CN117619288A - 一种均匀控温用的聚合反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种均匀控温用的聚合反应器，包括壳体、集合管通道和多组并联的循环盘管组；集合管通道设置在壳体上，一集合管进口接管与一侧的集合管通道连通，一集合管出口接管与对侧的集合管通道连通；循环盘管组的进口和出口分别与两侧的集合管通道连通；一组盘管包括进口底部绕管、循环盘管组和出口底部绕管，循环盘管组的一端与进口底部绕管连通，循环盘管组的另一端与出口底部绕管连通。本发明结构简单，同时不受反应器直径的限制，适应性强，并联的换热盘管内热油流量较均匀；换热盘管布满整个器内区域，不存在无换热管区，器内各处温度更加均匀受控。
Description
技术领域
本发明涉及化工装置技术领域，尤其涉及一种均匀控温用的聚合反应器。
背景技术
聚合反应器是连续法聚合工艺中的关键设备，为平推流反应器，通过内置热油换热盘管撤热来控制反应温度，从而保证精确地工艺控制，生产出均匀高质量的聚合产品。一般聚合反应器中，热油换热盘管绕成片状，多组盘管再并联叠合在一起形成盘管组件。随着装置规模的扩大，聚合反应器直径也在增大，每片片状盘管的总长存在差异，并联的盘管内热油的流量存在不均匀性；同时，靠近圆筒形反应器器壁的弓形区域，因无法布置片状换热盘管而使该区域无换热盘管。上述缺陷均会造成反应器内温度控制不均匀，影响产品的质量。
如图1中，常规的热油循环盘管组件主要由壳体2、结式盘管3、集合环管 7组成。反应系统的聚合物溶液从设备聚合物溶液进口6流入，从设备聚合物溶液出口1流入，设备内部有循环的导热介质，由集合管进口8进入，经集合环管 7，在各结式盘管3组内循环后，从集合管出口5流出。采用此热油循环方式，调整聚合反应温度的精准控制，达到不同的转化率，而从得到不同牌号的聚合物产品。
现有结构的缺点是：各结式盘管组以平行方式焊接在集合环管7上，靠近设备中心处的结式盘管组和设备边缘处的结式盘管组的总长不一样，两组盘管形成不一样的阻力差，导致盘管内介质流量不均匀，温度控制不精准。设备直径越大，若仍采用这种方式布置盘管，各片状盘管的总长差异就越大，流量不均匀性越大，温度控制效果变差，反应转化率降低，且靠近圆筒形反应器器壁的弓形区域内不布换热盘管区域就越大，温度控制效果变差，给产品质量带来影响。
发明内容
本发明为实现上述目的，提供了一种均匀控温用的聚合反应器，包括壳体、集合管通道和多组串、并联的盘管；所述集合管通道设置在壳体上，一集合管进口接管与一侧的所述集合管通道连通，一集合管出口接管与对侧的所述集合管通道连通；所述盘管的进口和出口分别与两侧的所述集合管通道连通；一组所述盘管包括进口底部绕管、循环盘管组和出口底部绕管，所述循环盘管组的一端与所述进口底部绕管连通，所述循环盘管组的另一端与所述出口底部绕管连通。
另一种优选的实施方式中，循环盘管组包括串联的多组循环盘管，通过顶部绕管连通。
另一种优选的实施方式中，所述循环盘管整体为片状，长边的两侧边远离所述壳体。
另一种优选的实施方式中，所述壳体为管状结构，两板结构分别固定在所述壳体的内侧壁，在所述壳体内壁的对侧围出所述集合管通道。
另一种优选的实施方式中，所述循环盘管与所述板结构平行。
另一种优选的实施方式中，两所述板结构之间的所述壳体内部空间被所述循环盘管组等分。
另一种优选的实施方式中，两所述板结构之间的所述壳体内部空间，被所述壳体中轴线的平面分为第一区域和第二区域，所述第一区域靠近所述集合管进口接管，所述第二区域靠近所述集合管出口接管；所述第一区域第一远离所述集合管进口接管的循环盘管与所述第二区域第一靠近所述集合管出口接管的循环盘管通过顶部绕管连通，所述第一区域第二远离所述集合管进口接管的循环盘管与所述第二区域第二靠近所述集合管出口接管的循环盘管通过顶部绕管连通，以此类推。
另一种优选的实施方式中，所述进口底部绕管分批处于不同的水平面。
另一种优选的实施方式中，所述出口底部绕管分批处于不同的水平面。
另一种优选的实施方式中，所述顶部绕管分批处于不同的水平面。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
在循环盘管平行方向，设置有弓形热油集合管通道，循环热油经集合管进口接管进入，经弓形集合通道，流入循环盘管组，可及时移走反应热，有利于控制温度。
通过循环盘管长短组合的方式，即总长度较长的盘管和总长度较短的盘管相串联，减少原有方案的每盘管组之间的长度差，从而减小热油介质的阻力差，使热油分配均匀，避免造成因盘管管内的热油分配不均匀而给设备的温差控制带来影响，保证了产品的质量。
同时，将集合管通道布置在靠近圆筒形反应器器壁的弓形区域内，可消除弓形区域无换热管的缺陷。
本发明结构简单，同时不受反应器直径的限制，适应性强，并联的换热盘管内热油流量较均匀；换热盘管布满整个器内区域，不存在无换热管区，器内各处温度更加均匀受控。模块化组装，安装方便，可推广至其他类似的聚合式反应器。
附图说明
图1为常规的热油循环盘管组件的结构示意图；
图2中为图1中A-A截面结构示意图；
图3为本发明中一种均匀控温用的聚合反应器的结构示意图；
图4中为图3中循环盘管组B向结构示意图；
图5中为图3中C-C截面结构示意图；
图6中为图3中D-D截面结构示意图；
图7中为图3中E-E截面结构示意图；
图8中为图3中F-F截面结构示意图；
图9中为图3中G-G截面结构示意图；
图10中为图3中H-H截面结构示意图；
图11中为循环盘管组的一种结构示意图；
图中标记表示说明：
1-设备聚合物溶液出口、2-壳体、3-结式盘管、4-设备法兰、5-集合管出口、 6-设备聚合物溶液进口、7-集合环管、8-集合管进口、9-集合管出口接管10-循环热油流向11-集合管通道、12-盘管、13-壳体、14-集合管进口接管、15-第一盘管、16-第二盘管、17-第一盘管组进口底部绕管、18-第一盘管组出口底部绕管、 19-顶部绕管。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
本发明提供一种均匀控温用的聚合反应器，如图3中，包括壳体13、集合管通道11和多组并联的盘管12。
具体地，所述集合管通道11内置于壳体13中，在一种具体的实施方式中，两板结构与壳体的内侧壁的弓形区域围成两集合管通道11，两集合管通道11对称设置在所述壳体的内侧壁。一集合管进口接管14与一侧的所述集合管通道11 连通，一集合管出口接管9与对侧的所述集合管通道11连通。
在循环盘管平行方向，设置有弓形热油集合管通道，循环热油经集合管进口接管进入，经弓形集合通道，流入循环盘管组，可及时移走反应热，有利于控制温度。同时，将集合管通道布置在靠近圆筒形反应器器壁的弓形区域内，可消除弓形区域无换热管的缺陷。
具体地，每一组盘管12的进口和出口分别与两侧的所述集合管通道连通。在一种具体的实施方式中，一组盘管12包括进口底部绕管、循环盘管组和出口底部绕管，所述循环盘管组的一端与所述进口底部绕管连通，所述循环盘管组的另一端与所述出口底部绕管连通。
本发明结构简单，同时不受反应器直径的限制，适应性强，并联的换热盘管内热油流量较均匀；换热盘管布满整个器内区域，不存在无换热管区，器内各处温度更加均匀受控。模块化组装，安装方便，可推广至其他类似的聚合式反应器。
另一种优选的实施方式中，进口底部绕管和出口底部绕管与片状循环盘管组的垂直，进口底部绕管和出口底部绕管通过圆滑的直角弯管过渡至循环盘管组。
另一种具体的实施方式中，所述进口底部绕管分批处于不同的水平面。优选地，如图5-6中，相邻进口底部绕管不处于同一水平面。
另一种优选的实施方式中，所述出口底部绕管分批处于不同的水平面。优选地，如图5-6中，相邻出口底部绕管不处于同一水平面。
另一种优选的实施方式中，循环盘管组包括串联的多组循环盘管，通过顶部绕管19连通。
图9-10，示出了围成集合管通道11的板状结构，板状结构上设有孔分别与进口底部绕管和出口底部绕管连通。
图4中提供了八组循环盘管组，以第一盘管组为例，循环热油的循环路线具体为：如图4-8中，循环热油由集合管进口接管14进入一侧的集合管通道11，被集合管通道11分配至第一盘管组进口底部绕管17，进入第一盘管组(包括第一盘管15和第二盘管16)，先在第一盘管15(1上)开始绕行，至第一盘管组 15顶部，通过顶部绕管19进入第二盘管16(8下)，在第二盘管16开始绕行，至第一盘管组底部，与第一盘管组出口底部绕管18连通，流出至另一侧的集合管通道11，经集合管出口接管9流出。
通过循环盘管长短组合的方式，即总长度较长的盘管(1上，靠近中轴向的盘管)和总长度较短的盘管(8下，远离中轴向的盘管)相串联，减少原有方案的每盘管组之间的长度差，从而减小热油介质的阻力差，使热油分配均匀，避免造成因盘管管内的热油分配不均匀而给设备的温差控制带来影响，保证了产品的质量。
另一种优选的实施方式中，所述循环盘管整体为片状，长边的两侧远离所述壳体。
另一种优选的实施方式中，所述循环盘管与所述板结构平行。
另一种优选的实施方式中，两所述板结构之间的所述壳体内部空间被所述循环盘管组等分。
另一种优选的实施方式中，两所述板结构之间的所述壳体内部空间，被过所述壳体中轴线的平面分为第一区域和第二区域，所述第一区域靠近所述集合管进口接管，所述第二区域靠近所述集合管出口接管；所述第一区域第一远离所述集合管进口接管的循环盘管与所述第二区域第一靠近所述集合管出口接管的循环盘管通过顶部绕管连通，所述第一区域第二远离所述集合管进口接管的循环盘管与所述第二区域第二靠近所述集合管出口接管的循环盘管通过顶部绕管连通，以此类推。
另一种优选的实施方式中，如图7-8中，所述顶部绕管分批处于不同的水平面。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种均匀控温用的聚合反应器，其特征在于，包括壳体、集合管通道和多组并联的循环盘管组；所述集合管通道设置在壳体上，一集合管进口接管与一侧的所述集合管通道连通，一集合管出口接管与对侧的所述集合管通道连通；所述循环盘管组的进口和出口分别与两侧的所述集合管通道连通；一组所述盘管包括进口底部绕管、循环盘管组和出口底部绕管，所述循环盘管组的一端与所述进口底部绕管连通，所述循环盘管组的另一端与所述出口底部绕管连通。
2.根据权利要求1中所述的均匀控温用的聚合反应器，其特征在于，循环盘管组包括串联的多组循环盘管，通过顶部绕管连通。
3.根据权利要求2中所述的均匀控温用的聚合反应器，其特征在于，所述循环盘管整体为片状，长边的两侧边靠近所述壳体。
4.根据权利要求2中所述的均匀控温用的聚合反应器，其特征在于，所述壳体为管状结构，两板结构分别固定在所述壳体的内侧壁，在所述壳体内壁的对侧围出所述集合管通道。
5.根据权利要求4中所述的均匀控温用的聚合反应器，其特征在于，所述循环盘管与所述板结构平行。
6.根据权利要求4中所述的均匀控温用的聚合反应器，其特征在于，两所述板结构之间的所述壳体内部空间被所述循环盘管组等分。
7.根据权利要求4中所述的均匀控温用的聚合反应器，其特征在于，两所述板结构之间的所述壳体内部空间，被所述壳体中轴线的平面分为第一区域和第二区域，所述第一区域靠近所述集合管进口接管，所述第二区域靠近所述集合管出口接管；所述第一区域第一远离所述集合管进口接管的循环盘管与所述第二区域第一靠近所述集合管出口接管的循环盘管通过顶部绕管连通，所述第一区域第二远离所述集合管进口接管的循环盘管与所述第二区域第二靠近所述集合管出口接管的循环盘管通过顶部绕管连通，以此类推。
8.根据权利要求1中所述的均匀控温用的聚合反应器，其特征在于，所述进口底部绕管分批处于不同的水平面。
9.根据权利要求1中所述的均匀控温用的聚合反应器，其特征在于，所述出口底部绕管分批处于不同的水平面。
10.根据权利要求2中所述的均匀控温用的聚合反应器，其特征在于，所述顶部绕管分批处于不同的水平面。
Priority Applications (2)
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2022
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