CN114405413B - 一种正丁烷法生产顺酐的反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种正丁烷法生产顺酐的反应装置，包括反应器主体、两台熔盐冷却器、两台熔盐调节阀、两台熔盐泵，所述反应器主体外壁，对称分别设置有一组闭环连接的熔盐泵、熔盐调节阀、熔盐冷却器，所述反应器主体内部上下管箱之间设置有多根反应管，壳程内由上至下水平方向依次循环设置有环形折流板，小螺旋导板，饼形折流板，大螺旋导板；反应器主体内部通过设置于壳程中心的纵向隔板分为两部分，分别与外壁的熔盐泵连通。本发明的反应装置的壳程内设置不同直径的螺旋导板，使得熔盐在反应器中心和周边区域流动更加均匀,同时设置了两套熔盐换热系统，两套系统相对独立，对称分布,可以通过调节阀快速调整两台熔盐泵运行过程中流量。

Description

一种正丁烷法生产顺酐的反应装置
技术领域
本发明属于顺酐工业生产领域，具体涉及一种正丁烷法生产顺酐的反应装置。
技术背景
在现有技术中，以正丁烷为原料的顺酐生产的反应系统，存在以下问题：
1、系统的单套生产能力有限，无法满足市场发展的需求；2、由于设备直径较大，反应管长度较长，导致熔盐在壳程流动短路现象严重，不能为催化剂提供最佳温度环境；3、装置内的平衡阀调整双泵熔盐流量过程中反馈过慢，无法达到及时调控的效果，影响催化剂寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构合理、移热均匀、能耗低、产品质量高的以正丁烷为原料生产顺酐的固定床反应系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种正丁烷法生产顺酐的反应装置，包括反应器主体、两台熔盐冷却器、两台熔盐调节阀、两台熔盐泵，所述反应器主体外壁，对称分别设置有一组闭环连接的熔盐泵、熔盐调节阀、熔盐冷却器，所述反应器主体内部上下管箱之间设置有多根反应管，壳程内由上至下水平方向依次循环设置有环形折流板，小螺旋导板，饼形折流板，大螺旋导板；反应器主体内部通过设置于壳程中心的纵向隔板分为两部分，分别与外壁的熔盐泵连通。
所述反应管的规格为Φ25×2，其中反应管外径为φ25mm，壁厚为2mm，其数量为50000根。
所述环形折流板的内环缺口位置与下方的饼形折流板中心之间设置有小螺旋导板。
所述饼形折流板外沿与环形折流板外沿之间设置有大螺旋导板。
所述反应器主体外还设置有用于装置开停车时给熔盐保温使用的电加热器。
本发明相对于现有技术，其优点如下：
1.本发明的反应装置空速1600h-1，正丁烷浓度1.8%（体积浓度），单台套产能可达5万吨/年，当空速为1800 h-1，单台套产能可达6万吨/年；
2.反应装置的壳程内设置不同直径的螺旋导板，使得熔盐在反应器中心和周边区域流动更加均匀；
3.本发明的反应器设置了两套熔盐换热系统，两套系统相对独立，对称分布，即使两台熔盐泵运行过程中流量存在差异，也可以通过调节阀快速调整。
附图说明
图1为本发明正丁烷法生产顺酐的反应装置的结构主视图；
图2为本发明正丁烷法生产顺酐的反应装置的结构俯视图；
图3为本发明正丁烷法生产顺酐的反应装置壳程内部简图；
图4为本发明正丁烷法生产顺酐的反应装置壳程螺旋导板示意图；
图5为本发明正丁烷法生产顺酐的反应装置未设置螺旋导板的短路区域示意图；
图中，1-反应器主体、2-熔盐冷却器、3-熔盐调节阀、4-熔盐泵、5-电加热器，6-反应管，7-环形折流板，8-饼形折流板，9-大螺旋导板，10-小螺旋导板，11-纵向隔板，12-上管箱，13-下管箱。
具体实施方式
参见附图对本发明实施例的结构作进一步的阐述：
参见图1-3，本反应系统包括反应器主体1、两台熔盐冷却器2、两台熔盐调节阀3、两台熔盐泵4、两台电加热器5。
所述电加热器5用于装置开停车时给熔盐保温使用，当反应装置正常运行时，电加热器关闭。
反应器内约有50000根反应管6，环形折流板7，饼形折流板8和不同直径的螺旋导板，即大螺旋导板9，小螺旋导板10。
系统运行时，原料气体通过由反应器的下管箱13进入反应器，流过反应管6内的催化剂，发生化学反应，放出热量，经过反应器的上管箱12流入下一工段。
反应器壳程内设置了环形折流板7和饼形折流板8，用于改变熔盐流动方向。反应器的结构原因，在筒体中心和筒体周边存在没有分布换热管的空缺区域，由于设备直径较大，反应管长度较长；造成了折流板缺口位置处形成了流动短路区，如图5所示，熔盐换热效果较差。
在环形折流板7的缺口处，熔盐流动方向由设备周边流向设备中心，设备中心区域没有布置反应管，本发明在该处设置了小螺旋导板10。在饼形折流板8的缺口处，流动方向由设备中心流向设备周边，在布管圆以外的环形短路区域设置了大螺旋导板9，根据熔盐泵的流量和扬程来调整两个螺旋导板的直径、螺距、螺旋升角等参数，使得熔盐在上述流动短路区旋转流动，强化了传热效果。
本发明专利在反应器壳程中心设置了纵向隔板11，将约50000根反应管5平均分成了两部分，每部分反应管数量约为25000根。针对每个分区对称挂接了两套熔盐循环，调节，冷却系统，且彼此独立，互不影响。
反应装置运行时，一部分熔盐由熔盐泵4出口进入反应器下环道，经过折流板和螺旋导板与反应管6充分换热，经过反应器上环道返回熔盐泵4。
每个熔盐泵独立负责反应器的一半区域的熔盐循环，两个区域的熔盐流动彼此独立，互补影响；另一部分熔盐通过熔盐泵4进入调节阀3然后进入熔盐冷却器2，冷却降温后返回熔盐泵4，通过调整调节阀3的开度，改变熔盐进入冷却器2的流量，最终调整系统反应温度。
同理，本发明同样适用气体流动方向上进下出形式。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种正丁烷法生产顺酐的反应装置，其特征在于：
包括反应器主体（1）、两台熔盐冷却器（2）、两台熔盐调节阀（3）、两台熔盐泵（4），所述反应器主体（1）外壁，对称分别设置有一组闭环连接的熔盐泵（4）、熔盐调节阀（3）、熔盐冷却器（2），所述反应器主体（1）内部上下管箱之间设置有多根反应管（6），壳程内由上至下水平方向依次循环设置有环形折流板（7），小螺旋导板（10），饼形折流板（8），大螺旋导板（9）；反应器主体（1）内部通过设置于壳程中心的纵向隔板（11）分为两部分，分别与外壁的熔盐泵（4）连通；
所述环形折流板（7）的内环缺口位置与下方的饼形折流板（8）中心之间设置有小螺旋导板（10）；
所述饼形折流板（8）外沿与环形折流板（7）外沿之间设置有大螺旋导板（9）。
2.根据权利要求1所述的一种正丁烷法生产顺酐的反应装置，其特征在于：
所述反应管（6）的规格为Φ25×2，其中反应管外径为φ25mm，壁厚为2mm，其数量为50000根。
3.根据权利要求2所述的一种正丁烷法生产顺酐的反应装置，其特征在于：
所述反应器主体（1）外还设置有用于装置开停车时给熔盐保温使用的电加热器（5）。
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