CN106582454A - 可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器及查漏堵漏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，主要包括反应器主体、位于反应器主体上部的水汽化移热系统；水汽化移热系统包括汽水室、足够数量和换热面积的换热套管；水冷套管由内管和外管嵌套而成，外管向上开口于汽水室底板，向下延伸到催化剂床层底部或之下位置并在下端封口；内管下端延伸至外管底部，内管上端口延伸至高于外管上端口之处，内管主要向下流水或含少量汽的沸水，外管主要向上流蒸汽和沸水的混合物。该反应器具有自限温的催化剂床层均温段，通过控制汽水室蒸汽压力可控制均温段的温度条件。本发明还提供所述垂直水冷套管反应器的低温、带温查漏堵漏方法。
Description
技术领域
本发明属化工反应器领域，涉及一种可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器及查漏堵漏方法。
现有技术
化工反应器，在较高温度、较高压力条件下运转的反应器，通常较难避免内构件泄漏的问题，如甲醇合成、环氧乙烷合成反应器，尤其是处理腐蚀性物料的高温高压反应器。对工艺过程影响不大的反应器内漏，一般不必要立即处理，可延缓至装置中修或大修的时候再进行较完善的处理；但有些泄漏对工艺过程的影响较大，可能需要尽快处理，处理时间又不能太长，最好能带温查漏堵漏，以免对其它设备或关联装置的连续运转造成过大影响。
比如CN201510698217.9公开的水冷径向反应器，其主要结构包括装填催化剂的径向反应筐、垂直向下分布在径向反应筐催化剂床层中的很多根水冷套管，水冷套管由下端封闭的外管和下端开口的内管嵌套而成，外管上端开口于汽室并焊接在汽室底板，内管从外管上端口向上延伸，穿过汽室、焊接在汽室顶板并向水室开口；水冷过程中，冷却水由水室进入套管的内管，向下流至内管下端口转而在外管中向上流，上流时吸热汽化。该反应器或其类似结构，用于强放热反应时，通过控制或调整汽室蒸汽压力即可控制或调整催化剂床层的温度条件，反应器加工能力较大，反应效果受进料条件波动的影响不大，催化剂寿命较长。
上述垂直水冷套管反应器中的水冷套管，在较高温度条件如200-350℃长期运转过程中，尤其在处理腐蚀性物料如含H2S物料的反应器中，难免因化学腐蚀、电化学腐蚀而发生蒸汽或水的泄漏。由于水冷套管数量很多，间距小，换热面积很大，发生泄漏的位置大多是水冷套管位于催化剂床层中的部分，较难查漏。
水冷套管发生蒸汽泄漏时，因蒸汽温度略低于该位置附近催化剂和物料流的温度，会降低该位置附近催化剂和物料流的温度，造成反应条件劣化，降低反应效果；也可能改变物料的反应配比而降低反应效果或改变化学平衡，或者水、汽的漏入会引起催化剂性能变化乃至失活。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，主要包括反应器主体、位于反应器主体上部的水汽化移热系统，反应器主体和水汽化移热系统不连通；
反应器主体包括壳体、催化剂反应床层、进出料管路及接口、催化剂装卸结构；
水汽化移热系统包括汽水室、足够数量和换热面积的主要起水冷作用的金属套管；汽水室设进水口、蒸汽排出口；水冷套管由内管和外管嵌套而成，外管向上开口于汽水室底板，向下延伸到催化剂床层底部或之下位置并在下端封口；内管下端延伸至外管底部，内管上端口延伸至高于外管上端口之处，内管主要向下流水或含少量汽的沸水，外管主要向上流蒸汽和沸水的混合物。
本发明还提供所述垂直水冷套管反应器的查漏堵漏方法，通过汽水室将所有水冷套管注满液体，从反应器主体向套管外施加气压，观察套管顶端的冒泡情况，或者从汽水室向套管内施加气压，检查套管内液体的减少情况，判断套管或其与底板焊缝等的泄漏位置和轻重程度，对漏点进行封堵或补焊，其中，套管内的泄漏通过在内管、外管中加满耐温快凝堵漏剂将整根套管堵死进行快速处理，或将套管顶端内外管口焊死，套管外的泄漏通过补焊进行处理。本发明反应器中垂直水冷套管的上端口设置在汽水室，人或设备可以进去，且内管、外管中的液面高低都可以通过肉眼或视频判断，适合于催化剂床层基本不降温或降温幅度较小时的带温查漏堵漏，带温查漏堵漏温度100-250℃，带温查漏剂为高沸点溶剂如甘油、乙二醇，以及某些沸点合适的白油切割馏分或导热油，其中带温堵漏的好处是堵漏完成后可较快升温投入正常操作或直接投入正常操作。
本发明可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其中水冷套管的内管上端口，比外管上端口高出一点，能起到降低内管中向下水流中蒸汽泡吸入量的作用；内管上口和外管上口的高度差，主要取决于外管口向上的汽水流出速度和外管内径，可为外管内径的1-3倍。
本发明可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其中水冷套管的外管上端，优选在汽水室底板上表面之上再向上延伸一段，所述延伸段具有扩大的内径或喇叭口状的扩口段，以将外管中上流的汽水混合物中的蒸汽泡向水平方向分散，减少内管中向下水流的蒸汽泡吸入量。延伸段长度及内径、喇叭角主要取决于外管中向上的汽水流出速度和外管内径；延伸段长度可为外管内径的1-2倍，内径可为外管外径的0.9-1.1倍，或者扩口段喇叭角10-20度。延伸段过长、过粗会影响水冷套管的排布密度，会影响查漏时对底板漏点的视频拍摄或肉眼观察，以及补焊堵漏时的操作便利。
本发明的易调温下流式均温反应器中，换热套管深入催化剂床层的高度0.5-20m，管间距0.02-0.10m，换热面积5-100m2/m3催化剂。
本发明可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其中所有水冷套管的外管顶端齐平，内管顶端齐平，水平高度各自达到一致的程度，且反应器安装保证垂直，减少查漏加液时产生少进液体空管的可能，避免误判误堵。
本发明可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其中水冷套管的内管、外管上端口间的高度差，可以通过在内管外壁和外管内壁间、汽水室底板以上位置的点焊实现。
本发明可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其催化剂反应床层中的物料流向，可以是和垂直水冷套管呈直角的水平流向，也可以是和垂直水冷套管平行的上进下出或下进上出流向；水平流向又包括左进右出或右进左出的流向，以及由外向内或由内向外的径向流方式；催化剂床层中还可以设置水平、倾斜或垂直的限流、折流部件，改变催化剂床层中、水冷套管间的物料流速、流向，以改善反应效果或换热效果。根据物料流向，反应器采用相应的进出料管路和接口、催化剂装卸结构。催化剂床层的底部，用孔板筛网层叠支撑，或者从反应器底部开始由大至小装填惰性瓷球进行支撑。
本发明可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其中水冷套管的数量很多，封堵少数几根，对反应器的温度控制及反应效果影响很小，因而通过这种不需卸出催化剂的堵漏，可以延长整个反应器的使用年限。
本发明可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其垂直水冷套管因其内外管嵌套的结构，在其正常运转过程中，当套管外催化剂床层及物料的温度略高于套管内温度时，外管之间的垂直汽化空间中部分沸水汽化，产生汽水混合物，其密度低于内管中的液态沸水，从而形成内管水向下流、外管汽水向上流的推动力，这个特点使该移热系统具有了较强的自动双向调温能力，且该自动双向调温能力在垂直水冷套管较长时更加明显，从而使催化剂床层温度基本保持不变，减小了催化剂床层温度的波动幅度和不同床层位置间的温差：若套管外的床层温度升高，则水冷套管内外管之间的汽化加剧，汽水混合物的密度进一步降低，水/汽水流动的推动力增大，进入套管的水量增大，汽化量即冷却能力提高，从而限制了催化剂床层温度的升幅；相反地，若套管外的床层温度略有降低，则水冷套管内外管之间的汽化减弱，汽水混合物的密度会有所提高，水/汽水流动的推动力减小，进入套管的水量减小，汽化量即移热能力降低，从而限制了催化剂床层温度的降幅；这种稳定催化剂床层温度的自动双向调节能力既存在于一根套管的不同高度位置，也存在于每一根套管中。因而该移热方式可使催化剂床层温度较为恒定，即温度波动较小、上下左右不同部位温差较小。这种水冷套管结构，其垂直使用方式带来的额外的自动双向调温能力，在其改为水平方向设置和使用时不再具有，也是大多数水平方向设置和使用的冷却构件所不容易达到和具有的。当然因套管高度较大如10米高时，水静压会导致10℃左右的沸点差，所造成的床层上下温差是另一回事，以及因原料入口温度低一些通过反应放热升温而形成的升温段除外。
在径向反应器中，若某一根套管所处床层全都温度低于汽水室的汽水温度，则该套管不起降温作用，还略微有些加热作用，此时外管水向下流，内管水向上流。
在上流式反应器中，催化剂床层底部的反应入口段低温处，内管向下略含蒸汽的沸水流有一定的加热作用，受到中上段正常温度处外管沸水汽化的拉升作用。
在下流式反应器中，催化剂床层靠近顶面的反应入口段，由于具有和中下段相同温度和分布密度的换热套管，该段套管内具有沸水和饱和蒸汽的汽水混合物，移热或供热能力都很强，若反应物料入口温度低于催化剂床层的控制温度，则蒸汽凝结放热，发挥加热作用，提高催化反应能力和床层温度，若床层温度超过汽水混合物的温度，则沸水汽化，发挥降温作用，从而保证催化剂床层入口段不致过低，也不超温、不飞温，这在催化剂使用初期活性较高的阶段尤为重要，并扩大了物料入口温度的允许范围；在反应器经过长期运转、催化剂床层入口段活性降低后，物料入口温度即便不作大幅提高，该催化剂床层入口段也能通过维持接近于催化剂床层整体控制的温度而较大程度地保持其反应能力，从而避免造成反应器处理能力的不足。
该反应器或其类似结构，经适当设计和控制，用于强放热反应时，也容易实现较小的床层温差，可称为均温反应器，优点是通过控制或调整蒸汽压力即可控制或调整催化剂床层的温度，受催化剂床层入口进料条件波动的影响不大，反应器加工能力余量较大，催化剂寿命较长。催化剂床层温度主要取决于蒸汽的压力，通过控制蒸汽压力即可调整催化剂床层温度。
本发明反应器，其垂直水冷套管查漏堵漏的方法，难点在于垂直水冷套管的查漏堵漏方法，包括催化剂床层降至低温和基本不降温两种，先将催化剂床层降至低温再用水查漏堵漏的处理步骤基本上包括但不限于如下步骤：
A.物料进出口阀关闭，必要时排掉反应器内存料；汽水室进水，逐渐调低蒸汽压力，至常压后用真空泵如水环泵抽真空，催化剂床层降温至60℃以下；打开汽水室人孔，调整水面淹没所有套管，至长时间不再冒泡；
B.催化剂床层用氮气或工艺气逐渐加压，通过肉眼或摄像设备观察冒泡情况，必要时可加压到如正常操作压力，高压时一半压力；发现气泡并加压到适当压力后，降低汽水室液面至外管上端面露出但汽水室底板不露出，查看并记录冒泡位置和情况，分清是套管内漏还是外管与汽水室底板间的焊缝泄漏，在泄漏处加设合适的标记物；当然还可能有底板本身及其与其它构件焊缝泄漏的情况；或者采用C步骤查漏；
C.如果催化剂床层所在的反应器主体不便加压或存料不便排出，则待所有套管都灌满水不再冒泡，保持一段时间之后，排净汽水室内套管之外的水，露出汽水室底板或所有的外管上端面，通过肉眼或摄像设备观察所有套管内外管的液位情况并记录，各套管的内外管两个液面应基本等高；封闭人孔，汽水室充氮气至反应器正常运转时的蒸汽压力，汽水室内氮气管路末端的位置、结构避免吹出套管内液体，保持一段时间如1小时，慢慢排掉氮气，打开人孔，观察所有套管内外管液位的变化，液位发生明显下降的判为内漏，但内外管液位下降不一致的存在堵塞，必要时如堵塞的套管较多应进行通堵操作，通堵后再次灌满水加压重新查漏，在泄漏处加设合适的标记物；
D.查完漏点后，先排水再堵漏：套管内漏则通过细管或适当方法抽空套管内存水，注入足量快凝的耐高温堵漏胶或堵漏剂，催化剂床层正常操作温度不太高时可用有机胶堵漏，温度高时可用无机胶或者水泥浆，这些堵漏剂有时候只能起到将泄漏量减小到很低水平的程度，必要时可将套管的内外管口直接焊死以彻底解决，外管与汽水室底板间的焊缝泄漏、底板本身及其与其它构件的焊缝泄漏等通过补焊解决。所述耐高温有机堵漏胶，其主要成分包括耐温的硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶，受其分解温度限制，只能用于催化剂床层低于280℃以下场合。
本发明反应器催化剂床层基本不降温时的带温查漏堵漏的方法，难点在于垂直水冷套管的查漏堵漏方法，主要是采用甘油、乙二醇，以及某些沸点、沸程合适的白油切割馏分或导热油等高沸点溶剂作查漏剂，其中甘油沸点290℃，乙二醇197℃，也可找到某些沸点、沸程合适的白油切割馏分或导热油，查漏溶剂用后还要通过抽真空蒸发去除。查漏前通过调整汽水室蒸汽压力和进水量，根据具体情况和要求，将床层温度降低到100-250℃，降压至常压，蒸干套管内水，然后再加甘油或乙二醇查漏，其中200-230℃用甘油，150-170℃用乙二醇，通氮气保证空气不进入或少进入，可略加压；因温度高，无法通过人工进入汽水室，而采用带冷却水并可操控的移动摄像设备进行观察和判断；查漏后通过水环泵抽真空，将套管内的甘油、乙二醇、白油切割馏分或导热油蒸发抽走，再用带冷却水并可操控的移动焊接设备，对内漏的套管将内外管口焊死，并对其它漏点进行补焊堵漏。查漏堵漏完成后，催化剂床层还具有较高的温度，能够迅速恢复生产，适用于前后关联装置或设备基本不停运时的紧急快速维修，对连续生产和产量的影响较小，综合成本较低。
本发明反应器，其垂直水冷套管的带温查漏堵漏的方法，基本上包括但不限于如下步骤，催化剂床层由如260-300℃的较高温度降温到如200-230℃并用高沸点溶剂查漏，主要包括如下步骤：
A.物料进出口阀关闭，必要时排掉反应器内存料；汽水室适当进水，逐渐调低蒸汽压力，至床层温度200-230℃将蒸汽压力降至常压，抽真空去蒸汽，充入氮气保护，注入适量查漏剂，打开汽水室人孔，放入带水冷、照明、摄像、标记、查漏剂加注和抽出、焊接和细管软疏通功能的可操控移动处置设备，仔细检查每一根套管的查漏剂流入情况，调整查漏剂液位，使每一根套管的外管注满液体，内管液位和外管齐平且不再有气泡冒出；若某些套管内管液位低于外管液位，则将这些套管的内管外管都疏通一下，再重新注满查漏剂调整套管内外管液位；
B.调整查漏剂液位至所有或大部分套管的内管露出页面，外管基本上淹没；催化剂床层用氮气或二氧化碳逐渐加压，通过可操控移动处置设备观察并记录冒泡情况；完成加压后，降低查漏剂液面至外管露出但汽水室底板不露出，记录冒泡位置和情况，分清是套管内漏还是外管与汽水室底板间的焊缝泄漏，在泄漏处加设合适的标记物；当然还可能有底板本身及其与其它构件焊缝泄漏的情况；也可单独或继续采用C步骤查漏；
C.如果催化剂床层所在的反应器主体不便加压或存料不便排出，则待所有套管都灌满查漏剂不再冒泡，保持一段时间之后，排净汽水室内套管之外的查漏剂，露出汽水室底板，观察所有套管内外管的液位情况并记录，各套管的内外管两个液面应基本等高；取出可操控移动处置设备，封闭人孔，汽水室充氮气或二氧化碳至反应器正常运转时的蒸汽压力，汽水室内氮气管路末端的位置、结构避免吹出套管内液体，保持一段时间，慢慢排掉氮气或二氧化碳，打开人孔，观察所有套管内外管液位的变化，液位发生明显下降的判为内漏，但内外管液位下降不一致的存在堵塞，必要时如堵塞的套管较多时应进行通堵操作，通堵后再次灌满查漏剂并加压重新查漏，在泄漏处加设合适的标记物；
D.查完漏点后，先排查漏剂再堵漏：套管内漏则通过真空泵抽真空，利用催化剂床层热量蒸发、回收所有套管内的查漏剂，将套管的内外管口焊死，外管与汽水室底板间的焊缝泄漏、底板本身及其与其它构件的焊缝泄漏等通过补焊堵漏。
附图说明
图1，可查漏堵漏的垂直水冷套管径向反应器。
图2，可查漏堵漏的垂直水冷套管轴向反应器。
图3-5，换热套管的三种上端结构。
图例：1反应器壳体，2催化剂反应床层，3催化剂装填管，4汽水室， 5垂直水冷换热套管内管，6垂直水冷换热套管外管，7汽水室底板，8侧壁带通气孔的径向反应床层容器，9带通气孔的径向反应床层内管，10垂直水冷移热套管，11支撑瓷球，12汽水室蒸汽出口，13汽水室水入口，14催化剂卸剂口，15进出料口。
具体实施方式
实施例
如图1所示的一种可查漏堵漏的垂直水冷套管径向反应器，主要包括反应器主体、位于反应器主体上部的水汽化移热系统，反应器主体和水汽化移热系统不连通；
反应器主体包括壳体1、催化剂反应床层2、进出料口15、催化剂装填管3、催化剂卸剂口14；
水汽化移热系统包括汽水室4、足够数量和换热面积的垂直水冷移热套管10；汽水室设进水口13、蒸汽排出口12；水冷套管由内管5和外管6嵌套而成，套管中设几个支撑件保持内管、外管同轴或接近于同轴，外管向上开口于汽水室底板7，向下延伸到催化剂床层2底部或之下位置并在下端封口；内管下端延伸至外管底部，内管上端口延伸至高于外管上端口之处；
带通气孔的径向反应床层侧壁容器8、带通气孔的径向反应床层内管9、支撑瓷球11之间，为催化剂床层2，床层中布列垂直水冷移热套管10。
该径向反应器的一个具体实例，是一台酸性气直接氧化径向反应器，用于将所含大部分H2S直接氧化为单质硫，其主要参数包括：
套管内管Φ19x2mm，外管Φ38x3mm，外管壁间距56mm，套管根数550，在催化剂床层内高度5600mm，换热面积370 m3；套管顶端内管、外管皆为直管，内管上口比外管高60mm, 在汽水室底板之上仍保持同轴或接近于同轴的结构；
装填山东迅达化工集团有限公司A988氧化钛基硫磺回收催化剂20m3，底部支撑瓷球2m3；反应器直径Φ2600mm，总高9200mm。
一个运转稳定状态：反应原料气主要成分（质量百分数）H2S2.2%，O21.23%，H2O2.4%，余为N2、CO2；气量20000Nm3/h；控制反应器入口温度190℃、汽水室表压2.20MPa时，催化剂床层均温段温度230℃，不同高度和直径关键位置的温差9℃。
另一个运转稳定状态：反应原料气主要成分（质量百分数）H2S6.8%，O23.30%，H2O2.1%，余为N2、CO2；气量9000Nm3/h；控制反应器入口温度190℃、汽水室表压2.20MPa时，催化剂床层均温段温度235℃，不同高度和直径关键位置的温差13℃。
该酸性气直接氧化径向反应器在过去1年多的运转过程中，H2S转化率≥95%，单质硫选择性≥99.8%，所制得单质硫产品纯度≥99.5%，达到工业一级的要求。
该酸性气直接氧化径向反应器，催化剂床层温度主要取决于蒸汽的压力，通过控制蒸汽压力即可调整催化剂床层温度，通过控制或调整蒸汽压力即可控制或调整催化剂床层恒温段的温度，恒温段温度受催化剂床层入口进料条件波动的影响不大，反应器加工能力余量较大，催化剂性能稳定，寿命较长。
该酸性气直接氧化径向反应器，在完成催化剂装填时，进行了一次模拟查漏试验，要点和思路体现在如下步骤中：
A.汽水室进水，使水面淹没所有套管都灌满水不再冒泡；
B.催化剂室用氮气或空气逐渐加压，通过肉眼和摄像设备同时观察冒泡情况，发现气泡并加压到适当压力后，保持压力，若有位置持续冒泡则延长时间判断并标记位置，短时间冒泡后停止为套管内的存气；
C.降低汽水室液面至外管上端面露出但汽水室底板不露出，查看有无冒泡位置和情况，若有冒泡则延长时间判断，分清是套管内漏还是外管与汽水室底板间的焊缝泄漏，在泄漏处加设合适的标记物，并判断底板本身及其与其它构件焊缝泄漏的情况；
D.查漏后，卸去催化剂室压力，先排水再堵漏：套管内漏则通过细管或适当方法抽空套管内存水，抽净水后向该套管施加足够大的真空尽量脱净水分，将内管上提一段并切除提出段，给套管施加足够大的氮气或空气压力或气量，记录压力或气量的保持或降低情况；通过插底管并略加压向外管底部注入适量快凝耐高温堵漏剂尝试堵漏，堵漏剂凝固时间达到后给套管施加足够大的氮气压力并憋压，对比压力的保持情况，若压力能保持则堵漏成功，如果降压、泄漏情况无明显变化则外管侧壁漏而非管底焊缝漏，应直接将该套管从顶端焊死；外管与汽水室底板间的焊缝泄漏、底板本身及其与其它构件的焊缝泄漏等通过补焊解决；
E.重复步骤A-D，直至再无漏点。
该酸性气直接氧化径向反应器，在连续运转一年装置停车中修时，进行了一次模拟带温查漏试验，要点和思路体现在如下步骤中：
A. 关闭酸性气进口阀，用氮气或二氧化碳吹扫、置换催化剂室，逐渐调低汽水室蒸汽压力，适当控制汽水室进水，至蒸汽压力逐渐降至常压，同时使催化剂床层温度由230℃降到200℃左右；汽水室充入二氧化碳气保护，经汽水室人孔放入带水冷、照明、摄像、标记、甘油加注和抽出、焊接和细管软疏通功能的可操控移动处置设备，进甘油，使甘油液面淹没所有套管并灌满至不再冒泡；
B.催化剂室用二氧化碳逐渐加压，通过可操控移动处置设备的摄像设备观察冒泡情况，发现气泡并加压到适当压力后，保持压力，若有位置持续冒泡则延长时间判断并标记位置，短时间冒泡后停止为套管内的存气；
C.降低汽水室甘油液面至外管上端面露出但汽水室底板不露出，使每一根套管的外管注满液体，内管液位和外管齐平且不再有气泡冒出；若某些套管内管液位低于外管液位，则将这些套管的内管外管都疏通一下，再重新注满甘油调整套管内外管液位；查看有无冒泡位置和情况，若有冒泡则延长时间判断，分清是套管内漏还是外管与汽水室底板间的焊缝泄漏，在泄漏处加设合适的标记物，并判断底板本身及其与其它构件焊缝泄漏的情况；
D.初步查漏后，卸去催化剂室压力，取出可操控移动处置设备，封闭人孔，用液体二氧化碳气化后充入汽水室加压至2.5MPa，保持2小时后泄压,打开人孔，放入可操控移动处置设备检查套管内外的液位变化情况，套管内液位降低的为内漏，在泄漏套管处加设合适的标记物；套管外液面降低的为外管与汽水室底板间的焊缝泄漏，或底板本身及其与其它构件焊缝的泄漏；
E.套管内漏则通过细管抽空内漏套管内甘油，抽净后向该套管施加足够大的真空尽量脱净甘油，将内管上提一段并切除提出段，给套管施加足够大的二氧化碳气压或气量，记录压力或气量的保持或降低情况；通过插底管并略加压向外管底部注入适量快凝耐高温堵漏剂尝试堵漏，堵漏剂凝固时间达到后给套管施加足够大的二氧化碳气压并憋压，对比压力的保持情况，若压力能保持则堵漏成功，如果降压、泄漏情况无明显变化则外管侧壁漏而非管底焊缝漏；
F.查完漏点后，封闭人孔，汽水室抽真空，利用催化剂床层温度蒸发、回收所有套管内的甘油，带温查漏模拟试验结束，所发现套管外管壁泄漏的直接将该套管从顶端焊死；外管与汽水室底板间的焊缝泄漏、底板本身及其与其它构件的焊缝泄漏等通过补焊解决。
Claims (10)
1.一种可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，主要包括反应器主体、位于反应器主体上部的水汽化移热系统，反应器主体和水汽化移热系统不连通；
反应器主体包括壳体、催化剂反应床层、进出料管路及接口、催化剂装卸结构；
水汽化移热系统包括汽水室、足够数量和换热面积的主要起水冷作用的金属套管；汽水室设进水口、蒸汽排出口；水冷套管由内管和外管嵌套而成，外管向上开口于汽水室底板，向下延伸到催化剂床层底部或之下位置并在下端封口；内管下端延伸至外管底部，内管上端口延伸至高于外管上端口之处，内管主要向下流水或含少量汽的沸水，外管主要向上流蒸汽和沸水的混合物。
2.如权利要求1所述的可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其特征在于，水冷套管内管上口和外管上口的高度差，为外管内径的1-3倍。
3.如权利要求1所述的可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其特征在于，水冷套管的外管上端，优选在汽水室底板上表面之上再向上延伸一段，所述延伸段长度可为外管内径的1-2倍，内径可为外管外径的0.9-1.1倍，或者扩口段喇叭角10-20度。
4.如权利要求1所述的可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其特征在于，换热套管深入催化剂床层的高度0.5-20m，管间距0.02-0.10m，换热面积5-100m2/m3催化剂。
5.如权利要求1-6所述的任一可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其特征在于，催化剂反应床层中的物料流向，是和垂直水冷套管呈直角的水平流向，包括左进右出或右进左出的流向，以及由外向内或由内向外的径向流方式；或者是和垂直水冷套管平行的上进下出或下进上出流向。
6.如权利要求1所述的可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其特征在于，催化剂床层中设置水平、倾斜或垂直的限流、折流部件。
7.如权利要求1所述的可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，其特征在于，催化剂床层的底部，用孔板筛网层叠支撑，或者从反应器底部开始由大至小装填惰性瓷球进行支撑。
8.如权利要求1所述可查漏堵漏垂直水冷套管反应器的查补漏方法，其垂直水冷套管的查漏堵漏方法主要包括如下步骤：
A.物料进出口阀关闭，必要时排掉反应器内存料；汽水室进水，逐渐调低蒸汽压力，至常压后用真空泵抽真空，催化剂床层降温至60℃以下；打开汽水室人孔，调整水面淹没所有套管，至长时间不再冒泡；
B.催化剂床层用氮气或工艺气逐渐加压，通过肉眼或摄像设备观察汽水室冒泡情况，必要时可加压到如正常操作压力，高压时一半压力；发现气泡并加压到适当压力后，降低汽水室液面至外管上端面露出但汽水室底板不露出，查看并记录冒泡位置和情况，分清是套管内漏还是外管与汽水室底板间的焊缝泄漏，在泄漏处加设合适的标记物；若可能有底板本身及其与其它构件焊缝泄漏的情况；或者采用C步骤查漏；
C.如果催化剂床层所在的反应器主体不便加压或存料不便排出，则待所有套管都灌满水不再冒泡，保持一段时间之后，排净汽水室内套管之外的水，露出汽水室底板或所有的外管上端面，通过肉眼或摄像设备观察所有套管内外管的液位情况并记录，各套管的内外管两个液面应基本等高；封闭人孔，汽水室充氮气至反应器正常运转时的蒸汽压力，汽水室内氮气管路末端的位置、结构避免吹出套管内液体，保持一段时间如1小时，慢慢排掉氮气，打开人孔，观察所有套管内外管液位的变化，液位发生明显下降的判为内漏，但内外管液位下降不一致的存在堵塞，必要时如堵塞的套管较多应进行通堵操作，通堵后再次灌满水加压重新查漏，在泄漏处加设合适的标记物；
D.查完漏点后，先排水再堵漏：套管内漏则通过细管或适当方法抽空套管内存水，注入足量快凝的耐高温堵漏胶或堵漏剂，催化剂床层正常操作温度不太高时可用有机胶堵漏，温度高时可用无机胶或者水泥浆，或者将套管的内外管口直接焊死以彻底解决，外管与汽水室底板间的焊缝泄漏、底板本身及其与其它构件的焊缝泄漏等通过补焊解决。
9.如权利要求1所述可查漏堵漏垂直水冷套管反应器的查补漏方法，其垂直水冷套管的带温查漏堵漏方法中采用甘油、乙二醇及某些沸点、沸程合适的白油切割馏分或导热油作查漏剂。
10.如权利要求9所述可查漏堵漏垂直水冷套管反应器的查补漏方法，其垂直水冷套管的带温查漏堵漏方法主要包括如下步骤：
A.物料进出口阀关闭，必要时排掉反应器内存料；汽水室适当进水，逐渐调低蒸汽压力，至床层温度200-230℃将蒸汽压力降至常压，抽真空去蒸汽，充入氮气保护，注入适量查漏剂，打开汽水室人孔，放入带水冷、照明、摄像、标记、查漏剂加注和抽出、焊接和细管软疏通功能的可操控移动处置设备，仔细检查每一根套管的查漏剂流入情况，调整查漏剂液位，使每一根套管的外管注满液体，内管液位和外管齐平且不再有气泡冒出；若某些套管内管液位低于外管液位，则将这些套管的内管外管都疏通一下，再重新注满查漏剂调整套管内外管液位；
B.调整查漏剂液位至所有或大部分套管的内管露出页面，外管基本上淹没；催化剂床层用氮气或二氧化碳逐渐加压，通过可操控移动处置设备观察并记录冒泡情况；完成加压后，降低查漏剂液面至外管露出但汽水室底板不露出，记录冒泡位置和情况，分清是套管内漏还是外管与汽水室底板间的焊缝泄漏，在泄漏处加设合适的标记物；当然还可能有底板本身及其与其它构件焊缝泄漏的情况；也可单独或继续采用C步骤查漏；
C.如果催化剂床层所在的反应器主体不便加压或存料不便排出，则待所有套管都灌满查漏剂不再冒泡，保持一段时间之后，排净汽水室内套管之外的查漏剂，露出汽水室底板，观察所有套管内外管的液位情况并记录，各套管的内外管两个液面应基本等高；取出可操控移动处置设备，封闭人孔，汽水室充氮气或二氧化碳至反应器正常运转时的蒸汽压力，汽水室内氮气管路末端的位置、结构避免吹出套管内液体，保持一段时间，慢慢排掉氮气或二氧化碳，打开人孔，观察所有套管内外管液位的变化，液位发生明显下降的判为内漏，但内外管液位下降不一致的存在堵塞，必要时如堵塞的套管较多时应进行通堵操作，通堵后再次灌满查漏剂并加压重新查漏，在泄漏处加设合适的标记物；
D.查完漏点后，先排查漏剂再堵漏：套管内漏则通过真空泵抽真空，利用催化剂床层热量蒸发、回收所有套管内的查漏剂，将泄漏套管的内外管口焊死，外管与汽水室底板间的焊缝泄漏、底板本身及其与其它构件的焊缝泄漏等通过补焊堵漏。
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