CN201245575Y - 水冷式低压甲醇合成塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水冷式低压甲醇合成塔，包含上封头(1)、筒体(2)、下封头(4)组成合成塔的外壳，上封头(1)上有出口(11)和入口(12)，下封头(4)上有出口(42)和入口(43)，换热胆(3)的下方有支架(9)，出气管(5)、集气器(6)、换热胆(3)、分气器(7)、进气管(8)之间相互连通，形成一个气体流通通道，在出口(11)与出气管(5)之间设置有膨胀伸缩结构；本合成塔具有安全性能高、检查维修方便、结构简单可靠、使用性能好；可用于甲醇、二甲醚等气－固相催化合成反应的场合。

Description

水冷式低压甲醇合成塔

技术领域

本实用新型属于冷管型低压甲醇合成塔，尤其是水冷式低压甲醇合成塔，适用于甲醇、二甲醚等气-固相催化合成反应的场合。

背景技术

气-固相催化合成反应是一种常见的化学催化合成反应，通常情况下均为可逆放热反应，反应过程中需要及时地移走反应热量，以确保反应达到最佳效果。

在本实用新型作出之前，现有的冷管型气-固相催化反应合成塔，用隔板将合成塔分隔成上部集气室和下部反应室。但是，位于隔板上的填料函因存在泄漏的风险而有可能使反应气和原料气混合。对于气气换热的合成塔来说，泄漏仅影响合成效率，一般不会引起安全事故。但是，在水冷式合成塔中，由于隔板上的填料存在着泄漏的风险，因而可使反应气泄漏到水蒸汽或汽水混合物中，使原本性能稳定的水蒸汽或汽水混合物成为可燃可爆，严重威胁生产装置的安全运行。另外，在合成反应塔内部用填料函活动密封，难以发现也无法检修调整填料函的密封性能。

实用新型内容

本实用新型的任务是针对现有技术中存在的不足，提供一种安全性能高、检查维修方便、结构简单、使用性能好的水冷式低压甲醇合成塔。

为实现以上发明目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种水冷式低压甲醇合成塔，包含上封头1、筒体2、换热胆3、下封头4、出气管5、集气器6、分气器7、进气管8和支架9，上封头1、筒体2、下封头4组成合成塔的外壳，上封头1上有出口11和入口12，下封头4上有出口42和入口43，出口42的上方有挡板41，挡板41上有通孔，换热胆3的下方有支架9，出气管5、集气器6、换热胆3、分气器7、进气管8之间相互连通，形成一个气体流通通道，在出口11与出气管5之间设置有膨胀伸缩结构。

作为一个较好的实例，出口11与出气管5之间的膨胀伸缩结构为填料函活动密封结构。

作为另一个较好的实例，出口11与出气管5之间的膨胀伸缩结构为出气管5上设置膨胀节51，出口11与出气管5之间焊接固定密封。

作为另一个较好的实例，入口43与进气管8之间设置有膨胀伸缩结构，所述的膨胀伸缩结构为填料函活动密封结构。

作为另一个较好的实例，换热胆3的数量呈双数，沿合成塔的径向相向对称布置。

作为另一个较好的实例，集气器6和分气器7均是十字形或星字形圆管。

作为另一个较好的实例，集气器6和分气器7均是环形圆管。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

1、由于出气管5上设置膨胀节，水蒸汽出口11与出气管5之间焊接固定密封，或者水蒸汽出口11与出气管5之间用填料函活动密封，在很好地解决合成塔内的换热胆、进出气管以及集气器、分气器因温度变化和产生热应变的同时，可以有效地避免易燃易爆的反应气混入水蒸汽或汽水混合物中，确保合成塔及其它生产装置的安全运行。

2、在蒸汽或汽水混合物出口11与出气管5之间或者循环水入口43与进气管8之间用填料函活动密封，可以随时检查和调整填料函的密封性能，既方便设备检修，又可保证生产的连续性。

3、集气器6、分气器7均是十字形圆管或圆形环管，加工制造部十分方便。

附图说明

附图1是蒸汽出口与出气管之间用填料函活动密封的水冷式低压甲醇合成塔的结构示意图；

附图2是蒸汽出口与出气管之间固定密封的水冷式低压甲醇合成塔的结构示意图。

图中，1-上封头、11-出口、12-入口；2-筒体；3-换热胆、31-集气管、32-上环管、33-换热管、34-下环管、35-分气管；4-下封头、41-挡板、42-出口、43-入口；5-出气管、51-膨胀节；6-集气器；7-分气器；8-进气管、9-支架。

具体实施方式

实施例1

在图1所示的蒸汽出口与出气管之间用填料函活动密封的水冷式低压甲醇合成塔的实施例中，该合成塔主要包含上封头1、筒体2、换热胆3、下封头4、出气管5、集气器6、换热胆3、分气器7、进气管8和支架9，上封头1、筒体2、下封头4组成合成塔的外壳，上封头1上有原料气入口12和蒸汽或汽水混合物出口11，下封头4上有反应气出口42和循环水入口43，反应气出口42的上方有挡板41，挡板41上有使气体流通的通孔，可以在支撑触媒的同时，让反应气顺利流出；换热胆3的下方有支架9，支架9通过直接支撑换热胆3来支承换热胆3、出气管5、集气器6、分气器7等合成塔内的部件重量；出气管5的下端与集气器6的上端连通，集气器6的下端与换热胆3中的集气管31连通，换热胆3中的分气管35与分气器7的上端连通，分气器7的下端与进气管8之间相互连通，出气管5、集气器6、换热胆3、分气器7、进气管8之间形成一个气体流通通道。蒸汽或汽水混合物出口11与出气管5之间用填料函活动密封，出气管5的上端与填料函的压紧螺母之间留有可以使出气管5上下伸缩的空间，以消除合成塔内的换热胆、进出气管以及集气器、分气器因温度变化而产生的变形应力，同时，可以有效地避免易燃易爆的反应气混入水蒸汽或汽水混合物中，确保合成塔及其它生产装置的安全运行。此外，还可以随时检查和调整填料函的密封性能，既方便设备检修，又可保证生产的连续性。还可以是循环水入口43与进气管8之间用填料函活动密封，同样可以消除热应力、避免反应气混入水蒸汽中，方便设备检修，保证生产的安全、连续进行。

集气器6用于汇集从换热胆3由下而上流动的水蒸汽或汽水混合物并汇入到出气管5中，集气器6是十字形或星字形分布的圆管，或者集气器6也可以是带有通孔的圆盘。分气器7将从进气管8中流入的循环水分布到各个换热胆3中，分气器7是十字形或星字形分布的圆管，或者分气器7也可以是带有通孔的圆盘。换热胆3包含集气管31、上环管32、换热管33、下环管34、分气管35；集气管31、上环管32、换热管33之间相互连通，换热管33、下环管34、分气管35之间也相互连通。对于中小塔径的反应器，比如直径2.2米以下，换热胆3可以是单独的多重环管的换热胆，各冷管间均匀布置。对于塔径较大的反应器，可以设置多个独立的换热胆3，换热胆3的数量可以是单数，也可以是双数。但是，以沿合成塔的径向相向均匀对称布置为佳，此时，换热胆3的数量是双数，移热效果均匀，反应层的同平面温差较小。

原料气经入口12进入合成塔，进入反应层后在催化剂的催化作用下一边由上而下进行催化反应，一边与换热胆3中的循环水或汽水混合物进行换热。循环水由入口43经进气管8、分气器7后进入换热胆3，与反应气进行逆向换热。加热后的循环水或汽水混合物经集气器6、出气管5由出口11出合成塔。反应气经挡板41由反应气出口42出合成塔。由于本合成塔的密封可靠，因此，出合成塔后的水蒸汽或汽水混合物中不含易燃易爆的反应气。本合成塔中的冷却介质除循环水外，还可以是水蒸汽、油等其它气液冷却介质。

实施例2

在图2所示的出口11与出气管5之间焊接固定密封的水冷式低压甲醇合成塔的实施例中，与图1不同的是，出气管5上设置膨胀节51，出口11与出气管5之间焊接固定密封，循环水入口43与进气管8之间也焊接固定密封。由于膨胀节可以消除合成塔内的换热胆、进出气管以及集气器、分气器因温度变化而产生的变形应力，同时，可以有效地避免易燃易爆的反应气混入水蒸汽中。因此，本实施例中出口11与出气管5之间、入口43与进气管8之间不再用填料函活动密封。

Claims (7)

1、水冷式低压甲醇合成塔，包含上封头(1)、筒体(2)、换热胆(3)、下封头(4)、出气管(5)、集气器(6)、分气器(7)、进气管(8)和支架(9)，上封头(1)、筒体(2)、下封头(4)组成合成塔的外壳，其特征在于上封头(1)上有出口(11)和入口(12)，下封头(4)上有出口(42)和入口(43)，出口(42)的上方有挡板(41)，挡板(41)上有通孔，换热胆(3)的下方有支架(9)，出气管(5)、集气器(6)、换热胆(3)、分气器(7)、进气管(8)之间相互连通，形成一个流通通道，在出口(11)与出气管(5)之间设置有膨胀伸缩结构。

2、根据权利要求1所述的水冷式低压甲醇合成塔，其特征在于所述的出口(11)与出气管(5)之间的膨胀伸缩结构为填料函活动密封结构。

3、根据权利要求1所述的水冷式低压甲醇合成塔，其特征在于所述的出口(11)与出气管(5)之间的膨胀伸缩结构为出气管(5)上设置膨胀节(51)，出口(11)与出气管(5)之间焊接固定密封。

4、根据权利要求1所述的水冷式低压甲醇合成塔，其特征在于入口(43)与进气管(8)之间设置有膨胀伸缩结构，所述的膨胀伸缩结构为填料函活动密封结构。

5、根据权利要求1至4中任一项所述的水冷式低压甲醇合成塔，其特征在于换热胆(3)的数量呈双数，沿合成塔的径向相向对称布置。

6、根据权利要求1至4中任一项所述的水冷式低压甲醇合成塔，其特征在于集气器(6)和分气器(7)均是十字形或星字形圆管。

7、根据权利要求1至4中任一项所述的水冷式低压甲醇合成塔，其特征在于集气器(6)和分气器(7)均是环形圆管。

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