CN201684584U - 一种醋酸乙烯反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种醋酸乙烯反应器，包括反应列管(2)，用于设备支撑和密封的上管板(3)和下管板(4)，反应器壳体(1)，设置在所述反应器壳体(1)下部的导热油进口(6a)和设置在所述反应器壳体(1)上部的导热油出口(5a)，其关键在于所述反应器壳体(1)还增设有导热油进口(6b)。这种反应器的导热油在反应列管外均匀流动，避免了流体短路，消除了撤热死区，增强了撤热能力和撤热速度，因此与现有的醋酸乙烯反应器相比，醋酸乙烯的产量和质量都得到了很大的提高。

Description

一种醋酸乙烯反应器

技术领域

本实用新型涉及一种用于醋酸乙烯生产的反应器，尤其涉及一种采用乙炔法固定床气相醋酸乙烯反应器。

背景技术

乙炔法生产醋酸乙烯是以负载醋酸锌的活性炭为催化剂，乙炔和醋酸为原料，经预热到一定温度后进入反应器中进行气固反应，反应温度控制160～212℃，反应压力在12～40KPa(G)，醋酸转化率在30～80％，未反应的乙炔经冷却、洗涤、分离除去杂质后循环使用。该反应是放热反应，反应放出的热量由反应产物气流和撤热介质带走。乙炔法生产醋酸乙烯的核心设备-醋酸乙烯合成反应器，目前所使用的固定床反应器单台器醋酸乙烯年生产能力为1万吨，反应放出的热量由导热油和反应气流带走，导热油由设置在反应器下部的一个进口流入，从设置在反应器上部的一个出口流出。随着科学技术的不断进步和使用活性更高的催化剂，该反应器的一些缺点逐渐暴露出来，主要表现在生产能力较小、反应产物质量下降等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种产量高的醋酸乙烯反应器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种醋酸乙烯反应器，包括反应列管，用于设备支撑和密封的上管板和下管板，反应器壳体，设置在所述反应器壳体下部的导热油进口和设置在所述反应器壳体上部的导热油出口，其特征是：所述反应器壳体还增设有导热油进口。

为使反应器内导热油压力均匀，热交换效率更高，所述反应器壳体还增设有导热油出口。

为使导热油进入反应器内腔后分布得更均匀，所述导热油进口在所述反应器壳体的下部对称设置；导热油出口在所述反应器壳体的上部对称设置。

为使导热油进入反应器内腔后分布得更均匀，所述反应器壳体的下部对应导热油进口处由内层壳体和外层壳体构成，所述内层壳体和所述外层壳体之间构成一个进油空腔；所述内层壳体上设置有若干进油孔，所述进油孔最好为圆孔，进油孔的大小根据进油空腔内压力变化结果优化设计。

为了平衡反应器内导热油的压力，所述反应器壳体的上部对应所述导热油出口处由内层壳体和外层壳体构成，所述内层壳体和所述外层壳体之间构成一个出油空腔；所述内层壳体上设置有若干出油孔，所述出油孔最好为圆孔，出油孔的大小根据出油空腔内压力变化结果优化设计。

为平衡导热油在上述进油空腔和出油空腔内的压力，在所述进油空腔内且在与相邻的两个所述导热油进口等距处设置有隔板，在所述出油空腔内且在与相邻的两个所述导热油出口等距处设置有隔板。

上述进出口设置的具体方式可以是所述导热油进口在所述反应器壳体相对的两侧分别设置了一个；所述导热油出口在所述反应器壳体相对的两侧分别设置了一个。

为防止导热油流动短路，所述反应器壳体内设置有将所述反应器壳体的内腔分成若干部分的一块或多块导热油分布板，如上分布板、中分布板和下分布板，所述导热油分布板上设置有若干分布孔；所述反应列管穿过所述导热油分布板。

为提高导热油和反应列管之间的换热效率，所述分布孔的形状与所述反应列管的轮廓形状相对应，其尺寸大于所述反应列管的轮廓尺寸；所述反应列管通过所述分布孔穿过所述导热油分布板。所述导热油分布板可以包括上分布板、中分布板和下分布板。

为调整壳体内导热油的压力，所述导热油分布板与所述反应列管之间有1～3mm的间隙。

由于反应器壳体内的中心区域正对进气口，虽然原料气体经过气体分布器，但在此区域内的原料气体的流速仍比较大，从而可能造成催化剂床层气流短路，引起合成反应程度差别较大，为克服这一问题，所述反应器壳体内的中心区域设置有不布管区，所述不布管区的区域大小根据具体情况优化。

为进一步平衡壳体内导热油的压力，所述导热油上分布板和下分布板对应所述不布管区处设置有通孔；所述中分布板对应所述不布管区设置有若干压力平衡孔。

为增强上管板和下管板处密封性能，防止漏油，所述上管板和下管板与所述反应列管通过焊接和胀管进行连接和密封。

上述焊接方式最好为贴焊。

为了从整体上增加换热面积，加快传热速率，从而进一步提高产量，所述反应列管的当量内径为30～45mm，长度为4.9～5.5m；所述反应列管的总数为3800～4500根。

本实用新型的有益效果是：

(1)由于所述反应器壳体还增设有导热油进口和导热油出口，并对称设置，因此可以使进出反应器内的导热油流量更加均匀；

(2)由于所述反应器壳体的下部由内层壳体和外层壳体构成，所述内层壳体和所述外层壳体之间构成一个进油空腔，所述内层壳体上设置有若干进油孔，导热油从进口首先进入所述进油空腔内，然后通过所述内层壳体上的进油孔进入反应器的内腔，因此使得进入反应器内腔的导热油分布得更均匀，从而可以使导热油和反应列管之间的热交换效率更高；

(3)由于所述进油孔为根据进油空腔内压力变化结果而设置的圆孔，因此进入反应器内腔的导热油分布更均匀，从而使导热油和反应列管之间的热交换效率更高；

(4)由于所述反应器壳体的上部对应所述导热油出口处由内层壳体和外层壳体构成，所述内层壳体和所述外层壳体之间构成一个出油空腔，所述内层壳体上设置有若干出油孔，因此导热油在反应器内的压力分布很均匀，从而使导热油与反应列管之间的热交换效率更高；

(5)由于所述出油孔为根据出油空腔内压力变化结果而设置的圆孔，因此使导热油在反应器内的压力分布更均匀，从而使导热油和反应列管之间的热交换效率更高；

(6)由于在所述进油空腔内且在与相邻的两个所述导热油进口等距处设置有隔板，因此可以很好的平衡导热油在进油空腔内的压力，从而使得进入反应器内腔的导热油分布得更均匀，进而可以使导热油和反应列管之间的热交换效率更高；

(7)由于在所述出油空腔内且在与相邻的两个所述导热油进口等距处设置有隔板，因此导热油在出油空腔内的压力分别更均匀，从而使导热油与反应列管之间的热交换效率更高；

(8)由于所述反应器壳体内设置有将所述反应器壳体的内腔分成若干部分的一块或多块导热油分布板，所述导热油分布板上设置有若干分布孔，所述反应列管穿过所述导热油分布板，可以防止导热油流动短路，所以导热油在反应器内分布得更均匀，进而可以使导热油和反应列管之间的热交换效率更高；

(9)由于反应器内设置有不布管区，因此可防止原料气体在此区域短路，从而提高了产物的质量；

(10)所述导热油上分布板和下分布板对应所述不布管区处设置有通孔，所述中分布板对应所述不布管区设置有若干压力平衡孔，因此可进一步平衡壳体内导热油的压力，从而使导热油与反应列管之间的热交换效率更高；

(11)由于所述上管板和下管板与所述反应列管通过焊接和胀管进行连接和密封，因此可增强上管板和下管板处的密封性能，防止漏油；

(12)由于上述焊接方式最好为贴焊，因此可进一步提高密封性能，防止漏油；

(13)由于所述反应列管的当量内径为30～45mm，长度为4.9～5.5m，所述反应列管的总数为3800～4500根，即相比现有技术而言，所述反应列管直径减小，数目增多，因此可以提高导热油和反应列管之间的换热面积，也可提高了导热油和反应列管之间的换热效率；

总之，由于以上的结构，使得导热油在反应列管外均匀流动，避免了流体短路，消除了撤热死区，增强了撤热能力和撤热速度，因此与现有的醋酸乙烯反应器相比，醋酸乙烯的产量和质量都得到了很大的提高。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视结构示意图；

图3是图2的C向视图；

图4是图1的B-B剖视结构示意图；

图5是图4的D向视图；

图6是图1的E向视图；

图7是图6的F-F剖视图；

图8是图1的G向视图；

图9是图8的H-H剖视图。

具体实施方式

实施例1：如图1至图9所示(图2至图5中箭头表示导热油的流动方向)，一种醋酸乙烯反应器，包括进气管1；反应列管2，所述反应列管2的当量内径为40mm，长度为5m，总数为4500根(图中未示出)；用于设备支撑和密封的上管板3和下管板4，所述上管板3和下管板4与所述反应列管2通过贴焊和胀管进行连接和密封(图中未示出)；圆筒状的反应器壳体1；在所述反应器壳体1下部相对的两侧分别设置了一个导热油进口6a和6b，在所述反应器壳体1上部相对的两侧分别设置了一个导热油出口5a和5b；所述反应器壳体1的下部对应所述导热油进口处由内层壳体1a和外层壳体1b构成，所述内层壳体1a和所述外层壳体1b之间构成一个环形进油空腔8a(如图2和图3所示)；所述内层壳体1a上设置有若干个均布的圆形进油孔9a；在所述进油空腔8a内且在与所述的两个导热油进口6a和6b等距处设置有隔板10a；所述反应器壳体1的上部对应所述导热油出口处由内层壳体1a和外层壳体1b构成，所述内层壳体1a和所述外层壳体1b之间构成一个环形出油空腔8b；所述内层壳体1a上设置有若干均布的圆形出油孔9b(如图4和图5所示)；在所述出油空腔8b内且在与所述的两个导热油出口5a和5b等距处设置有隔板10b；所述反应器壳体1内设置有导热油分布板7，所述导热油分布板7包括上分布板、中分布板和下分布板，所述各导热油分布板上设置有若干分布孔11(如图7所示，但未表示出全部的的分布孔)，所述分布孔11的形状与所述反应列管2的轮廓形状相对应；所述反应列管2通过所述分布孔11穿过所述导热油分布板；所述导热油分布板与所述反应列管2之间有1～3mm的间隙(图中未示出)；所述反应器壳体1内的中心区域设置有不布管区12，所述导热油上分布板和下分布板对应所述不布管区12处设置有通孔14(如图6和图7所示)；所述中分布板对应所述不布管区12设置有若干压力平衡孔13(如图8和图9所示)。

本实用新型工作时，原料气体从进气口处经过锥形气体分布器进入反应列管2内，在置于所述反应列管2内的催化剂的催化作用下反应生产醋酸乙烯，醋酸乙烯和未反应完全的尾气通过出气口进入后续工序处理；同时，导热油从导热油进口6a和6b进入环形进油空腔8a内，通过内层壳体1a上的进油孔9a进入反应器壳体1的内腔，在流动压力的作用下向上流动，通过导热油分布板上的分布孔11以及上下分布板上的通孔14和中分布板上的压力平衡孔13经出油口9b进入环形出油空腔8b然后从导热油流出口5a和5b流出反应器。在这一过程中，反应热通过导热油和气体带出反应器。

本实用新型包括但不限于以上具体实施方式，只要所述反应器壳体上还增设有导热油进口，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (16)

1.一种醋酸乙烯反应器，包括反应列管(2)，用于设备支撑和密封的上管板(3)和下管板(4)，反应器壳体(1)，设置在所述反应器壳体(1)下部的导热油进口(6a)和设置在所述反应器壳体(1)上部的导热油出口(5a)，其特征是：所述反应器壳体(1)还增设有导热油进口(6b)。

2.如权利要求1所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：述反应器壳体(1)还增设有导热油出口(5b)。

3.如权利要求2所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：导热油进口(6a，6b)在所述反应器壳体(1)的下部对称设置；导热油出口(5a，5b)在所述反应器壳体(1)的上部对称设置。

4.如权利要求3所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述反应器壳体(1)的下部对应所述导热油进口处由内层壳体(1a)和外层壳体(1b)构成，所述内层壳体(1a)和所述外层壳体(1b)之间构成一个进油空腔(8a)；所述内层壳体(1a)上设置有若干进油孔(9a)。

5.如权利要求4所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述反应器壳体(1)的上部对应所述导热油出口处由内层壳体(1a)和外层壳体(1b)构成，所述内层壳体(1a)和所述外层壳体(1b)之间构成一个出油空腔(8b)；所述内层壳体(1a)上设置有若干出油孔(9b)。

6.如权利要求5所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述进油孔(9a)和所述出油孔(9b)为均布设置的圆孔。

7.如权利要求6所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：在所述进油空腔(8a)内且在与相邻的两个所述导热油进口(6a，6b)等距处设置有隔板(10a)；在所述出油空腔(8b)内且在与相邻的两个所述导热油进口(5a，5b)等距处设置有隔板(10b)。

8.如权利要求7所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述导热油进口(6a，6b)在所述反应器壳体(1)相对的两侧分别设置了一个；所述导热油出口(5a，5b)在所述反应器壳体(1)相对的两侧分别设置了一个。

9.如权利要求1至8任何一项权利要求所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述反应器壳体(1)内设置有将所述反应器壳体(1)的内腔分成若干部分的导热油分布板(7)，所述导热油分布板(7)上设置有若干分布孔(11)；所述反应列管(2)穿过所述导热油分布板(7)。

10.如权利要求9所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述分布孔(11)的形状与所述反应列管(2)的轮廓形状相对应，其尺寸大于所述反应列管(2)的轮廓尺寸；所述反应列管(2)通过所述分布孔(11)穿过所述导热油分布板(7)。

11.如权利要求10所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述导热油分布板(7)与所述反应列管(2)之间有1～3mm的间隙。

12.如权利要求11所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述导热油分布板包括上分布板、中分布板和下分布板。

13.如权利要求12所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述反应器壳体(1)内的中心区域设置有不布管区(12)，所述导热油上分布板和下分布板对应所述不布管区(12)处设置有通孔(14)；所述中分布板对应所述不布管区(12)设置有若干压力平衡孔(13)。

14.如权利要求13所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述上管板(3)和下管板(4)与所述反应列管(2)通过焊接和胀管进行连接和密封。

15.如权利要求14所述的醋酸乙烯反应器，其特征是：所述焊接方式为贴焊。

16.如权利要求15所述的醋酸乙烯反应器，所述反应列管(10)的当量内径为30～45mm，长度为4.9～5.5m；所述反应列管(10)的总数为3800～4500根。

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