CN103861531A

CN103861531A - 甲醇制丙烯反应器的冷却分布器

Info

Publication number: CN103861531A
Application number: CN201410107767.4A
Authority: CN
Inventors: 王清媛; 王宏; 倪云峰; 汤威; 孙成志; 刘贵忠; 河吉先; 杨素珍; 栗国福; 孙壮壮
Original assignee: Jilin Design Institute
Current assignee: Jilin Design Institute
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明提供了一种甲醇制丙烯反应器的冷却分布器，包括：分配管（1），分配管（1）具有外套管（2）和至少部分地位于外套管（2）中并与其相间设置的内管（3）；以及至少一个分配盘（6），每个分配盘（6）一端设置有分别与内管（3）和外套管（2）连通第一连接端（7）和第二连接端（8），另一端连接有与第一连接端（7）和第二连接端（8）连通的喷嘴（9）。本发明的目的在于提供一种能够有效降低MTP反应器反应过程中温度的冷却分布器。

Description

甲醇制丙烯反应器的冷却分布器

技术领域

本发明涉及一种甲醇制丙烯反应器的冷却分布器。

背景技术

MTP（丙烯生产）是应用甲醇制丙烯的装置，其核心设备是MTP反应器，MTP反应器为固定床反应器，每个反应器内分6个催化剂床层，各床层冷却器带有若干雾化喷嘴，冷却器内定量注入甲醇、水、二甲醚物料来控制床层温度，吸收反应产生的大量热，达到稳定反应，获得最大丙烯收率的目的。冷却器的结构是否合理有效，是判断反应器是否能够维持在正常反应温度的重要方面。

发明内容

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够有效降低MTP反应器反应过程中温度的甲醇制丙烯反应器的冷却分布器。

为实现上述目的，本发明提供了一种甲醇制丙烯反应器的冷却分布器，包括：分配管，分配管具有外套管和至少部分地位于外套管中并与其相间设置的内管；以及至少一个分配盘，每个分配盘一端设置有分别与内管和外套管连通第一连接端和第二连接端，另一端连接有与第一连接端和第二连接端连通的喷嘴。

根据本发明，位于外套管外部的内管的管段上设置有第一连接件，外套管的端部设置有第二连接件，其中，第一连接件与第二连接件固定连接。

根据本发明，冷却分布器还包括：第一进料管和中间连接管，第一进料管通过中间连接管与外套管的侧壁连接，其中，第一进料管端部设置有第三连接件，中间连接管端部设置有第四连接件，第三连接件与第四连接件固定连接。

根据本发明，第一连接件、第三连接件和第四连接件均为管法兰，第二连接件为夹套法兰。

根据本发明，分配盘具有分配盘主体和设置在分配盘主体底面的凸台，其中，分配盘主体底面设置有至少一个第一通孔，所有第一通孔构成第二连接端，凸台设置有第二通孔，第二通孔构成第一连接端。

根据本发明，分配盘设置在分配管的侧壁上，分配盘的中央轴线与分配管的中央轴线垂直。

根据本发明，喷嘴与分配盘主体的侧壁螺纹连接。

根据本发明，冷却分布器还包括：支撑架，分配管通过紧固件与支撑架固定连接。

根据本发明，支撑架为角钢吊架，紧固件为U形螺栓。

本发明的有益技术效果在于：

在本发明的甲醇制丙烯反应器的冷却分布器中，其分配管具有外套管和位于外套管中的内管，从而使得液相物料可以流经内管，而气相物料流经外套管和内管之间的空间。此外，分配盘具有分别与内管和外套管连通的第一连接端和第二连接端，从而可以使得流入上述管路的液相物料和气相物料在分配盘中混合，然后通过喷嘴雾化喷出。因此，在将本发明的冷却分布器应用在诸如MTP反应器的装置中时，用于对反应器降温冷却的液相物料和气相物料可以分别从两条管路同时进入冷却分布器，并在分配盘中混合并由喷嘴雾化喷出。与现有技术中单独将气相物料和液相物料通入反应器再进行混合的冷却分布器相比，本发明的冷却分布器可将以进行混合的物料直接喷出，从而可以更加有效地降低诸如MTP反应器的装置在反应过程中温度，并防止装置中温度过高对反应造成的不利影响。

附图说明

图1是本发明甲醇制丙烯反应器的冷却分布器的结构示意图；

图2是图1中A-A处截取的截面图；

图3是本发明冷却分布器中分配盘的截面图；

图4是图1中B-B处截取的截面图。

具体实施方式

现参照附图描述本发明的冷却分布器。如图1所示，本发明的冷却分布器包括分配管1和至少一个分配盘6。其中，分配管1具有外套管2和内管3，内管3至少部分地位于外套管2中并与外套管2相间设置，从而在内管3的外壁和外套管2的内壁之间形成供物料流过的空间。具体地，每个分配盘6一端设置有第一连接端7和第二连接端8，分配盘6另一端连接有喷嘴9。第一连接端7与内管3连通，而第二连接端8与外套管2连通。此外，第一连接端7和第二连接端8还分别与喷嘴9连通，从而可以使得分配管1的外套管2和内管3分别通过第二连接端8和第一连接端7与喷嘴9连通。在可选的实施例中，内管3的尺寸可以为φ60.3×4.5，而外套管2的尺寸可以为φ88.9×4.5。

换句话说，在将本发明的冷却分布器应用到诸如MTP反应器的装置中时，用于对反应器进行降温冷却的液相物料和气相物料可以分别通入内管3和外套管2。即，液相物料直接流入内管3，而气相物料流入内管3和外套管2之间形成的管路，然后液相物料经过第一连接端7进入分配盘6，而气相物料经过第二连接端8进入分配盘6。在分配盘6中两种物料混合并由喷嘴9雾化喷出，以对反应器进行降温冷却。需要注意的是，此处的液相物料和气相物料可以为用于对MTP反应器进行冷却降温的任意物料。例如，液相物料可以为冷的液相甲醇、水和二甲醚，而气相物料可以为热的甲醇和二甲醚蒸汽。

具体而言，冷却分布器进料分为液相物料和气相物料或者可以理解为冷/热两路进料用来调节MTP反应器的反应温度。但因反应进料后存在汽化不完全的现象，这会加剧催化剂的结焦；同时液体接触到催化剂表面会在表面急剧汽化，使催化剂相变加剧降低催化剂的强度，从而降低催化剂的转化率，导致催化剂失去活性。基于以上原因在进料以前应对液体进行充分雾化，使进入MTP反应器的液相料不存在液滴，从而保证催化剂的性能不被破坏，使其达到最大的转化率，因此需要此本发明冷却分布器的结构以产生雾化效果。

因此，与现有技术中单独将气相物料和液相物料通入反应器再进行混合的冷却分布器相比，本发明的冷却分布器可将以进行混合的物料直接喷出，从而可以更加有效地降低诸如MTP反应器的装置在反应过程中温度，并防止装置中温度过高对反应造成的不利影响。

此外，由于在MTP反应器内分布有6个催化剂床层，各段催化剂床层下部均可以设有本发明的冷却分布器，从而利用本发明的冷却分布器带走反应产生的大量热来控制床层温度。进一步，分配盘6可以设置成多个，这样可以保证物料在MTP反应器中均匀喷出，从而确保均匀冷却。

当然应当理解，液相物料和气相物料的通入通道也可以互换，即，液相物料通入内管3和外套管2之间空间形成的管路，而气相物料直接通入内管3。这可以根据具体使用情况而定，本发明并不局限于此。

继续参照图1，位于外套管2外部的内管3的管段上设置有第一连接件111，相应的，外套管2的端部可以设置有第二连接件121，并且第一连接件111和第二连接件121固定连接。也就是说，内管3可以从外套管2的一端插入，然后预留部分管段位于外套管2外侧，通过第一连接件111和第二连接件121的相互固定，使得内管3稳固地保持在外套管2中；同时，通过第一连接件111和第二连接件121之间相互固定连接，可以对外套管2的端部进行密封。

更具体地，如图1所示，第一进料管5通过中间连接管10与外套管2的侧壁连接，从而通过第一进料管5经由中间连接管10以向外套管2中通入物料。其中，第一进料管5的端部可以设置第三连接件112，相应的，中间连接管10的端部可以设置有第四连接件122，通过第三连接件112和第四连接件122的相互固定连接，使得第一进料管5与直接连接管10相互连接。

在优选的实施例中，第一连接件111、第三连接件112和第四连接件122可以均为管法兰，相应的，第二连接件121为夹套法兰。此外应当理解，其他连接结构也可以应用在本发明中，本发明并不局限于此。

进一步如图2和图3所示，分配盘6可以具有分配盘主体13和设置在分配盘主体13底面的凸台14。在分配盘主体13的底面可以设置有至少一个第一通孔，所有第一通过构成上述的第二连接端8。而凸台14可以设置有第二通孔，第二通孔构成上述的第一连接端7。举例来说，当向内管3中通入液相物料，向外套管2中通入气相物料时，液相物料在内管3中流动并流经第二通孔（即，第一连接端7）从而流入分配盘主体13；而气相物料在内管3和外套管2之间空间形成的管路中流动，并流入第一通孔（即，第二连接端8）从而流入分配盘主体13。然后液相物料和气相物料在分配盘主体13中混合并由喷嘴9喷出。

在一个优选的实施例中，如图2所示，分配盘6可以设置在分配管1的侧壁上，并且分配盘6的中央轴线与分配管1的中央轴线垂直。此外，作为可选的实施例，分配盘6也可以和分配管1一体成型，从而使得二者间密封效果更好，并且便于安装。

此外可选的，喷嘴9可以和分配盘主体13的侧壁螺纹连接，这样可以使得喷嘴9和分配盘6之间便于安装、拆卸。当然应当理解，其他连接方式也是可以的，本发明并不局限于此。

如图4所示，本发明的冷却分布器还包括支撑架15，分配管1通过紧固件16与支撑架15固定连接。而优选的，支撑架15可以为角钢吊架，紧固件16可以为U形螺栓。在实际应用时，用户可以改变角钢吊架的长度，从而实现改变分配管1使用时的安装高度，而利用U形螺栓对分配管1进行固定更加便于安装拆卸和检修。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种甲醇制丙烯反应器的冷却分布器，其特征在于，包括：

分配管（1），所述分配管（1）具有外套管（2）和至少部分地位于所述外套管（2）中并与其相间设置的内管（3）；以及

至少一个分配盘（6），每个所述分配盘（6）一端设置有分别与所述内管（3）和所述外套管（2）连通第一连接端（7）和第二连接端（8），另一端连接有与所述第一连接端（7）和所述第二连接端（8）连通的喷嘴（9）。

2.根据权利要求1所述的冷却分布器，其特征在于，

位于所述外套管（2）外部的所述内管（3）的管段上设置有第一连接件（111），所述外套管（2）的端部设置有第二连接件（121），

其中，所述第一连接件（111）与所述第二连接件（121）固定连接。

3.根据权利要求2所述的冷却分布器，其特征在于，还包括：

第一进料管（5）和中间连接管（10），所述第一进料管（5）通过所述中间连接管（10）与所述外套管（2）的侧壁连接，

其中，所述第一进料管（5）端部设置有第三连接件（112），所述中间连接管（10）端部设置有第四连接件（122），所述第三连接件（112）与所述第四连接件（122）固定连接。

4.根据权利要求3所述的冷却分布器，其特征在于，

所述第一连接件（111）、所述第三连接件（112）和第四连接件（122）均为管法兰，所述第二连接件（121）为夹套法兰。

5.根据权利要求1所述的冷却分布器，其特征在于，

所述分配盘（6）具有分配盘主体（13）和设置在所述分配盘主体（13）底面的凸台（14），

其中，所述分配盘主体（13）底面设置有至少一个第一通孔，所有所述第一通孔构成所述第二连接端（8），所述凸台（14）设置有第二通孔，所述第二通孔构成所述第一连接端（7）。

6.根据权利要求1或5所述的冷却分布器，其特征在于，

所述分配盘（6）设置在所述分配管（1）的侧壁上，所述分配盘（6）的中央轴线与所述分配管（1）的中央轴线垂直。

7.根据权利要求5所述的冷却分布器，其特征在于，

所述喷嘴（9）与所述分配盘主体（13）的侧壁螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的冷却分布器，其特征在于，还包括：

支撑架（15），所述分配管（1）通过紧固件（16）与所述支撑架（15）固定连接。

9.根据权利要求8所述的冷却分布器，其特征在于，

所述支撑架（15）为角钢吊架，所述紧固件（16）为U形螺栓。