冷却盘管组件制造技术

本实用新型专利技术涉及冷却盘管组件。用于商业氧化反应器或氨氧化反应器中的冷却盘管可通过提供以横向布置而不是线性排列来限定冷却盘管的独立线路来进行更紧密地封装。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及冷却盘管组件。用于商业氧化反应器或氨氧化反应器中的冷却盘管可通过提供以横向布置而不是线性排列来限定冷却盘管的独立线路来进行更紧密地封装。【专利说明】冷却盘管组件
本技术涉及冷却盘管组件。
技术介绍
用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的各种工艺和系统是已知的。常规工艺通常涉及通 过选自由丙烷、丙烯或异丁烯、氨和氧构成的集合的碳氢化合物在催化剂存在的情况下直 接反应产生的丙烯腈/甲基丙烯腈的回收和净化。例如，在丙烯腈的商业制造中，丙烯、氨 和氧根据以下反应方案一起反应： CH2=CH-CH3 +NH3 + 3/2 02 -CH2=CH-CN+ 3H20 通常称为氨氧化的该过程在存在适合的流化床氨氧化催化剂的情况下在升高的 温度（例如，350°C至480°C)下以气相执行。 图1示出了用于执行该过程的典型的丙烯腈反应器。如这里所示，反应器10包括 反应器外壳12、空气格栅14、供给喷洒器16、冷却盘管18和旋风分离器20。在正常运行期 间，过程空气经过空气入口 22充入反应器10中，同时丙烯和氨的混合物经过供给喷洒器16 充入反应器10中。两者的流速高到足以使反应器内部中的氨氧化催化剂床24流化，在该 处发生丙烯和氨向丙烯腈的催化氨氧化。 由反应产生的产品气体经过反应器流出物出口 26离开反应器10。在这样做之前， 它们穿过旋风分离器20,旋风分离器20移除这些气体可能已携带的用于经过浸入管25回 到催化剂床24的任何氨氧化催化剂。氨氧化通常是高度发热的，且因此冷却盘管组件18 用于提取过量热，且因此将反应温度保持在适当的水平。 在此方面，图2示意性地示出了用于此目的的常规冷却盘管组件18的设计。图2 为反应器10的局部轴向横截视图，其示出了反应器10的冷却盘管组件中的一组冷却盘管， 该组冷却盘管由三个单独的冷却盘管（冷却盘管42、冷却盘管44和冷却盘管46)构成。冷 却盘管42包括用于接收冷却水的入口 48以及用于在被加热和部分地转变成蒸汽之后排出 该冷却水的出口 50。同样，冷却盘管44包括入口 52和出口 54,而冷却盘管46包括入口 56 和出口 58。如图2中所示，冷却盘管42, 44和46中的各个均由一系列垂直地定向的冷却盘 管线路57限定，各个线路均由一对长形的互连冷却导管60构成，该冷却导管60在其底部 处由下U形弯折配件62连接到彼此上。连续的冷却盘管线路57还在其顶部处由上U形弯 折配件63连接到彼此上，以便形成从各个相应冷却盘管的入口到出口的连续流动通路。 图3为图2中所示的冷却盘管组件18的顶视图。如将从图2和图3中认识到的 那样，冷却盘管42, 44和46形成一组冷却盘管，其为共面的，S卩，各个位于公共垂直平面中。 如图3中进一步所示，冷却盘管组件18由多组这些冷却盘管构成，其中这些冷却盘管的各 组均布置成大体上彼此平行且（可选地）与彼此等距间隔开。此外，如可在图3中进一步 看到的那样，尽管该冷却盘管组件中的许多冷却盘管组包括三个不同的冷却盘管，但其它 冷却盘管组包括两个或四个冷却盘管，而两个冷却盘管组包含仅一个冷却盘管。 图4为在图2的线4-4上截取的放大顶部视图，示出了图2和图3的冷却盘管组 件18的特定结构的更多细节。具体而言，图4为仅示出冷却盘管的上U形弯折配件63的 示意图。 如图4中所示，冷却盘管61包括入口 35、将入口 35连接到冷却盘管61的第一冷 却盘管线路（未示出）的顶部上的供应管线64,以及用于将冷却盘管的连续盘管线路连接 到彼此上的一系列的上U形弯折配件63。还如该图所示，所有这些元件（S卩，所有上U形弯 折配件63以及供应管线64)都共面，S卩，它们所有都位于相同的公共垂直平面D上。此外， 从图2和图3中将进一步认识到的是，该冷却盘管中的其余元件（S卩，形成各个冷却盘管线 路57的垂直地定向的冷却导管60和相关联的下U形弯折配件62)也位于该公共垂直平面 中。在所示的特定实施例中，各个上U形弯折配件63由支承梁70从下方支承，支承梁70 被接收在由各个U形配件限定的内部弯曲部中。因此，包括所有其构件部分（S卩，上U形弯 折配件63、垂直地定向的导管60和下U形弯折部分62)以及冷却盘管的全部内容物（即， 循环的冷却水）的各个冷却盘管的全部重量由其相应的支承梁70支承。 如图4中进一步所示，适合的走道或通道74布置在一定高度处的每隔一个冷却盘 管之间，该高度在上U形弯折配件63处或其附近，以提供容易的接近，且支承冷却盘管的定 期检查和/或修理所需的任何维护人员。 图5为另一个示意图，其示出了如何控制冷却盘管组件18中的不同冷却盘管。在 此方面，在常规丙烯腈反应器10的运行期间的惯例是使冷却盘管"轮流〃，即，独立地且连 续地定期关闭且然后重启各个冷却盘管。大多数商业氨氧化催化剂使钥精炼，钥一般在一 定时间内沉积在冷却盘管的外表面上作为积垢。由于该钥积垢不利地影响冷却盘管的性 能，故所需的是经常除去该钥积垢来保持冷却盘管适当地作用。一般而言，这通过定期关闭 且然后重启各个冷却盘管来完成，这是因为该关闭/重启程序由于关闭和然后重启造成冷 却盘管经历的较宽温度波动而引起对冷却盘管的并非不显著的机械冲击。该机械冲击在大 多数情况下足以除去可能已经沉积在冷却盘管表面上的至少一些钥积垢，且在此情况下恢 复了该盘管的至少一些热传递能力。这导致了延长的时间段内的稳定运行。 为了将冷却水供应至独立的冷却盘管，一般使用图5中所示的结构。如那里所示， 冷却盘管61的入口 35与过程水入口集管80流体连通，过程水入口集管80的高度通常定 位成低于上U形弯折配件63。同样，冷却盘管61的出口 65与过程水出口集管62流体连 通，过程水出口集管62的高度通常定位成高于上U形弯折配件63。一般而言，过程水入口 集管80和出口集管82采用完全环绕反应器10的较大的连续水平地定向的导管形式。独 立地定期关闭和重启各个冷却盘管一般通过与该冷却盘管的入口 35相关联的相应的断流 阀84来完成，在大多数设计中，该断流阀84为简单的开关阀，与能够精密控制流体流速的 控制阀相反。 还要注意，断流阀84为过程水入口集管80与过程水出口集管82之间的冷却盘管 61中的至少一个阀。即是说，冷却盘管61构造成没有任何附加的阀或其它流动控制装置， 特别是没有与冷却盘管出口 65相关联的流动控制阀。这是因为此类附加的阀不必以上文 所述的方式实现冷却盘管的期望的运行和控制。此外，消除出口流动控制阀还消除了对安 全泄压阀的需要，否则如果使用此出口流动控制阀，就将需要安全泄压阀（即，将需要各个 独立盘管上的PSV)。 在作为整体的整个反应器上以及从反应器内的一个区到另一个区将丙烯腈反应 器保持处于或接近其最佳反应温度对于良好的反应器性能是重要的。此外，由于热可从反 应器提取的速率通常是确定丙烯腈反应器可运行的最大容量的速率限制步骤，故良好的冷 却盘管设计也是重要的。此外，较差的冷却盘管设计和/或运行可导致过大的冷却盘管腐 蚀，这可需要很昂贵的过早修理。 因此，不断需要商业丙烯腈反应器的冷却盘管的设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于移除由氧化反应器或氨氧化反应器生成的热的冷却盘管组件，所述冷却盘管组件包括多个冷却盘管，各个冷却盘管均限定用于输送穿过该处的冷却水的冷却水流动通路、冷却水入口和冷却水出口，各个冷却盘管还包括与其冷却水入口相关联的冷却水断流阀，各个冷却盘管也没有用于控制穿过其冷却水出口的冷却水流的阀，其中，所述冷却水流动通路中的至少一些的长度彼此不同，其中，各个冷却盘管组件的所述流动通路的横截面积被选择成使得在该冷却盘管组件中转变成蒸汽的冷却水的平均百分比为15%或更小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：TR麦克唐奈，JR库奇，DR瓦纳，PT瓦赫滕多夫，TG特拉弗斯，
申请(专利权)人：英尼奥斯欧洲股份公司，
类型：新型
国别省市：瑞士;CH