CN204447966U - 列管式固定床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种列管式固定床反应器，包括由筒体、上封头、下封头组成的反应器外壳，反应器外壳的内部设置有上管板、下管板，上管板、下管板之间设置有反应管束。上管板固定；下管板悬空并可随着反应管束的热胀冷缩进行浮动。在下管板上还设置有管程封头，管程封头包围在反应管束的管口外侧并被下封头所包围。下封头上设置有壳程接管，管程封头上设置有管程接管，管程接管位于壳程接管的内部并从壳程接管中穿出下封头，壳程接管、管程接管之间采用密封填料进行密封并设置有压盖法兰以压紧密封填料。该反应器可承受较大的温差应力，可应用于管程、壳程温差大于100℃的情况，在反应器开车前还可预热管程以避免堵塞。

Description

列管式固定床反应器

技术领域

本实用新型涉及费托合成反应器，特别是指一种列管式固定床反应器。

背景技术

费托合成(Fischer-Tropsch synthesis)简称FT合成，是煤间接液化技术之一，它是以合成气(CO和H₂)为原料在催化剂(主要是铁系)和适当反应条件下合成以石蜡烃为主的液体燃料的工艺过程。其反应过程可用下式表示：nCO+2nH₂→[-CH₂-]_n+nH₂O；副反应有水煤气变换反应H₂O+CO→H₂+CO₂等。

费托合成反应器是气化合成制油(醇)项目中合成装置的关键设备。来自气化炉的粗合成气经过压缩、变换、粗脱硫、脱碳、精脱硫、压缩后进入费托合成反应器，并在一定的温度、压力以及催化剂的作用下生成合成油及其它副产品。费托合成反应器主要有固定床反应器、流化床反应器和浆态床反应器。其中，固定床反应器又分为轴向绝热式、径向绝热式和列管式等三种。

如图1所示，传统的列管式固定床反应器的结构类似于固定管板式换热器，包括由筒体2、上封头3、下封头4组成的反应器外壳1，反应器外壳1的内部固定有上管板5和下管板6，上管板5、下管板6之间安装有反应管束7。反应器外壳1上根据工艺需要设置有若干接口管9，用于物料的输入输出，催化剂的装卸，或作为人孔、测量接口等。与固定管板式换热器相同，列管式固定床反应器的内部空间也分为管程和壳程。管程介质为氢气、一氧化碳、轻油气、液相蜡油，反应管束内装填有催化剂；壳程介质为饱和水/水蒸气(含汽率约80％)，利用水的沸腾蒸发移热。

由于采用固定管板式结构，传统的列管式固定床反应器允许的管程、壳程温差一般不超过100℃。当管壳程温差超过100℃时，产生的温差应力过大，使反应器难以满足强度要求，甚至产生管板变形、接头破裂等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可适用于管壳程温差超过100℃的列管式固定床反应器。

为实现上述目的，本实用新型所设计的列管式固定床反应器，包括由筒体、上封头、下封头组成的反应器外壳，所述反应器外壳的内部设置有上管板、下管板，所述上管板、下管板之间设置有反应管束。所述上管板固定在反应器外壳内；所述下管板悬空在反应器外壳内，并可随着反应管束的热胀冷缩进行浮动。所述下管板上设置有管程封头，所述管程封头包围在反应管束的管口外侧并被下封头所包围，形成一种类似于双层夹套的结构，壳程中的介质可进入管程封头与下封头之间的空腔内。所述下封头上设置有壳程接管，所述管程封头上设置有管程接管，所述壳程接管的内径大于管程接管的外径，所述管程接管位于壳程接管的内部并从壳程接管中穿出下封头，所述壳程接管、管程接管之间采用密封填料进行密封并设置有压盖法兰以压紧密封填料。

需要说明的是，本实用新型所称上管板、下管板等中的“上”“下”仅用于区分不同侧，并不限定实际方向；比如反应器横向布置时，上管板可能是位于左侧的。

作为一种优选方案，所述压盖法兰包括圆环部和短管部(结构上类似于带颈法兰)，所述短管部位于圆环部的内圆处并与圆环部垂直，所述短管部的管端伸入壳程接管与管程接管之间，所述圆环部以螺栓连接在壳程接管的端面上。通过拧紧螺母使短管部压紧密封填料。

作为一种优选方案，所述密封填料为柔性石墨填料。柔性石墨填料耐高温，密封性能好。

本实用新型的有益效果是：1)反应器的管程整体为“浮头式”结构，可承受较大的温差应力；2)反应器底部的管程接管在下封头处穿出并用填料密封，保证管程、壳程通道的有效隔绝，并且壳程介质不会从接口处泄露；3)由于管程底部存有易凝结的介质，在反应器开车时，可在壳程中先通入饱和水或蒸汽，使凝结物液化，避免管程堵塞。

附图说明

图1为现有技术列管式固定床反应器的结构示意图。

图2为本实用新型列管式固定床反应器的结构示意图。

图3为图2中密封填料处的局部放大示意图。

其中：反应器外壳1、筒体2、上封头3、下封头4、上管板5、下管板6、反应管束7、管程封头8、接口管9、壳程接管10、管程接管11、密封填料12、压盖法兰13、圆环部14、短管部15

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示为现有技术中的列管式固定床反应器，其结构已在背景技术部分作了详细说明，于此不再赘述。

如图2所示，本实用新型改进的列管式固定床反应器，包括由筒体2、上封头3、下封头4组成的反应器外壳1，反应器外壳1的内部设置有上管板5、下管板6，上管板5、下管板6之间设置有反应管束7。在反应器内，上管板5固定，下管板6悬空并可随着反应管束7的热胀冷缩进行浮动。下管板6上设置有管程封头8，管程封头8包围在反应管束7的管口外侧并被下封头4所包围；反应器外壳1上设置有接口管9，接口管9包括下封头4上设置的壳程接管10；管程封头8上设置有管程接管11，壳程接管10的内径大于管程接管11的外径，管程接管11位于壳程接管10的内部并从壳程接管10中穿出下封头4，壳程接管10、管程接管11之间采用密封填料12进行密封并设置有压盖法兰13以压紧密封填料12，密封填料12采用柔性石墨填料。

如图3所示，压盖法兰13包括圆环部14和短管部15，短管部15位于圆环部14的内圆处并与圆环部14垂直，短管部15的管端伸入壳程接管10与管程接管11之间，圆环部14以螺栓连接在壳程接管10的端面上。通过拧紧螺母使短管部15压紧密封填料。

Claims (3)

1.一种列管式固定床反应器，包括由筒体(2)、上封头(3)、下封头(4)组成的反应器外壳(1)，所述反应器外壳(1)的内部设置有上管板(5)、下管板(6)，所述上管板(5)固定在反应器外壳(1)内，所述上管板(5)、下管板(6)之间设置有反应管束(7)，其特征在于：所述下管板(6)悬空在反应器外壳(1)内，并可随着反应管束(7)的热胀冷缩进行浮动；所述下管板(6)上设置有管程封头(8)，所述管程封头(8)包围在反应管束(7)的管口外侧并被下封头(4)所包围；所述下封头(4)上设置有壳程接管(10)，所述管程封头(8)上设置有管程接管(11)，所述壳程接管(10)的内径大于管程接管(11)的外径，所述管程接管(11)位于壳程接管(10)的内部并从壳程接管(10)中穿出下封头(4)，所述壳程接管(10)、管程接管(11)之间采用密封填料(12)进行密封并设置有压盖法兰(13)以压紧密封填料(12)。

2.根据权利要求1所述的列管式固定床反应器，其特征在于：所述压盖法兰(13)包括圆环部(14)和短管部(15)，所述短管部(15)位于圆环部(14)的内圆处并与圆环部(14)垂直，所述短管部(15)的管端伸入壳程接管(10)与管程接管(11)之间，所述圆环部(14)以螺栓连接在壳程接管(10)的端面上。

3.根据权利要求1或2所述的列管式固定床反应器，其特征在于：所述密封填料(12)为柔性石墨填料。