CN202778498U - 一种斜撑式环管反应器 - Google Patents

Abstract

一种斜撑式环管反应器，包括若干条的套管、夹套连通管、弯头和安装支座，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，其中，所述套管包括有直立套管和/或倾斜套管；所述斜撑式环管反应器由直立套管和倾斜套管相互组合；或者，所述斜撑式环管反应器由倾斜套管相互组合。本实用新型克服传统环管反应器的套管只能是直立套管的技术偏见，采用改进的技术方案可将安装基础的接触面积增大，从而增大了套管的抗倾倒弯矩的能力，同时也分散了整台环管反应器的载荷，该技术解决高耸结构的强度和稳定性要求。

Description

一种斜撑式环管反应器

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，特别是涉及一种斜撑式环管反应器。

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的套管、以及对应的夹套连通管、弯头、安装支座、连接梁等，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。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，即每条套管都设置有与其相对应的安装支座支承，由此导致套管的长度、轴线位置、方位、标高、间距等误差，以及套管平行度、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。为了使物料在直立套管内流动顺畅，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的套管R1、R2、R3、R4、R5、R6，六个弯头A1、A2、A3、B1、B2、B3一一对应与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，由于套管采用一体的细长竖直结构，所以当套管的长度超过60m时，将会出现以下的不足之处： 套管其安装方式只有垂直直立式，随着套管高度的增加超过60m，高耸钢结构在动载荷作用下的强度和稳定性较难保证，如果单靠增加之套管的壁厚来提高强度和稳定性，不但设备投资成本增大，而且厚壁的热阻增大，对换热效果有不良影响，不利于节能减排。

例如，现有技术中的中国实用新型专利申请（公开号为：CN101503483A）于2009年8月12日公开了一种“改进的用于环管反应器内淤浆聚合的泵送装置和方法” ，其中所涉及的环管反应器的套管是竖管段，其稳定性较差，抗倾倒弯矩的能力也较差，不能应用于高耸结构中满足其强度和稳定性的要求。

因此，研发一种可应用于高耸结构中满足其强度和稳定性要求的环管反应器，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稳定性好、抗倾倒弯矩能力强的斜撑式环管反应器。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种斜撑式环管反应器，包括有若干条的套管、夹套连通管、弯头和安装支座，所述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，其中，所述套管包括有直立套管和/或倾斜套管；所述斜撑式环管反应器由直立套管和倾斜套管相互组合；或者，所述斜撑式环管反应器由倾斜套管相互组合。

其中，所述倾斜套管与竖直中心线之间的倾斜安装角β设置为2°～10°。

其中，所述倾斜套管与竖直中心线之间的倾斜安装角β设置为2°。

其中，所述倾斜套管包括有上段筒体、中段筒体和下段筒体，所述上段筒体、中段筒体和下段筒体中至少有一段筒体为倾斜筒体，且所述倾斜筒体与竖直中心线之间的倾斜安装角β设置为2°～10°。

其中，所述上段筒体为倾斜筒体，所述下段筒体为倾斜筒体，所述中段筒体为直立筒体或者倾斜筒体。

其中，所述上段筒体为倾斜筒体，所述下段筒体为直立筒体，所述中段筒体为直立筒体或者倾斜筒体。

其中，所述上段筒体为直立筒体，所述下段筒体为直立筒体，所述中段筒体为倾斜筒体。

其中，所述上段筒体为直立筒体，所述下段筒体为倾斜筒体，所述中段筒体为直立筒体或者倾斜筒体。

其中，所述倾斜套管中设置的倾斜筒体的倾斜安装角β不相等。

其中，各段筒体之间通过法兰连接或者对焊连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的套管包括有直立套管和/或倾斜套管；斜撑式环管反应器采用由直立套管和倾斜套管相互组合；或者，由倾斜套管相互组合的技术方案，本实用新型克服传统环管反应器的套管只能是直立套管的技术偏见，采用改进的技术方案可将安装基础的接触面积增大，从而增大了套管的抗倾倒弯矩的能力，同时也分散了整台环管反应器的载荷，该技术实用新型解决高耸结构的强度和稳定性要求。

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斜撑式环管反应器的一种实施例的结构示意图。

图3是本实用新型的一种斜撑式环管反应器的另一种实施例的结构示意图。

图4是本实用新型的一种斜撑式环管反应器的套管的一种实施例的结构示意图。

图5是本实用新型的一种斜撑式环管反应器的套管的另一种实施例的结构示意图。

在图1中包括有：

R1、R2、R3、R4、R5、R6——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5中包括有：

r1、r2、r3、r4、r5、r6——套管、

a1、a2、a3、b1、b2、b3——弯头、

c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、h1、h2——对接法兰、

d1、d2、d3——安装支座、

a——反应物料流入口、b——反应物料流出口、

β——倾斜安装角、

r11、r21——上段筒体、r12、r22——中段筒体。

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

本实用新型的一种斜撑式环管反应器的具体实施方式之一，如图2和图3所示，包括有若干条的套管r1、r2、r3、r4、r5、r6、夹套连通管、弯头a1、a2、a3、b1、b2、b3和安装支座d1、d2、d3，所述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，其中a是反应物料流入口、b是反应物料流出口。上述技术特征与现有技术中的环管反应器的结构相同。本实用新型的一种斜撑式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，所述套管包括有直立套管和/或倾斜套管；如图3所示，所述斜撑式环管反应器由直立套管和倾斜套管相互组合，整体上构成下大上小的组合体，例如：套管r1、r2、r3是倾斜套管，套管r4、r5、r6是直立套管，它们之间相互组合，使环管反应器整体上为下大上小的组合体；或者，如图2所示，所述斜撑式环管反应器由倾斜套管相互组合形成下大上小的组合体，下大上小的组合体因下部与安装基础的接触面积大而增大了抗倾倒弯矩的能力，也分散了整台设备的载荷，上部结构缩小可减少风载荷的横向有害作用，该技术实用新型可一定程度上解决高耸结构的强度和稳定性要求问题。

与现有技术相比，上述两种技术方案均可将安装基础的接触面积增大，从而增大了套管的抗倾倒弯矩的能力，同时也分散了整台设备的载荷，该技术可一定程度上解决高耸结构的强度和稳定性要求。

具体的，所述倾斜套管与竖直中心线之间的倾斜安装角β设置为2°～10°。

具体的，所述倾斜套管与竖直中心线之间的倾斜安装角β设置为2°。通常而言，在环管反应器技术领域内，本行业的技术人员均认为环管反应器的内管内表面要求抛光光滑、减少不顺畅的结构，其目的是有利于物料在内部的流动，避免物料粘壁引起聚集堵塞，本行业的技术人员认为：套管应该是竖直安装，以避免套管存在倾斜安装角β不利于物料在内部顺畅流动的。但是事实验证，180°的回弯头流道对于物料的输送没有任何问题，所以，本实用新型人克服传统技术偏见的技术方案，采用2°～10°的倾斜套管倾斜安装，其不仅不会影响物料的反应与输送，而且对于60米高的套管，2°的倾斜安装角β可使两条套管上部收窄距离近4.2米，如果同一条套管其上半部是斜撑直立、下半部是垂直直立的组合斜撑直立式，也可使两条套管上部收窄距离近2.1米，明显改善结构的稳定性。

实施例2

本实用新型的一种斜撑式环管反应器的具体实施方式之二，如图4和图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：所述倾斜套管包括有上段筒体、中段筒体和下段筒体，所述上段筒体、中段筒体和下段筒体中至少有一段筒体为倾斜筒体，且所述倾斜筒体与竖直中心线之间的倾斜安装角β设置为2°～10°。

具体的，所述倾斜套管中设置的倾斜筒体的倾斜安装角β不相等。

具体的，各段筒体之间通过对接法兰连接或者对焊连接。图中所示的c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、h1、h2为对接法兰。

实施例3

本实用新型的一种斜撑式环管反应器的具体实施方式之三，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：如图4所示，选取套管r1和r2，其中所述上段筒体r11和r21为倾斜筒体，所述下段筒体为倾斜筒体，所述中段筒体r12和r22为直立筒体或者倾斜筒体。其中图4中未画出下段筒体。单从组合的套管r1和r2的上段筒体r11和r21和中段筒体r12和r22来看，中段筒体r12和r22的下端之间的距离大于上段筒体r11和r21上端之间的距离。

实施例4

本实用新型的一种斜撑式环管反应器的具体实施方式之四，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：如图5所示，选取套管r1和r2，其中所述上段筒体r11和r21为倾斜筒体，所述下段筒体为直立筒体，所述中段筒体r12和r22为直立筒体或者倾斜筒体。其中图5中未画出下段筒体。单从组合的套管r1和r2的上段筒体r11和r21和中段筒体r12和r22来看，中段筒体r12和r22的下端之间的距离大于上段筒体r11和r21上端之间的距离。

实施例5

本实用新型的一种斜撑式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：所述上段筒体为直立筒体，所述下段筒体为直立筒体，所述中段筒体为倾斜筒体。

实施例6

本实用新型的一种斜撑式环管反应器的具体实施方式之六，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：所述上段筒体为直立筒体，所述下段筒体为倾斜筒体，所述中段筒体为直立筒体或者倾斜筒体。

本实用新型中的斜撑式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)

1.一种斜撑式环管反应器，包括有若干条的套管、夹套连通管、弯头和安装支座，所述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，其特征在于：所述套管包括有直立套管和/或倾斜套管；所述斜撑式环管反应器由直立套管和倾斜套管相互组合；或者，所述斜撑式环管反应器由倾斜套管相互组合。

2.根据权利要求1所述的一种斜撑式环管反应器，其特征在于：所述倾斜套管与竖直中心线之间的倾斜安装角β设置为2°～10°。

3.根据权利要求2所述的一种斜撑式环管反应器，其特征在于：所述倾斜套管与竖直中心线之间的倾斜安装角β设置为2°。

4.根据权利要求1所述的一种斜撑式环管反应器，其特征在于：所述倾斜套管包括有上段筒体、中段筒体和下段筒体，所述上段筒体、中段筒体和下段筒体中至少有一段筒体为倾斜筒体，且所述倾斜筒体与竖直中心线之间的倾斜安装角β设置为2°～10°。

5.根据权利要求4所述的一种斜撑式环管反应器，其特征在于：所述上段筒体为倾斜筒体，所述下段筒体为倾斜筒体，所述中段筒体为直立筒体或者倾斜筒体。

6.根据权利要求4所述的一种斜撑式环管反应器，其特征在于：所述上段筒体为倾斜筒体，所述下段筒体为直立筒体，所述中段筒体为直立筒体或者倾斜筒体。

7.根据权利要求4所述的一种斜撑式环管反应器，其特征在于：所述上段筒体为直立筒体，所述下段筒体为直立筒体，所述中段筒体为倾斜筒体。

8.根据权利要求4所述的一种斜撑式环管反应器，其特征在于：所述上段筒体为直立筒体，所述下段筒体为倾斜筒体，所述中段筒体为直立筒体或者倾斜筒体。

9.根据权利要求4所述的一种斜撑式环管反应器，其特征在于：所述倾斜套管中设置的倾斜筒体的倾斜安装角β不相等。

10.根据权利要求4所述的一种斜撑式环管反应器，其特征在于：各段筒体之间通过法兰连接或者对焊连接。

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