CN202778497U - 一种具有夹套膨胀节环管反应器 - Google Patents

Abstract

一种具有夹套膨胀节环管反应器，其结构包括有直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，直套管包括有内管和外管，弯头与内管依次串联连接成反应物料的输送及反应的连通流道，夹套连通管位于弯头处与外管连接，将内管与外管之间形成的夹套流道串联成输送冷却介质的连通流道，安装支座设置于外管下部使直套管分为直套管上管段和直套管下管段，其中，直套管上管段设置有单波膨胀节或者双波膨胀节或者三波膨胀节，直套管下管段设置有两层或者两层以上的多层膨胀节。与现有技术相比，本实用新型的具有夹套膨胀节环管反应器具有吸收热胀冷缩位移效果好的特点。

Description

一种具有夹套膨胀节环管反应器

技术领域

本实用新型涉及石油化工专用机械装备工程技术，特别是涉及一种具有夹套膨胀节环管反应器。

背景技术

现有技术中，聚烯烃（如：聚丙烯和聚乙烯）是通用的合成树脂中产量和消费量最大的品种，聚烯烃通常的生产技术包括有三种：即淤浆法，气相法和溶液法。所谓淤浆法（Slurry Process）又称为浆液法或溶剂法工艺方法，是世界上最早的用于生产聚丙烯的工艺技术。淤浆法生产技术是生产HDPE的主要方法，该生产工艺方法为：将丙烯或乙烯与烃溶剂混合，生产出的聚合物悬浮于溶剂中，浆液法的工业化应用时间较早，工艺技术成熟，且生产过程中压力、温度较低。淤浆法采用的反应设备根据反应器形式，淤浆法采用的反应器可以分为搅拌釜式反应器和环管反应器两种。

现有技术中，通常的环管反应器，包括有根据产能大小设置的若干条直套管、以及对应的夹套连通管、弯头、安装支座、连接梁等，直套管包括有内管和外管，弯头的端部与内管的端部依次串联连接，连成用于反应物料的输送及反应的连通流道，因聚合反应会产生热量，因此在直套管的内管和外管之间形成夹套流道，夹套连通管与外管连接将夹套流道串联成用于输送冷却介质的连通流道，通过夹套流道内的冷却物介质把反应热带走。直套管的外管上设置有波形膨胀节、安装支座及支梁座，连接梁通过螺栓与支梁座连接，把直套管组合成一个立体框架。由于环管反应器为多基础支承，即每条直套管都设置有与其相对应的安装支座支承，由此导致直套管的长度、轴线位置、方位、标高、间距等误差，以及直套管平行度、法兰垂直度、弯头的制造误差等诸多因素都会同时对环管安装密封性能产生影响；并且环管反应器采用低温钢制造，对制造、焊接、热处理的要求都较高。为了使物料在直套管内流动顺畅，内管内壁须经多次打磨、抛光至接近镜面的程度，防止反应物粘壁，产生爆聚。

例如， 30万吨/年的生产聚丙烯的环管反应器的结构，如图1所示，包括有六条各长为50m、外径为φ609.6×16 mm的直套管R1、R2、R3、R4、R5、R6，六个弯头A1、A2、A3、B1、B2、B3一一对应与直套管的内管依次串联接接而形成一个循环整体的连通流道，五条夹套连通管C1、C2、C3、C4、C5和外管连接将夹套流道依次串联成一个连通流道；冷却介质由夹套流道的冷却介质流入口2A进入，至夹套流道的冷却介质流出口2F流出，六个安装支座D1、D2、D3、D4、D5、D6位于各直套管R1、R2、R3、R4、R5、R6的下部。环管反应器的底部弯头B1、B2、B3处设置有轴流泵，反应物料由反应物料流入口1A进入环管反应器，在轴流泵的驱动下，反应物料在直套管R1、R2、R3、R4、R5、R6内搅拌、循环，并在催化剂的作用下，进行反应形成浆状的聚丙烯后，再由反应物料流出口1B泄出，然后进入至造粒系统；该环管反应器坐落在11m高的平台基础上，整台设备重约210吨。环管底部弯头处设有轴流泵，反应物料由1A处进入环管反应器，在轴流泵的驱动下在管内搅拌、循环，在催化剂的作用下反应形成浆状聚丙烯，由1B处泄出进入造粒系统；夹套间彼此有五条夹套连通管相连；夹套上附有膨胀节、支梁座及支座，相邻两夹套之间H型钢相连，形成8个空间平台。

随着石油资源的匮乏，为适应市场对乙烯专用料的巨大需求和发展，对环管反应器设备的结构、产能、质量均提出了新的更苛刻的要求，对原油的炼制及化工工艺上日益提高深化要求充分利用资源，一台设备要能够切换生产不同牌号的产品，同时，化工企业期望通过高产能的规模效应来降低成本，提高价格的市场竞争力。目前国内单台聚丙烯环管反应器的产能已由1996年首次国产化的7万吨/年提高到目前的40万吨/年，随着产能规模的进一步扩大，上述现有技术中的环管反应器，由于直套管采用一体的细长竖直结构，所以当直套管的长度超过60m时，将会出现以下的不足之处： 

环管反应器的内管和外管之间的热胀冷缩位移差异增大，仅靠传统的波形膨胀节结构来吸收和缓冲该差异时并不能取得最佳效果，甚至需要的波数越来越多，其制造精度越来越低，其运作功能越来越难保证。

综上所述，为迅速适应目前石油化工新建、扩建中对高产能大结构的环管反应器大量需求的市场环境，满足传统环管反应器的增容、扩能、升级，以及聚丙烯产能达40万吨/年以上的高产能的需求，开发新结构的高产能的环管反应器，在工业上和经济上具有深远和重大的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种具有吸收热胀冷缩位移效果好的具有夹套膨胀节环管反应器。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种具有夹套膨胀节环管反应器，包括有直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，所述直套管包括有内管和外管，所述弯头与所述内管依次串联连接成反应物料的输送及反应的连通流道，所述夹套连通管位于所述弯头处与所述外管连接，将所述内管与所述外管之间形成的夹套流道串联成输送冷却介质的连通流道，所述安装支座设置于所述外管下部使所述直套管分为直套管上管段和直套管下管段，其中，所述直套管上管段设置有单波膨胀节或者双波膨胀节或者三波膨胀节，所述直套管下管段设置有两层或者两层以上的多层膨胀节。

其中，所述直套管上管段设置有两个单波膨胀节，其中一个单波膨胀节设置于靠近所述直套管上管段的上端，另一个单波膨胀节设置于靠近所述直套管上管段的下端。

其中，所述直套管上管段设置有两个双波膨胀节，其中一个双波膨胀节设置于靠近所述直套管上管段的上端，另一个双波膨胀节设置于靠近所述直套管上管段的下端。

其中，所述双波膨胀节的两个波形之间一体成型。

其中，所述双波膨胀节的两个波形之间通过一条环焊缝连接。

其中，所述直套管上管段设置有一个三波膨胀节。

其中，所述三波膨胀节的三个波形之间一体成型，所述三波膨胀节的外周边设置有导向保护装置，所述导向保护装置包括有多条拉杆、固定于所述外管的环板以及将所述拉杆锁紧于所述环板的螺母。

其中，所述三波膨胀节的三个波形之间通过两条环焊缝连接。

其中，所述直套管下管段设置有一个由两层波形套合叠加成型的单波膨胀节。

其中，所述直套管下管段设置有一个由三层波形套合叠加成型的单波膨胀节。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在直套管上管段设置有单波膨胀节或者双波膨胀节或者三波膨胀节，在直套管下管段设置有两层或者两层以上的多层膨胀节。与现有技术相比，具有吸收热胀冷缩位移效果好的特点。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是现有技术中的环管反应器的结构示意图。

图2是本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的实施例1的结构示意图。

图3是本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的实施例2的结构示意图。

图4是本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的实施例3的结构示意图。

图5是本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的实施例4的结构示意图。

图6是本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的实施例6的结构示意图。

在图1中包括有：

R1、R2、R3、R4、R5、R6——直套管、

A1、A2、A3、B1、B2、B3——弯头、

C1、C2、C3、C4、C5——夹套连通管、

D1、D2、D3、D4、D5、D6——安装支座、

2A——夹套流道的冷却介质流入口、2F——夹套流道的冷却介质流出口、

1A——反应物料流入口、1B——反应物料流出口、

在图2至图6中包括有：

101——外管、102——内管、

11——直套管上管段、12——直套管下管段、

21——单波膨胀节、22——双波膨胀节、23——三波膨胀节、

30——安装支座、

40——多层膨胀节、41——由两层波形套合叠加成型的单波膨胀节、

50——环焊缝、

60——导向保护装置、61——拉杆、62——螺母、63——环板。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1

本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的具体实施方式之一，如图1和图2所示，包括有直套管、夹套连通管、弯头和安装支座30，所述直套管包括有内管102和外管101，所述弯头与所述内管102依次串联连接成反应物料的输送及反应的连通流道，所述夹套连通管位于所述弯头处与所述外管101连接，将所述内管102与所述外管101之间形成的夹套流道串联成输送冷却介质的连通流道，所述安装支座30设置于所述外管101下部使所述直套管分为直套管上管段11和直套管下管段12，上述技术特征与现有技术中的环管反应器的结构相同。本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器也具备现有技术中的环管反应器的其它基本结构。本实用新型的改进之处在于，所述直套管上管段11设置有两个单波膨胀节21，其中一个单波膨胀节21设置于靠近所述直套管上管段11的上端，另一个单波膨胀节21设置于靠近所述直套管上管段11的下端，所述直套管下管段12设置有两层或者两层以上波形套合叠加成型的多层膨胀节40。两个单波膨胀节21分别设置于直套管上管段11的两端，有利于发挥每个单波膨胀节21的作用。本实用新型在直套管上管段11设置有单波膨胀节21或者双波膨胀节22或者三波膨胀节23，在直套管下管段12设置有两层或者两层以上的多层膨胀节40。与现有技术相比，具有吸收热胀冷缩位移效果好的特点。

实施例2

本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的具体实施方式之二，如图3所示，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，所述直套管上管段11设置有两个双波膨胀节22，其中一个双波膨胀节22设置于靠近所述直套管上管段11的上端，另一个双波膨胀节22设置于靠近所述直套管上管段11的下端。

具体的，所述双波膨胀节22的两个波形之间一体成型。两个波形之间没有环焊缝50，这样能使两个波形结构同步均衡地起作用。

实施例3

本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的具体实施方式之三，如图4所示，本实施例的主要技术方案与实施例2相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于，所述双波膨胀节22的两个波形之间通过一条环焊缝50连接。能够保证两个波形的对中精度和产品的质量。

实施例4

本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的具体实施方式之四，如图5所示，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，所述直套管上管段11设置有一个三波膨胀节23。

具体的，所述三波膨胀节23的三个波形之间一体成型，所述三波膨胀节23的外周边设置有导向保护装置60，所述导向保护装置60包括有多条拉杆61、固定于所述外管101的环板63以及将所述拉杆61锁紧于所述环板63的螺母62。螺母62可以通过调节和控制环板63位移来保护波形沿轴向均衡伸缩，一般地，环板63上的拉杆61设置有8条，也就能同时避免外物碰撞波形。

实施例5

本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的具体实施方式之五，本实施例的主要技术方案与实施例4相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例4中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例4的区别在于，所述三波膨胀节23的三个波形之间通过两条环焊缝50连接，且三波膨胀节23的外周边没有设置导向保护装置60。

实施例6

本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的具体实施方式之六，如图6所示，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，所述直套管下管段12设置有一个由两层波形套合叠加成型的单波膨胀节41。优选的，由两层钢板套合叠加，与传统的单独一层材料的膨胀节相比，其每层钢板的变形程度相对较低，并且壁厚内外的受力更加均匀，材料得到充分利用，另外，两层的膨胀节即便有一层穿孔了，也还是可以运行的。该技术可使膨胀节更加适应高强度和稳定性要求。

实施例7

本实用新型的一种具有夹套膨胀节环管反应器的具体实施方式之七，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，所述直套管下管段12设置有一个由三层波形套合叠加成型的单波膨胀节。

上述两波或三波膨胀节23的材料包括碳素钢和奥氏体不锈钢两种，单波膨胀节21的材料是奥氏体不锈钢。

本实用新型的具有夹套膨胀节环管反应器除适用于石油化工中的聚乙烯、聚丙烯生产外,还适用于石油化工中的泥浆冷却器、丁烯冷却器及其他长直套管的生产工艺。

本实用新型中的具有夹套膨胀节环管反应器还可应用于环管换热器或者带夹套的环管换热器技术领域。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种具有夹套膨胀节环管反应器，包括有直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，所述直套管包括有内管和外管，所述弯头与所述内管依次串联连接成反应物料的输送及反应的连通流道，所述夹套连通管位于所述弯头处与所述外管连接，将所述内管与所述外管之间形成的夹套流道串联成输送冷却介质的连通流道，所述安装支座设置于所述外管下部使所述直套管分为直套管上管段和直套管下管段，其特征在于：所述直套管上管段设置有单波膨胀节或者双波膨胀节或者三波膨胀节，所述直套管下管段设置有两层或者两层以上的多层膨胀节。

2.根据权利要求1所述的一种具有夹套膨胀节环管反应器，其特征在于：所述直套管上管段设置有两个单波膨胀节，其中一个单波膨胀节设置于靠近所述直套管上管段的上端，另一个单波膨胀节设置于靠近所述直套管上管段的下端。

3.根据权利要求1所述的一种具有夹套膨胀节环管反应器，其特征在于：所述直套管上管段设置有两个双波膨胀节，其中一个双波膨胀节设置于靠近所述直套管上管段的上端，另一个双波膨胀节设置于靠近所述直套管上管段的下端。

4.根据权利要求3所述的一种具有夹套膨胀节环管反应器，其特征在于：所述双波膨胀节的两个波形之间一体成型。

5.根据权利要求3所述的一种具有夹套膨胀节环管反应器，其特征在于：所述双波膨胀节的两个波形之间通过一条环焊缝连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有夹套膨胀节环管反应器，其特征在于：所述直套管上管段设置有一个三波膨胀节。

7.根据权利要求6所述的一种具有夹套膨胀节环管反应器，其特征在于：所述三波膨胀节的三个波形之间一体成型，所述三波膨胀节的外周边设置有导向保护装置，所述导向保护装置包括有多条拉杆、固定于所述外管的环板以及将所述拉杆锁紧于所述环板的螺母。

8.根据权利要求6所述的一种具有夹套膨胀节环管反应器，其特征在于：所述三波膨胀节的三个波形之间通过两条环焊缝连接。

9.根据权利要求1所述的一种具有夹套膨胀节环管反应器，其特征在于：所述直套管下管段设置有一个由两层波形套合叠加成型的单波膨胀节。

10.根据权利要求1所述的一种具有夹套膨胀节环管反应器，其特征在于：所述直套管下管段设置有一个由三层波形套合叠加成型的单波膨胀节。

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