CN112710112B - 一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置，包括反应器外壳，所述反应器外壳内设置有散热盘管组，所述散热盘管组与反应器外壳之间设置有自动控制通水类型以及通入数量的控制机构，此氯乙烷合成反应器用换热控制装置，通过设置散热盘管组内循环水的控制结构，该控制机构能自动控制排出空气的低压水和循环用的高压水的进入顺序，且在控制顺序的同时还能实现对散热盘管组的单个管道进行逐根的进行输入，以便于能更好的控制温度与反应压力。

Description

一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置

技术领域

本发明涉及换热装置技术领域，具体为一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置。

背景技术

氯乙烷合成反应器是一种比较典型的液相催化塔式反应器，设备外观为立式化工分离塔的外形，因为反应为放热反应，及时撤走放出热量是关键，因此氯乙烷合成反应器需要有换热装置。

现有的换热装置多采用盘管换热，反应器撤热盘管同步具备了冷热水切换功能，在系统反应开车初期冷却水进入管道时需要先通过低压水排出空气，防止产生水锤现象，因为电动水泵全电压起动时，在不到1s的时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量，由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过高或过低的冲击，以及出现“空化”现象，压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”，严重缩短换热装置的使用寿命。为此，我们提出一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过自动控制选择的便于调节的氯乙烷合成反应器用换热控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置，包括反应器外壳，所述反应器外壳内设置有散热盘管组，所述散热盘管组与反应器外壳之间设置有自动控制通水类型以及通入数量的控制机构。

优选的，所述控制机构包括与散热盘管组连接的第一进水口和第二进水口，所述反应器外壳的底部连接有多组支架，多组所述支架之间连接有固定环，所述固定环上转动连接有驱动轴，所述固定环内设置有与第一进水口和第二进水口连接的自调节装置，所述固定环上还开设有两组进水孔，第一进水口和第二进水口用以排入不同水压的水，从而便于排出空气从而防止水锤。

优选的，所述自调节装置包括与第一进水口和第二进水口固定连接的密封环，所述密封环上开设有多组第一通槽，所述密封环的外侧转动连接有调节环，所述调节环上开设有多组长度不同的腰型槽，所述调节环的外侧转动连接有第一选择环和第二选择环，所述第一选择环和第二选择环均与固定环滑动连接，且所述第一选择环和第二选择环上均开设有半圆形槽和多组第二通槽，所述第一选择环和第二选择环之间设置有调速装置，通过腰型槽和第一通槽以及第二通槽的配合实现不同的选择，便于调节。

优选的，所述调速装置包括与驱动轴的两端固定安装的第一齿轮和第二齿轮，所述第一选择环的顶部连接有与第一齿轮啮合连接的弧形齿条，所述第二选择环的底部连接有与第二齿轮啮合连接的第三齿轮，所述第一选择环上还开设有多组限位槽，且所述第二选择环上连接有与限位槽滑动连接的限位块，弧形齿条只有局部，因此在啮合时会使得两个选择环的转速不同。

优选的，所述散热盘管组设置成螺旋状，且螺距为100~130mm，保证有限空间内尽可能大的换热面积，方便维修时维修人员以螺旋管作为支点。

优选的，所述散热盘管组材质均为镍材N02201，因为反应器的催化剂对铁离子非常敏感，所以反应器内与反应物料接触部分均为纯镍材质。

优选的，所述散热盘管组采用下进上出结构，防止循环水结垢引起的换热效率下降。

优选的，所述调节环和密封环的高度相同，便于安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置散热盘管组内循环水的控制结构，该控制机构能自动控制排出空气的低压水和循环用的高压水的进入顺序，且在控制顺序的同时还能实现对散热盘管组的单个管道进行逐根的进行输入，以便于能更好的控制温度与反应压力。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明控制机构整体结构示意图；

图3为本发明控制机构部分结构展开示意图；

图4为图3中A区结构放大示意图；

图5为图3中B区结构放大示意图；

图6为控制机构中部分结构半剖结构示意图；

图7为图6中C区结构放大示意图。

图中：1-反应器外壳；2-散热盘管组；3-控制机构；4-第一进水口；5-第二进水口；6-支架；7-固定环；8-驱动轴；9-自调节装置；10-进水孔；11-密封环；12-第一通槽；13-调节环；14-腰型槽；15-第一选择环；16-第二选择环；17-半圆形槽；18-第二通槽；19-调速装置；20-第一齿轮；21-第二齿轮；22-弧形齿条；23-第三齿轮；24-限位槽；25-限位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置，包括反应器外壳1,具体的，氯乙烷合成反应器为液相催化塔式反应器，设备外观为立式化工分离塔的外形，在塔身上半段有两层换热介质进出水总管，总管环周分布为12~16组换热管进出设备，每组换热管均有三阀组独立控制，外加单管交出清洗置换口，所述反应器外壳1内设置有散热盘管组2，所述散热盘管组2设置成螺旋状，且螺距为100~130mm，螺旋状能保持循环水具有一定的行程，而螺距设置100-130mm便于以单个散热管作为支点，方便维修人员的进入维修，而图示中设置的比较密集为了便于体现螺旋以及数量，所述散热盘管组2材质均为镍材N02201，因为该反应的催化剂易于与铁离子反应，因此采用镍材料，所述散热盘管组2采用下进上出结构，防止循环水结垢引起的换热效率下降，所述散热盘管组2与反应器外壳1之间设置有自动控制通水类型以及通入数量的控制机构3。

控制机构3包括与散热盘管组2连接的第一进水口4和第二进水口5，第一进水口4和第二进水口5均设置有多组，其数量等同于散热盘管组中单个螺旋管的数量，且每个螺旋管上都连接一个第一进水口4和第二进水口5，且进水口处设置单向阀，第一进水口4和第二进水口交替分布，且所有第一进水口4处于一个平面上，而所有第二进水口5处于另一个平面上，所述反应器外壳1的底部连接有多组支架6，多组所述支架6之间连接有固定环7，所述固定环7上转动连接有驱动轴8，驱动轴8通过电机等驱动源进行驱动，该驱动源可安装于反应器外壳1的外侧，且驱动轴8与驱动源之间设置有减速机构，便于输出较低的转速，所述固定环7内设置有与第一进水口4和第二进水口5连接的自调节装置9，所述固定环7上还开设有两组进水孔10。

两组进水孔10分别进入不同的水，低压和高压水，因为在反应初始时温度较低，向散热盘管组2内通入低压蒸汽，将反应液和反应体系中温度升温至110℃以上，催化剂开始具备活性并触发反应，反应过程中产生大量的热量，此时需要将盘管中的蒸汽逐步逐根排尽，并在确保盘管内不发生水锤的情况下慢慢供入循环水，逐根切换冷热水，便于控制反应温度和反应压力，因为通过低压水进行排气，而高压水流速较快便于换热。

自调节装置9包括与第一进水口4和第二进水口5固定连接的密封环11，所述密封环11上开设有多组第一通槽12，第一通槽12与第一进水口4和第二进水口5连接，所述密封环11的外侧转动连接有调节环13，所述调节环13上开设有多组长度不同的腰型槽14，腰型槽14分为上下两排，且两排的结构相同，均为有从长到短的腰型槽14在其表面均匀分布，所述调节环13的外侧转动连接有第一选择环15和第二选择环16，所述第一选择环15和第二选择环16均与固定环7滑动连接，且所述第一选择环15和第二选择环16上均开设有半圆形槽17和多组第二通槽18，因为第二通槽18与腰型槽14以及第一通槽12三者连通时才能实现进水，因此通过长短不同的腰型槽14便于在两个选择环转动时，实现不同位置的单个螺旋管进水，而腰型槽14时按长度依次排列，因此会依次连通相邻的螺旋管，而设置两排则便于先排入低压水后再连通高压水，防止产生水锤现象，所述第一选择环15和第二选择环16之间设置有调速装置19，所述调节环13和密封环11的高度相同，且第一选择环15和第二选择环16之间的高度和也相同，且上下端均设置有密封结构（未示出）。

调速装置19包括与驱动轴8的两端固定安装的第一齿轮20和第二齿轮21，所述第一选择环15的顶部连接有与第一齿轮20啮合连接的弧形齿条22，弧形齿条22只有一部分，以便于第一齿轮只会带动第一选择环15进行短暂转动，所述第二选择环16的底部连接有与第二齿轮21啮合连接的第三齿轮23，第二齿轮21则持续带动第二选择环16转动，所述第一选择环15上还开设有多组限位槽24，且所述第二选择环16上连接有与限位槽24滑动连接的限位块25，限位槽24的长度稍长于限位块25，因为在第二选择环16转动时对第一根螺旋管通入低压水时，没有符合通入高压水的管道，因此需要第一选择环15延迟转动，而在第二选择环16转动到第二个螺旋管快连通时，限位块25接触到限位槽24的侧壁，从而带动第一选择环15，且实现同步转动，在转动到最后阶段时，即所有管道全部通入低压水后，第二选择环16向着封闭所有低压进水管的位置进行，此时全部的高压水全部通入，且此时弧形齿条22与第一齿轮20刚啮合，此时驱动源停止，保持反应器正常运行，而在停机时，需要再次启动驱动源，因为第一齿轮20的分度圆直径大于第二齿轮21的分度圆直径，因此第一选择环15会在弧形齿条22的带动下转动的比第二选择环16转动的快，设置好齿轮的比例，能够使两个选择环恢复到最初时位置，便于循环使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置，包括反应器外壳（1），所述反应器外壳（1）内设置有散热盘管组（2），其特征在于：所述散热盘管组（2）与反应器外壳（1）之间设置有自动控制通水类型以及通入数量的控制机构（3），所述控制机构（3）包括与散热盘管组（2）连接的第一进水口（4）和第二进水口（5），所述反应器外壳（1）的底部连接有多组支架（6），多组所述支架（6）之间连接有固定环（7），所述固定环（7）上转动连接有驱动轴（8），所述固定环（7）内设置有与第一进水口（4）和第二进水口（5）连接的自调节装置（9），所述固定环（7）上还开设有两组进水孔（10），所述自调节装置（9）包括与第一进水口（4）和第二进水口（5）固定连接的密封环（11），所述密封环（11）上开设有多组第一通槽（12），所述密封环（11）的外侧转动连接有调节环（13），所述调节环（13）上开设有多组长度不同的腰型槽（14），所述调节环（13）的外侧转动连接有第一选择环（15）和第二选择环（16），所述第一选择环（15）和第二选择环（16）均与固定环（7）滑动连接，且所述第一选择环（15）和第二选择环（16）上均开设有半圆形槽（17）和多组第二通槽（18），所述第一选择环（15）和第二选择环（16）之间设置有调速装置（19），所述调速装置（19）包括与驱动轴（8）的两端固定安装的第一齿轮（20）和第二齿轮（21），所述第一选择环（15）的顶部连接有与第一齿轮（20）啮合连接的弧形齿条（22），所述第二选择环（16）的底部连接有与第二齿轮（21）啮合连接的第三齿轮（23），所述第一选择环（15）上还开设有多组限位槽（24），且所述第二选择环（16）上连接有与限位槽（24）滑动连接的限位块（25）。

2.根据权利要求1所述的一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置，其特征在于：所述散热盘管组（2）设置成螺旋状，且螺距为100~130mm。

3.根据权利要求2所述的一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置，其特征在于：所述散热盘管组（2）材质均为镍材N02201。

4.根据权利要求3所述的一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置，其特征在于：所述散热盘管组（2）采用下进上出结构。

5.根据权利要求4所述的一种氯乙烷合成反应器用换热控制装置，其特征在于：所述调节环（13）和密封环（11）的高度相同。

Images