一种醋酸乙烯合成列管式反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种醋酸乙烯合成列管式反应器。该反应器筒体内从下到上依次交替设置第一挡板和第二挡板，反应列管穿过第一挡板和第二挡板，第二挡板外沿与筒体内壁之间形成间隙，第一挡板设置可供载热流体通过的孔隙，第一挡板孔隙面积大于等于载热流体入口管径面积。通过在反应器的壳程中设置不同结构类型的第一挡板和第二挡板，改变了载热流体的流动方向和流动路径，增强了载热流体在反应器壳程内部的流动效果，从而解决了反应器因载热流体分布不匀、载热流体流动存在死角、热量传递不及时或不能及时撤走的问题。时或不能及时撤走的问题。时或不能及时撤走的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种醋酸乙烯合成列管式反应器


[0001]本技术属于固定床反应器领域，具体涉及一种醋酸乙烯合成列管式反应器。

技术介绍

[0002]醋酸乙烯是一种重要的有机化工原料，其市场需求日益增大。目前，根据原料来源，醋酸乙烯的合成包括石油乙烯法、天然气乙炔法、电石乙炔法及生物乙烯法，其中电石乙炔法合成醋酸乙烯的反应器分为固定床和流化床两种，流化床生产质量不能满足下游及高端产品使用需要，固定床生产工艺却能有效解决产品质量差、产能低的问题。
[0003]考虑到电石法生产醋酸乙烯的反应是放热反应，反应过程中所产生的反应热必须及时撤走才能使得温度均衡稳定，进而才能提供比较好的反应条件，从而达到较高的收率。而列管式固定床反应器具有操作方便、反应列管内催化剂机械磨损较小、撤热速度快等优点，因此列管式固定床很适用于电石乙炔法生产醋酸乙烯。
[0004]随着市场醋酸乙烯需求的不断增大，醋酸乙烯生产规模也随之增大，各生产企业所用反应器直径也在不断增大，反应器载热系统将会要求越来越高。如果载热流体分布不匀，热量不能及时传递或不能及时有效撤走，将导致列管内物料反应不均、影响产能，甚至有极大可能形成飞温，造成局部温度过高，导致催化剂寿命极大缩短，进而影响反应器产能及利用收率，甚至影响装置的安全运行导致出现安全事故。
[0005]为了解决上述问题，目前主要有以下解决方式：一是通过增大反应器直径、降低反应器高度来缩短载热流体在反应器的停留时间，从而增大换热效果；二是通过在反应器中使用载热流体双进双出或多进多出，从而增大换热效果；三是通过增大反应器中载热流体的流通直径来增大换热效果。尽管以上解决方式能够较大程度地解决反应器因载热流体分布不匀、载热流体流动存在死角、热量传递不及时或不能及时有效撤走的问题，但由此造成了较多的人力、物力、财力上的浪费。
[0006]因此，需要寻求一种更加妥善、更加经济、更加高效的方法，其可以在最大程度地解决上述存在的问题的同时最大程度地降低人力、物力、财力的支出。

技术实现思路

[0007]为了解决现有的醋酸乙烯反应器载热流体分布不匀、载热流体流动存在死角、热量传递不及时或热量不能及时撤走导致反应器飞温现象的问题，从而进一步延长催化剂寿命、提高收率、提高产能，同时为了降低人力、物力、财力的支出，本技术提供一种醋酸乙烯合成列管式反应器。
[0008]本技术是通过以下技术方案来实现的：
[0009]本技术提供一种醋酸乙烯合成列管式反应器，所述反应器包括从上至下依次连接的上封头、顶部花板、筒体、底部花板和下封头，所述上封头的顶部设置有物料入口，所述下封头的底部设置有物料出口；所述顶部花板和底部花板之间设置有若干反应列管；所述筒体的下部设置有载热流体入口，所述筒体的上部设置有载热流体出口，所述筒体内部
从下到上依次交替设置有若干第一挡板和若干第二挡板，所述反应列管穿过所述第一挡板和所述第二挡板，所述第二挡板的外沿与所述筒体的内壁之间设置可供载热流体通过的间隙，所述第一挡板设置可供载热流体通过的孔隙，所述第一挡板的孔隙的面积大于或等于所述载热流体入口的管径面积。
[0010]优选地，上述反应器中，所述第二挡板与反应器内壁形成的间隙的面积大于或等于所述载热流体入口的管径面积。
[0011]优选地，上述反应器中，所述第一挡板和所述第二挡板与反应列管垂直设置，以利于载热流体各向分布均匀流动，换热均匀、不留死角。
[0012]优选地，上述反应器中，所述第二挡板的中心处开设有第二中心孔，所述第二中心孔及所述间隙以能有效通过载热流体量为准。所述第二中心孔及所述间隙以能有效通过载热流体量为准是指：所述第二中心孔及第二挡板与所述筒体的内壁之间形成的间隙的总孔隙面积至少等于(即大于或等于)所述载热流体入口的面积。第二中心孔及第二挡板与反应器筒壁间的间隙面积之和应以能有效通过载热流体量为准，即载热流体流通面积应大于等于反应器载热流体入口管径面积。
[0013]优选地，上述反应器中，所述第一挡板的外沿与所述筒体的内壁之间无间隙接触或固定连接，所述第一挡板的中心处开设有第一中心孔，所述第一中心孔构成所述孔隙。
[0014]优选地，上述反应器中，所述第一挡板上还开设有n个环形孔(以第一中心孔为圆心)，所述环形孔以所述第一挡板的中心处为圆心，n为1、2或3，例如，所述环形孔包括第一环形孔和第二环形孔，或进一步还有第三环形孔；优选地，所述第一中心孔的面积和所述每个环形孔的面积相等；更优选地，各个所述第一挡板上所述第一中心孔和环形孔的总面积与所述载热流体入口的管径面积之比为(1～2)：1，以减小流通阻力。环形孔不宜开设得太多，原因如下：一是载热流体流动短路，无形之中造成部分死角，导致换热不均；二是挡板环形孔过多，易造成挡板加工困难，增加造价成本。
[0015]所述第一中心孔、第一环形孔、第二环形孔、第三环形孔.......开孔总面积应以能有效通过载热流体量为准，即载热流体流通面积(第一挡板中心孔、第一环形孔、第二环形孔、第三环形孔.......流通面积)应大于等于反应器载热流体入口管径横截面积。
[0016]优选地，上述反应器中，除设置于所述载热流体入口上部的第一块所述第一挡板外，其余所述第一挡板上还开设有n个环形孔。
[0017]优选地，上述反应器中，各个所述第二挡板上所述第二中心孔的面积和所述第二挡板与所述筒体的内壁之间的间隙的面积二者面积和与所述载热流体入口的管径横截面积之比为(1～2)：1，以减小流通阻力。
[0018]优选地，上述反应器中，所述第二挡板沿所述筒体的内壁进行设置，所述第二挡板的外沿与所述筒体的内壁之间的距离均相等，以确保载热流体流动阻力相等，以免造成部分死角及载热流体流速不匀，导致换热不均。
[0019]优选地，上述反应器中，所述第一挡板设置于载热流体入口上部的第一块板，所述第一挡板和第二挡板二者交替设置，所述第一挡板的总块数比所述第二挡板的总块数多1块。即从下至上安装顺序为第一挡板—第二挡板—第一挡板—第二挡板—第一挡板
……
，直至最后一块挡板为第一挡板。
[0020]优选地，上述反应器中，所述第一挡板和第二挡板平分所述顶部花板和底部花板
之间的距离；优选地，相邻的第一挡板和第二挡板的间距或者底部花板和相邻的第一挡板的间距或者顶部花板和相邻的第一挡板的间距与筒体的内径二者之比为(0.2～1)：1。挡板间距过小，不便于制造，阻力也较大；挡板间距过大，液体就难于垂直地流过触媒列管管束表面，使对流传热系数下降。
[0021]优选地，上述反应器中，所述第一挡板和第二挡板的形状为圆形、方形、扇形或椭圆形，优选为圆形。挡板宜选用圆形，具体需根据反应器筒体进行设计，随反应器筒体形状改变而改变，如选用方形、扇形、椭圆形等。
[0022]优选地，上述反应器中，所述第一挡板和第二挡板的表面为光滑表面、平面、锯齿面或波纹面；优选为光滑表面；和/或,所述第一挡板和第二挡板的表面设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种醋酸乙烯合成列管式反应器，包括从上至下依次连接的上封头(15)、顶部花板(9)、筒体(8)、底部花板(10)和下封头(16)，所述上封头(15)的顶部设置有物料入口(1)，所述下封头(16)的底部设置有物料出口(2)；所述顶部花板(9)和底部花板(10)之间设置有若干反应列管(7)；所述筒体(8)的下部设置有载热流体入口(3)，所述筒体(8)的上部设置有载热流体出口(4)，其特征在于，所述筒体(8)内部从下到上依次交替设置有若干第一挡板(5)和若干第二挡板(6)，所述反应列管(7)穿过所述第一挡板(5)和所述第二挡板(6)，所述第二挡板(6)的外沿与所述筒体(8)的内壁之间设置可供载热流体通过的间隙，所述第一挡板(5)设置可供载热流体通过的孔隙，各个所述第一挡板(5)的孔隙的面积大于或等于所述载热流体入口(3)的管径面积。2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述第一挡板(5)的外沿与所述筒体(8)的内壁之间无间隙接触或固定连接，所述第一挡板(5)的中心处开设有第一中心孔(11)，所述第一中心孔(11)构成所述孔隙。3.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，各个所述第二挡板(6)与所述反应器内壁之间形成的间隙的面积大于或等于所述载热流体入口(3)的管径面积。4.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述第二挡板(6)的中心处还开设有第二中心孔(14),各个所述第二挡板(6)的所述第二中心孔(14)及所述间隙的总面积和与所述载热流体入口(3)的管径面积之比为(1～2)：1。5.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的反应器，其特征在于，所述第一挡板(5)上还开设有n个环形孔，所述环形孔以所述第一挡板(5)的中心处为圆心，所述第一中心孔(11)的面积和所述每个环形孔的面积相等，各个所述第一挡板(5)上的所述第一中心孔(11)和n个环形孔的总孔隙面积与所述载热流体入口(3)的管径面积之比为(1～2)：1，所述n为1、2或3。6.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的反应器，其特征在于，除设置于所述载热流体入口(3)上部的第一块所述第一挡板(5)外，其余所述第一挡板(5)上还开设有n个环形孔，所述环形孔以所述第一挡板(5)的中心处为圆心，所述第一中心孔(11)的面积和所述每个环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄功全，吴远友，潘先念，周勇清，吴雪枝，余德宝，安爱民，
申请(专利权)人：内蒙古双欣环保材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：