔径约为该圆环3外径的一半，而圆板折流板4的直径约为与其相配的圆环折流板3的外径的2/3。圆环形折流板3上的穿孔9一般是沿圆环外缘分布的，其数目无特别的限制。本领域的普通技术人员可根据具体的反应要求和冷却剂或加热剂的类型容易地决定该穿孔的数目。所述穿孔可以是沿圆环外缘均匀分布的，也可以是无规分布的。圆板折流板4中的穿孔9一般是沿其中央分布的。当存在自由空间15的情况下，穿孔9一般靠近圆形自由空间15分布。当不存在自由空间15的情况下，穿孔9一般是沿圆板折流板4的圆心以同心圆的方式分布。同样，所述穿孔可以是均匀分布的，也可以是无规分布的。下面以冷却剂为例说明本技术折管壳式反应器中冷却剂的热交换路径。如图1所示，本技术反应器由中间管板16和隔热板17分隔成两部分，各部分各自具有冷却剂循环以便使热交换更充分。当然，根据不同的反应以及实际情况，所述反应器可进一步进行分隔，或者这种反应器是未分隔的。在图1所示的反应器中，中间管板16和隔热板17将反应器分隔成两部分，上部带有交替放置的两块圆环形折流板3和一块圆板形折流板4，下部带有一块圆环形折流板3。在图2所示的反应器中，中间管板16和隔热板17将反应器分隔成两部分，上部带有交替放置的两块圆环形折流板3和一块圆板形折流板4，下部不带折流板。但是，本技术不限于这两种情况，本领域的普通技术人员可容易地根据需要调整折流板的分布情况以取得最佳热交换效果。使用时，原料气体10由反应器上部进入反应器，在反应管20中发生放热反应，形成产物11由反应器下部输出。冷却剂从环绕反应器外壳12的圆周均匀分布的多个入口13压入反应器。在图1所示的实例中，反应器上部带有交替放置而成的两块圆环形折流板3和一块圆板形折流板4。在圆环形折流板3的隔离作用下大部分冷却剂如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定床管壳式热交换型反应器，它包括固定床反应器外壳（１２），在该反应器外壳（１２）内的反应管（２０）和折流板，其特征在于所述折流板是由圆环形折流板（３）和圆板形折流板（４）交替放置而成的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴德余，郭才贵，蒋兆飞，褚小东，唐勇，
申请(专利权)人：中国华陆工程公司，上海高桥石化丙烯酸厂，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]