CN102872766B - 固定床氟化反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明创造涉及一种固定床氟化反应器。采用的技术方案是：由下管箱、下管板，筒体、上管板和上管箱构成一个密闭的反应容器。下管箱上设人孔口Ⅰ、压力计口Ⅰ和卸料口；筒体的两端设外筒体Ⅰ和外筒体Ⅱ，外筒体Ⅰ和外筒体Ⅱ与筒体之间设有多孔板，筒体内设有若干折流板、定距管和换热管；定距管一端与下管板固定，另一端固定折流板；若干换热管穿过折流板后两端分别与下管板和上管板焊接，换热管与下管箱和上管箱相通，在每根换热管内的底部装有催化剂支承弹簧装置；上管板上设有蒸汽入口，下管板上设有冷凝液出口。所述的上管箱上设有人孔口Ⅱ、混合气体入口、压力计口Ⅱ、若干测温口和人孔口Ⅲ。本发明创造传热效果好，运行可靠。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种生产制冷剂的反应器，尤其涉及一种生产可降低温室效应的绿色环保型氟化制冷剂的反应器。
背景技术
现有的一些反应器和换热器，一般采用蒸汽加热和导热油加热，一般温度在250℃左右，反应过程的温度范围不好控制，传热效果较差，较难保证反应充分，因而较难保证制冷剂的最终质量。
发明内容
本发明创造的目的是提供一种固定床氟化反应器，四氯乙烯或三氯乙烯与氟化氢经过熔盐加热后在本设备中可以进行充分的反应；催化剂损耗减少，提高催化剂的有效系数；采用了导热、对流传热、热辐射的传热方式。
本发明创造采用的技术方案是：固定床氟化反应器：由下管箱、下管板，筒体、上管板和上管箱构成一个密闭的反应容器。
所述的下管箱上设有人孔口Ⅰ、压力计口Ⅰ和卸料口；卸料口上设有气体出口。
所述的筒体是：筒体的两端设有外筒体Ⅰ和外筒体Ⅱ，外筒体Ⅰ和外筒体Ⅱ与筒体之间设有多孔板，外筒体Ⅰ和外筒体Ⅱ通过多孔板与筒体内腔相通；筒体内设有若干折流板、定距管和换热管；定距管一端与下管板固定，另一端固定折流板；若干换热管穿过折流板后两端分别与下管板和上管板焊接，换热管与下管箱和上管箱相通，在每根换热管内的底部装有催化剂支承弹簧装置；上管板上设有蒸汽入口，下管板上设有冷凝液出口，蒸汽入口和冷凝液出口与筒体的内腔相通。
所述的上管箱上设有人孔口Ⅱ、混合气体入口、压力计口Ⅱ、若干测温口和人孔口Ⅲ。
上述固定床氟化反应器，设有裙座，裙座的下端设有基础环板，裙座上设有气体出口引出管、排气口、预留气体出口引出管和人孔口；裙座与下管箱焊接；下管箱上的气体出口穿过气体出口引出管。
上述固定床氟化反应器，卸料口上设有预留气体出口备用管。
本发明创造的主要技术指标如表1。
表1 固定床氟化反应器主要技术指标
| 容器类别 | Ⅲ类 |
| 工作压力 MPa | 壳程：0.15；管程：1.2 |
| 设计压力 MPa | 壳程：0.2；管程：1.6 |
| 工作温度 ℃ | 壳程：350-380 ；管程：350-370 |
| 设计温度 ℃ | 壳程：380 ；管程：380 |
| 介质 | 壳程：熔盐；管程：三氯乙烯(四氯乙烯)/HF/134a(125) |
| 介质特性 | 管程：高度危害 |
| 腐蚀裕量 mm | 壳程：2；管程：0.5 |
| 液压试验压力 MPa | 壳程：0.34 ；管程：2.69 |
| 气密试验压力 MPa | 壳程：0.2 ；管程：1.6 |
| AB类焊缝系数 | 壳程：1 ；管程:1 |
| 保温层材料/厚度 mm | 岩棉/150 |
| 防火层材料/厚度 mm | 硅酸铝纤维毡/50 |
本发明创造的有益效果是：
1. 本发明创造通常均匀设有6个测温口，温度计通过测温口插入换热管内，并贯穿换热管，因此可以方便、快捷的对反应器内的温度进行监测，控制。
2. 传热效果好，催化剂置于换热管底部的催化剂支承弹簧装置上，因管径较小，混合气体在催化床内流动可视为理想置换流动，故反应速率快，选择性高；对于极强的放热反应，还可用同样粒度的惰性物料来稀释催化剂。
3. 在两管箱上设有人孔口，有利于日常对设备的使用状况进行观察及维修。
4. 本发明创造中，设置折流板的目的是：一方面，提高了熔盐流体的流速，增强湍动，改善传热；另一方面，对管束起支持作用，增强其刚度，防止管子挠度过大，防止震动。
5. 本发明创造，由于设置了多孔板，熔盐进口和熔盐出口经外筒体和多孔板的结构与筒体内腔相通 ，因此使流体流通截面积增大，流速降低，压力降小，流体的静压能增大，动压能减少，减少了流体对管束的冲击和流体诱发的管子震动；由于外筒体的结构引导换热介质自设备壳程最上或最下端流动，充分利用进、出口上下部的传热面积；进、出口外筒体结构上起到了两个热膨胀节的作用，降低了管束与壳壁间的温差应力。
6. 本发明创造采用外筒体的熔盐导流进、出口及折流板的结构型式，有效地减少了引起管束震动而失效的因素，提高反应器运行的经济性和可靠性。
附图说明
图1为本发明创造的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3是图1中A部放大图。
图4为测温口结构示意图。
图5为图4中B部分的放大图。
具体实施方式
如图1～图5所示，固定床氟化反应器：由裙座（1）、下管箱（2）、下管板（5），筒体（4）、上管板（6）和上管箱（3）构成。下管箱（2）、下管板（5），筒体（4）、上管板（6）和上管箱（3）构成一个密闭的反应容器。
裙座（1）与下管箱（2）焊接。裙座（1）的下端设有基础环板（1-1）以便与现场基础连接。裙座（1）上设有气体出口引出管（1-2）、排气口（1-3）、预留气体出口引出管（1-4）和人孔口（1-5）。
下管箱（2）上设有人孔口Ⅰ（2-1）、压力计口Ⅰ（2-2）和卸料口（2-3）；卸料口（2-3）上设有气体出口（2-4）和预留气体出口备用管（2-5）。气体出口（2-4）穿过气体出口引出管（1-2），预留气体出口备用管（2-5）穿过预留气体出口引出管（1-4）。
筒体（4）是：筒体（4）的两端设有外筒体Ⅰ（7）和外筒体Ⅱ（8），外筒体Ⅰ（7）和外筒体Ⅱ（8）与筒体（4）之间设有多孔板（9），外筒体Ⅰ（7）和外筒体Ⅱ（8）通过多孔板（9）与筒体（4）内腔相通；筒体（4）内设有若干折流板（10）、定距管（11）和换热管（12）；定距管（11）一端与下管板（5）固定，另一端固定折流板（10）；若干换热管（12）穿过折流板（10）后两端分别与下管板（5）和上管板（6）焊接，换热管（12）与下管箱（2）和上管箱（3）相通，在每根换热管（12）内的底部装有催化剂支承弹簧装置（15）；上管板（6）上设有蒸汽入口（13），下管板（5）上设有冷凝液出口（14），蒸汽入口（13）和冷凝液出口（14）与筒体（4）的内腔相通。
上管箱（3）上设有人孔口Ⅱ（3-1）、混合气体入口（3-2）、压力计口Ⅱ（3-3）、均匀排布的6个测温口（3-4）和人孔口Ⅲ（3-5）。
本发明创造的工作原理是：
本发明创造中，熔盐由外筒体Ⅰ（7）经多孔板（9）进入筒体（4）的管束间，经多孔板（9）和外筒体Ⅱ（8）流出，构成熔盐介质在设备中的循环系统。多孔板可以使熔盐均匀的流入筒体内，使换热效果更好。蒸汽入口（13）通过上管板（6）与筒体（4）相通，蒸汽进入筒体对熔盐进行加热，防止熔盐凝固；冷凝液出口（14）通过下管板（5）与筒体相通，筒体内蒸汽与熔盐反应后形成的液体通过冷凝液出口（14）排出。混合气体（四氯乙烯或三氯乙烯与氟化氢）由混合气体入口（3-2）经上管箱（3）进入换热管（12）内，催化剂置于换热管底部的催化剂支承弹簧装置（15），混合气体在催化剂的作用下进行加成和取代反应后，所生成的物质经下管箱（2）和气体出口（2-4）进入提纯工序，构成反应系统。温度计（16）通过测温口插入换热管内，并贯穿换热管，因此可以方便、快捷的对反应器内的温度进行监测，控制。压力计口和温度计口构成了检测及安全系统。人孔口和卸料口构成了清洗及检修系统。
Claims (2)
1.固定床氟化反应器，其特征在于：由下管箱（2）、下管板（5），筒体（4）、上管板（6）和上管箱（3）构成一个密闭的反应容器；
所述的下管箱（2）上设有人孔口Ⅰ（2-1）、压力计口Ⅰ（2-2）和卸料口（2-3）；卸料口（2-3）上设有气体出口（2-4）；
所述的筒体（4）是：筒体（4）的两端设有外筒体Ⅰ（7）和外筒体Ⅱ（8），外筒体Ⅰ（7）和外筒体Ⅱ（8）与筒体（4）之间设有多孔板（9），外筒体Ⅰ（7）和外筒体Ⅱ（8）通过多孔板（9）与筒体（4）内腔相通；筒体（4）内设有若干折流板（10）、定距管（11）和换热管（12）；定距管（11）一端与下管板（5）固定，另一端固定折流板（10）；若干换热管（12）穿过折流板（10）后两端分别与下管板（5）和上管板（6）焊接，换热管（12）与下管箱（2）和上管箱（3）相通，在每根换热管（12）内的底部装有催化剂支承弹簧装置（15）；上管板（6）上设有蒸汽入口（13），下管板（5）上设有冷凝液出口（14），蒸汽入口（13）和冷凝液出口（14）与筒体（4）的内腔相通；
所述的上管箱（3）上设有人孔口Ⅱ（3-1）、混合气体入口（3-2）、压力计口Ⅱ（3-3）、若干测温口（3-4）和人孔口Ⅲ（3-5）；
设有裙座（1），裙座（1）的下端设有基础环板（1-1），裙座（1）上设有气体出口引出管（1-2）、排气口（1-3）、预留气体出口引出管（1-4）和人孔口（1-5）；裙座（1）与下管箱（2）焊接；下管箱（2）上的气体出口（2-4）穿过气体出口引出管（1-2）。
2.按照权利要求1所述固定床氟化反应器，其特征在于：卸料口（2-3）上设有预留气体出口备用管（2-5）。
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