径轴向混合型二段式束管水床反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种径轴向混合型二段式束管水床反应器，在其布气筒和中心筒中间具有一布气腔；一虚拟水平面将布气筒沿上下方向分割为布气段和封闭段，在布气段上开设有布气孔；该中心筒包括相互连通的集气管和膨胀管，在集气管上开设有集气孔，在膨胀管上开设有排气孔；布气筒、中心筒、触媒盖板、下封头以及收气件所圈围的空间形成为触媒腔，虚拟水平面将触媒腔分割为径向反应段和轴向反应段；在下封头的底部的中心部设置有排气口，在该排气口的内侧安装有一收气件，在该收气件上开设有收气孔。本申请中，将下封头所圈围的空间作为触媒腔，提高了反应器中触媒的装填量，从而提高了反应器的利用效率，能够有效地提高反应器的生产效率。产效率。产效率。

Radial axial hybrid two-stage bundle tube water bed reactor

【技术实现步骤摘要】
径轴向混合型二段式束管水床反应器


[0001]本专利技术涉及一种径轴向混合型二段式束管水床反应器。

技术介绍

[0002]在束管式水床反应器中，外壳均采用立式结构，并采用椭圆封头或球形封头，以使设备能够承受较高的反应压力。为便于堆放触媒和固定换热管，在反应器壳体的下端一般要设置支撑件，用于作为触媒支撑板和安装换热管的管板，支撑件下方的空间用于作为收集反应气的空间，反应气经下封头上的排气管排出，这使得反应器底部空间的几乎没有利用，在目前的常规生产所用的反应器内，也直接导致反应器内部空间的利用率降低。下封头内的空间一般在十几立方米左右，如果能够有效地利用下封头内的空间，则会提高反应器的单产。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提出了一种径轴向混合型二段式束管水床反应器，其包括沿竖直方向延伸的外壳，该外壳的下封头为椭圆封头或球形封头，在该外壳内沿竖直方向安装有一布气筒和一中心筒，该布气筒套设在中心筒的外侧，该布气筒的下端密封地连接在外壳的内壁上，使外壳与布气筒之间形成一呈环状的布气腔；
[0004]在布气筒的上端安装有一触媒盖板，该触媒盖板与外壳的顶部之间形成为一进气腔，该进气腔连通布气腔，在外壳的顶部设置有连通该进气腔的进气口；布气筒与中心筒之间设置有换热管组，在外壳的顶部安装有冷媒出口管，在下封头上安装有冷媒进口管，换热管组的上端向上穿过触媒盖板后连通冷媒出口管，换热管组的下端连通冷媒进口管，换热管组经冷媒进口管直接支撑在下封头上；
[0005]一虚拟水平面将布气筒沿上下方向分割为布气段和封闭段，布气段位于封闭段的上侧，在布气段上开设有贯穿布气筒的筒壁的布气孔；
[0006]该中心筒包括相互连通的集气管和膨胀管，集气管位于膨胀管的上侧，其中集气管向下不超过该虚拟水平面，在集气管上开设有贯穿集气管的管壁的集气孔，在膨胀管上开设有贯穿膨胀管的管壁的排气孔，膨胀管的下端呈封闭状，集气管的上端呈封闭状；
[0007]在下封头的底部的中心部设置有排气口，在该排气口的内侧覆盖有一收气件，布气筒、中心筒、触媒盖板、下封头以及收气件所圈围的空间形成为触媒腔，该触媒腔用于装填触媒，在下封头的下部安装有连通触媒腔的触媒卸料口；虚拟水平面将触媒腔分割为径向反应段和轴向反应段，其中径向反应段位于轴向反应段的上侧；在该收气件上开设有连通排气口和轴向反应段的收气孔。为保证径向反应段内的气体能够顺利地进入到集气管内，在本申请中，集气管到虚拟水平面的距离为0
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100mm。
[0008]本申请中，反应器在运行时，原料气由进气口进入到进气腔内，然后进入到布气腔内，经布气孔沿径向进入到径向反应段内进行反应，形成反应混合气，反应混合气经集气孔进入到集气管，并向下经膨胀管上的排气孔进入到轴向反应段内，在轴向反应段内，反应混
合气沿轴向向下流动，并继续进行反应，最后由排气口排出反应器。本申请中，取消了设置在外壳内的下端板，将下封头所圈围的空间与布气筒所圈围的空间连通，一起作为触媒腔，提高了反应器中触媒的装填量，从而提高了反应器的利用效率，能够有效地提高反应器的生产效率。以塔内径4米，总高21米，采用球形封头的反应器为例，其触媒装填量一般在190
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200立方米，将下封头用于装填触媒后，能够增加约15立方米的触媒装填量，使反应器触媒装填总量提高7.5
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7.9％，从而使反应器的产能提高7.5
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7.9％。由于下端板的安装位置一般距离外壳中间筒的底部具有0.5
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1.3米的距离，在取消下端板后，该部分空间也会用于装填触媒，使得触媒装填增加量要高于上述比例。
[0009]取消下端板后，将换热管组经冷媒进口管直接支撑在下封头上，以保证换热管组在反应器的稳定安装，而无需增设其他支撑部件。
[0010]进一步，为避免原料气直接进入到轴向反应段内，影响反应器内气体的分布，在布气筒的封闭段上不设置通孔。
[0011]具体地，在高度方向上，径向反应段占触媒腔的比例为60
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70％。该设计能够保证原料气在反应器内的均匀分布，避免原料气在径向反应段的流速过高，影响反应效率，并降低原料气对触媒的冲击。径向反应段占比过低时，会导致原料气在径向反应段的流速过高，过高的流速使得原料气的反应效率降低，无法充分利用触媒，大量未反应的原料气在轴向反应段进行反应，导致轴向反应段的温度大幅度高于径向反应段，造成反应器内温度不匀，高温的轴向反应段还易于产生结焦现象。同样，当径向反应段占比过高时，原料气的反应主要集中在径向反应段，使得径向反应段的温度大幅度高于轴向反应段，同样造成反应器内温度不匀，以及径向反应段易于产生结焦现象。
[0012]进一步，为保证轴向反应段内气流最大限度地沿轴向向下流动，以提高原料气的反应效率，在高度方向上，以轴向反应段的高度为基准，膨胀管上的排气孔位于轴向反应段上部40％的区域内。即仅在膨胀管位于轴向反应段上部40％的区域内开设排气孔。由于径向反应段下部的部分气体会直接向下进入到轴向反应段内，进入到膨胀管内的气体主要是径向反应段中上部的气体，在上述比例内，可保证膨胀管内的气体顺利地进入到轴向反应段内，并最大限度地均匀地分布在轴向反应段内，然后沿轴向向下流动，继续进行反应。
[0013]进一步，中心筒还包括安装在膨胀管下端的过渡管，中心筒经过渡管支撑在收气件上，在过渡管上无贯穿过渡管的管壁的通孔。优选集气管、膨胀管、过渡管和收气件同轴设置。
[0014]该设计能够使中心筒具有有效的支撑，无需在反应器内设置专门的中心筒支架，优化反应器的内部结构。
[0015]进一步，该膨胀管包括沿竖直方向延伸的呈筒状的筒体、连接在筒体上端的上锥管和连接在筒体下端的下锥管；该筒体的内径大于集气管的外径；在筒体上开设有排气孔，在上锥管上不开设通孔。为保证膨胀管内的气体能够进可能地分布在轴向反应段的上部，上锥管的高度为150
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250mm。
[0016]该设计能够有效地降低膨胀管内气体的流速，并提供更大的开孔面积，以降低气体从膨胀管排出时的流速，从而降低对膨胀管周围触媒的冲击，高速的气流易于使触媒产生振动，并导致触媒破碎。在上锥管上不开设通孔，是为了避免膨胀管内的气流向上流动，造成反应器内气流的紊乱。
[0017]进一步，该外壳还包括连接在下封头上端的中间筒，在中间筒的下端安装有支撑环，布气筒支撑在该支撑环上，中心筒和换热管组均自由地穿过支撑环的中心孔，支撑环的上下两侧经该中心孔连通。
[0018]将布气筒支撑在外壳的下部，在封闭段与外壳之间会形成一个下端封闭的环形腔，该环形腔会存留一定量的原料气，在原料气经布气孔进入到径向反应段内时，在外壳于布气段之间也会形成一个原料气层，该原料气层与环形腔内的原料气共同形成为一个保护气层，该保护气层能够降低反应器内温度对外壳的影响，减少外壳在反应时的膨胀率，从而减少外壳的变形，提高反应器的使用寿命。
[0019]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.径轴向混合型二段式束管水床反应器，其特征在于，包括沿竖直方向延伸的外壳，该外壳的下封头为椭圆封头或球形封头，在该外壳内沿竖直方向安装有一布气筒和一中心筒，该布气筒套设在中心筒的外侧，该布气筒的下端密封地连接在外壳的内壁上，使外壳与布气筒之间形成一呈环状的布气腔；在布气筒的上端安装有一触媒盖板，该触媒盖板与外壳的顶部之间形成为一进气腔，该进气腔连通布气腔，在外壳的顶部设置有连通该进气腔的进气口；布气筒与中心筒之间设置有换热管组，在外壳的顶部安装有冷媒出口管，在下封头上安装有冷媒进口管，换热管组的上端向上穿过触媒盖板后连通冷媒出口管，换热管组的下端连通冷媒进口管，换热管组经冷媒进口管直接支撑在下封头上；一虚拟水平面将布气筒沿上下方向分割为布气段和封闭段，布气段位于封闭段的上侧，在布气段上开设有贯穿布气筒的筒壁的布气孔；该中心筒包括相互连通的集气管和膨胀管，集气管位于膨胀管的上侧，其中集气管向下不超过该虚拟水平面，在集气管上开设有贯穿集气管的管壁的集气孔，在膨胀管上开设有贯穿膨胀管的管壁的排气孔，膨胀管的下端呈封闭状，集气管的上端呈封闭状；在下封头的底部的中心部设置有排气口，在该排气口的内侧覆盖有一收气件，布气筒、中心筒、触媒盖板、下封头以及收气件所圈围的空间形成为触媒腔，该触媒腔用于装填触媒，在下封头的下部安装有连通触媒腔的触媒卸料口；虚拟水平面将触媒腔分割为径向反应段和轴向反应段，其中径向反应段位于轴向反应段的上侧；在该收气件上开设有连通排气口和轴向反应段的收气孔。2.根据权利要求1所述的径轴向混合型二段式束管水床反应器，其特征在于在布气筒的封闭段上不设置通孔。3.根据权利要求1所述的径轴向混合型二段式束管水床反应器，其特征在于，在高度方向上，径向反应段占触媒腔的比例为60
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【专利技术属性】
技术研发人员：卢健，王雪林，
申请(专利权)人：南京聚拓化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：