一种模块式环管反应器制造技术

一种模块式环管反应器，其直套管包括输入管段模块结构、输出管段模块结构、以及位于输入管段模块结构和输出管段模块结构之间的n个直套管模块结构；输入、输出管段模块结构分别包括上管段和中管段，n个直套管模块结构分别包括上、中、下管段；相邻的两上管段间以及下管段间通过弯头依次串联连接，分段的各个管段间通过可拆卸式密封连接和焊接连接的方式进行连接，相邻的两中管段的下部通过连体圈座固定连接；本实用新型专利技术的模块式环管反应器，利用直套管自身结构和环管反应器整体结构的特性，使其具有强度高、刚性强、稳定性好，同时能抵抗起吊运输中易变形的特点，同时在动载荷的作用下具有较高强度和较好稳定性，能够适应大型化、高产能的需求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油化工专用机械装备工程技术，特别是涉及一种模块式环管反应
技术介绍
现有技术中，聚烯烃(例如聚丙烯和聚乙烯)是通用合成树脂中产量和消费量最大的品种，聚烯烃通常的生产技术包括有三种即淤浆法，气相法和溶液法。所谓淤浆法 (Slurry Process)又称为浆液法或溶剂法工艺方法，是世界上最早的用于生产聚丙烯的工艺技术。淤浆法生产技术是生产HDPE的主要方法，该生产工艺方法为将丙烯或乙烯与烃溶剂混合，生产出的聚合物悬浮于溶剂中，浆液法的工业化应用时间较早，工艺技术成熟， 且生产过程中压力、温度较低。淤浆法采用的反应设备根据反应器形式，淤浆法采用的反应器可以分为搅拌釜式反应器和环管反应器两种。其中，搅拌釜式反应器由于搅拌釜间歇操作时生成的聚合物分子量分布宽，共聚组分布不均，而且搅拌釜靠夹套传热，釜径较大时传热面积不足，易因反应热累积发生爆聚，从而使得搅拌釜式反应器大型化的发展较为困难。由于上述搅拌釜式反应器的弊端，影响了聚合物质量的均勻性和稳定性，并严重制约了单线规模。由此，人们为生产分子量分布窄、共聚组分分布均勻的聚合物并满足装置大型化的需求，提出了环管反应器。现有技术中，通常的环管反应器，包括有根据产能大小设置的若干条直套管、以及对应的夹套连通管和弯头，其中，各个直套管通过弯头依次串联连接成一个连通流道。因聚合反应会产生热量，因此在直套管的外壁设置夹套，并通过夹套连通管将直套管和夹套之间形成的夹套流道依次串联成一个连通流道，通过夹套流道内的冷却物介质把反应热带走。例如，30万吨/年的生产聚丙烯的环管反应器的结构，如图1所示，包括有六条各长为 50m、外径为 710 mm 的直套管 R1、R2、R3、R4、R5、R6，六个弯头 A1、A2、A3、B1、B2、B3，各个直套管之间通过弯头依次串联连接而形成一个循环整体的连通流道，直套管的外壁设置有夹套(图中未画出)，并通过设置的五条夹套连通管C1、C2、C3、C4、C5将直套管和夹套之间形成的夹套流道依次串联成一个连通流道；冷却介质由夹套流道的冷却介质流入口 2A进入，至夹套流道的冷却介质流出口 2F流出，六个安装支座D1、D2、D3、D4、D5、D6位于各直套管Rl、R2、R3、R4、R5、R6的下部。环管反应器的底部弯头Bi、B2、B3处设置有轴流泵，反应物料由反应物料流入口 IA进入环管反应器，在轴流泵的驱动下，反应物料在直套管R1、R2、 R3、R4、R5、R6内搅拌、循环，并在催化剂的作用下，进行反应形成浆状的聚丙烯后，再由反应物料流出口 IB泄出，然后进入至造粒系统；该环管反应器坐落在1 Im高的平台基础上，整台设备重约210吨。随着石油资源的匮乏，为适应市场对乙烯专用料的巨大需求和发展，对环管反应器设备的结构、产能、质量均提出了新的更苛刻的要求，对原油的炼制及化工工艺上日益提高深化要求充分利用资源，一台设备要能够切换生产不同牌号的产品，同时，化工企业期望通过高产能的规模效应来降低成本，提高价格的市场竞争力。目前国内单台聚丙烯环管反应器的产能已由1996年首次国产化的7万吨/年提高到目前的40万吨/年，随着产能规模的进一步扩大，上述现有技术中的环管反应器，由于直套管采用一体的细长竖直结构，所以当直套管的长度超过60m时，将会出现以下的不足之处(a)细长结构的吊装容易引起永久性的塑性变形，需要设计专门的起吊工装，并对直套管进行加固，使得辅助性工作增加；(b)细长结构的陆路运输受到交通法规的限制，每车的装载量和行车时间减少， 运输成本高，运输时间增长；(c)高耸细长结构的现场安装对吊车提出很高的要求，出现大牛拉小车的现象；(d)高耸结构的安装基础及设备制造精度要求苛刻，增加了投资成本。综上所述，为迅速适应目前石油化工新建、扩建中对高产能大结构的环管反应器大量需求的市场环境，满足传统环管反应器的增容、扩能、升级，以及聚丙烯产能达40万吨 /年以上的高产能的需求，开发新结构的高产能的环管反应器，在工业上和经济上具有深远和重大的意义。因此，针对现有技术的不足之处，亟需提供一种能够适应大型化、高产能、低成本的需求，利用直套管自身结构和环管反应器整体结构的特性，使之具有强度高、刚性强、稳定性好，同时能够抵抗起吊运输中的易变形的模块化环管反应器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够适应大型化、高产能、低成本的需求，利用直套管自身结构和环管反应器整体结构的特性，使之具有强度高、 刚性强、稳定性好，同时能够抵抗起吊运输中的易变形的模块化环管反应器。本专利技术的目的通过以下技术方案实现提供了一种模块式环管反应器，包括有直套管，其中，所述直套管包括有输入管段模块结构、输出管段模块结构以及位于所述输入管段模块结构和所述输出管段模块结构之间的η个直套管模块结构；其中，η为偶数；所述输入管段模块结构、所述η个直套管模块结构以及所述输出管段模块结构之间通过弯头依次串联连接，连成用于反应物料的输送及反应的连通流道；所述输入管段模块结构和所述输出管段模块结构分别包括有上管段和中管段，所述η个直套管模块结构分别包括有上管段、中管段和下管段；所述输入管段模块结构的中管段的上端与所述输入管段模块结构的上管段的下端可拆卸式密封连接，所述输入管段模块结构的上管段的上端与所述弯头的一端焊接连接，所述弯头的另一端与第一个直套管模块结构的上管段的上端焊接连接，所述第一个直套管模块结构的上管段的下端与所述第一个直套管模块结构的中管段的上端可拆卸式密封连接，所述第一个直套管模块结构的中管段的下端与所述第一个直套管模块结构的下管段的上端可拆卸式密封连接，所述第一个直套管模块结构的下管段的下端通过弯头与下一个直套管模块结构串联连接，依次至第η个直套管模块结构的上端与所述弯头的一端焊接连接，所述弯头的另一端与所述输出管段模块结构的上管段的上端焊接连接，所述输出管段模块结构的上管段的下端与所述输出管段模块结构的中管段的上端可拆卸式密封连接；所述输入管段模块结构的中管段的下部与所述第一个直套管模块结构的中管段的下部通过连体圈座固定，依次至n-2个所述直套管模块结构中每相邻两个直套管模块结构的中管段的下部通过连体圈座固定，所述第η个直套管模块结构的中管段的下部与所述输出管段模块结构的中管段的下部通过连体圈座固定；所述输入管段模块结构的中管段的下端设置有物料进口，所述输出管段模块结构的中管段的下端设置有物料出口。其中，所述可拆卸式密封连接为法兰螺栓强制密封连接。其中，所述输入管段模块结构的上管段与所述第一个直套管模块结构的上管段之间设置有连接梁，所述输入管段模块结构的中管段与所述第一个直套管模块结构的中管段之间设置有连接梁，所述输出管段模块结构的上管段与所述第η个直套管模块结构的上管段之间设置有连接梁，所述输出管段模块结构的中管段与所述第η个直套管模块结构的中管段之间设置有连接梁，n-2个所述直套管模块结构中每相邻两个直套管模块结构的上管段之间和中管段之间分别设置有连接梁。其中，所述输入管段模块结构的中管段与所述第一个直套管模块结构的中管段之间设置有两个连接梁；所述输出管段模块结构的中管段与所述第η个直套管模块结构的中管段之间设置有两个连接梁；n-2个所述直套管本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种模块式环管反应器，包括有直套管，其特征在于：所述直套管包括有输入管段模块结构、输出管段模块结构以及位于所述输入管段模块结构和所述输出管段模块结构之间的ｎ个直套管模块结构；其中，ｎ为偶数；所述输入管段模块结构、所述ｎ个直套管模块结构以及所述输出管段模块结构之间通过弯头依次串联连接，连成用于反应物料的输送及反应的连通流道；所述输入管段模块结构和所述输出管段模块结构分别包括有上管段和中管段，所述ｎ个直套管模块结构分别包括有上管段、中管段和下管段；所述输入管段模块结构的中管段的上端与所述输入管段模块结构的上管段的下端可拆卸式密封连接，所述输入管段模块结构的上管段的上端与所述弯头的一端焊接连接，所述弯头的另一端与第一个直套管模块结构的上管段的上端焊接连接，所述第一个直套管模块结构的上管段的下端与所述第一个直套管模块结构的中管段的上端可拆卸式密封连接，所述第一个直套管模块结构的中管段的下端与所述第一个直套管模块结构的下管段的上端可拆卸式密封连接，所述第一个直套管模块结构的下管段的下端通过弯头与下一个直套管模块结构串联连接，依次至第ｎ个直套管模块结构的上端与所述弯头的一端焊接连接，所述弯头的另一端与所述输出管段模块结构的上管段的上端焊接连接，所述输出管段模块结构的上管段的下端与所述输出管段模块结构的中管段的上端可拆卸式密封连接；所述输入管段模块结构的中管段的下部与所述第一个直套管模块结构的中管段的下部通过连体圈座固定，依次至ｎ－２个所述直套管模块结构中每相邻两个直套管模块结构的中管段的下部通过连体圈座固定，所述第ｎ个直套管模块结构的中管段的下部与所述输出管段模块结构的中管段的下部通过连体圈座固定；所述输入管段模块结构的中管段的下端设置有物料进口，所述输出管段模块结构的中管段的下端设置有物料出口。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孙艺，
申请(专利权)人：茂名重力石化机械制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44