CN205127916U - 一种甲醛反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种甲醛反应器，包括壳程主体结构和管程主体结构，上部壳程筒体下部通过变径段与下部壳程筒体连接，在所述上部壳程筒体底部连接有上管板，在所述下部壳程筒体底部连接有下管板，所述上管板与下管板之间设置有换热管，所述换热管内装有催化剂，在所述下管板下方设置有催化剂支撑装置。本实用新型适用于采用铁钼做催化剂，整体结构简单，为一薄壁柔性支撑式无膨胀节固定管板换热器，变径段具有膨胀节作用，降低了管板的设计厚度，减少了材料成本并利于提高换热效率，上、下管板分别与不同直径的壳程筒体相焊接，两段壳程筒体再通过变径段相连接，可降低由于管壳程热膨胀差所引起的管板应力、筒体与换热管的轴向应力以及管子与管板的拉脱力，减少管板变形。
Description
技术领域
本实用新型属于化工设备技术领域，特别涉及一种适用于年产16万吨工业甲醛生产工艺的甲醛反应器。
背景技术
甲醛反应器是甲醛生产的关键设备，其优劣直接影响甲醛产品的质量。我国绝大多数采用银催化氧化法生产甲醛，这种方法的缺点是甲醇转化率较低、催化剂易中毒而失去活性、且产品浓度仅限37%左右的甲醛溶液。而铁钼氧化物催化氧化法生产甲醛的突出特点是反应温度低，远低于银催化氧化法，具有甲醇转化率高、氧化反应副产物少、产品中甲醛的浓度范围广、催化剂耐毒性好使用寿命长、装置规模大等优点。Ⅰ型甲醛反应器是铁钼氧化物催化氧化法生产甲醛工艺的核心设备，只有拥有了核心设备的设计、制造技术及使用经验，才能在甲醛生产技术领域具有领先的地位并提高市场竞争力。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种适用于铁钼氧化物作为催化剂的甲醛反应器。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种甲醛反应器，其特征在于：包括上部壳程筒体以及下部壳程筒体，所述上部壳程筒体下部通过变径段与下部壳程筒体连接在一起，在所述上部壳程筒体底部连接有上管板，在所述下部壳程筒体底部连接有下管板，所述上管板与下管板之间设置有换热管，所述换热管内装有催化剂，在所述下管板下方设置有催化剂支撑装置。
本实用新型所述的甲醛反应器，其在所述下部壳程筒体内、换热管束与下部壳程筒体之间设置有隔热筒。
本实用新型所述的甲醛反应器，其所述催化剂支撑装置包括设置在下管板下端面的孔板、设置在孔板下方的格栅板以及支撑结构，所述孔板与格栅板构成气体分布结构，所述支撑装置将所述气体分布结构可拆卸式地固定在下管板下方。
本实用新型所述的甲醛反应器，其所述支撑结构包括螺柱、夹块以及支撑槽钢，所述夹块设置在气体分布结构下方，所述螺柱上端穿过夹块且连接在下管板不开孔位置，所述支撑槽钢设置在气体分布结构与夹块之间，通过连接在螺柱上且位于夹块下方的锁紧螺母将气体分布结构压紧在下管板的下端面。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型结构简单，为一薄壁柔性支撑式无膨胀节固定管板换热器，薄管板的设计减少了材料成本，更有利于提高换热效率，上、下管板分别与不同直径的壳程筒体相焊接，两段壳程筒体通过变径段相连接，采用变径段的设计可降低由于管壳程热膨胀差所引起的管板应力、筒体与换热管的轴向应力以及管子与管板的拉脱力，减少管板变形，采用FEA对甲醛反应器进行了整体强度计算。
2、本实用新型中隔热筒的设计避免了壳程筒体出现局部过热，并且能更加有效的利用导热油散发的热量，提高换热效率。
3、本实用新型操作温度：壳程260℃，管程：162/267℃，相对温度较低，设备不需要进行绝热保护。
4、本实用新型适用于采用铁钼做催化剂，反应产生的副产物少，甲醛含量相对高，催化剂装在换热管内部，分布更加均匀；催化剂支撑装置采用悬挂式与下管板可拆卸式连接固定，便于安装、检修，有效利用空间，提高效益经济。
5、本实用新型中换热管数量多而长度短，在相同的有效换热面积下，减少换热死区的面积就可以提高换热面积的利用率，提高了换热率，尤其是对直径大，换热管数量多的设备。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型中上、下管板处结构的局部放大图。
图3是本实用新型中催化剂支撑装置的结构示意图。
图4是图3中A-A剖视图。
图中标记：1a为上部壳程筒体，1b为下部壳程筒体，1c为变径段，2a为上管板，2b为下管板，3为换热管，4为隔热筒，5为孔板，6为格栅板，7为螺柱，8为夹块，9为支撑槽钢，10为锁紧螺母。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1和2所示，一种甲醛反应器，包括上部壳程筒体1a以及下部壳程筒体1b，所述上部壳程筒体1a下部通过变径段1c与下部壳程筒体1b连接在一起，在所述上部壳程筒体1a底部连接有上管板2a，在所述下部壳程筒体1b底部连接有下管板2b，所述上管板2a与下管板2b之间设置有换热管3，在所述下部壳程筒体1b内、换热管束与下部壳程筒体1b之间设置有隔热筒4，所述换热管3内装有催化剂，在所述下管板2b下方设置有催化剂支撑装置。本甲醛反应器为一薄壁柔性支撑式无膨胀节固定管板换热器，其中大直径为DN4355，管板厚度约50mm，无膨胀节的固定管板换热器,采用变径段兼做膨胀节，并在筒体与管束间设置隔热筒，有效避免了壳程筒体出现局部过热，并且能更加有效的利用导热油散发的热量，提高换热效率。
如图3和4所示，所述催化剂支撑装置包括设置在下管板2b下端面的孔板5、设置在孔板5下方的格栅板6以及支撑结构，所述孔板5与格栅板6构成气体分布结构，所述支撑装置将所述气体分布结构可拆卸式地固定在下管板2b下方，其中，所述支撑装置包括螺柱7、夹块8以及支撑槽钢9，所述夹块8设置在气体分布结构下方，所述螺柱7上端穿过夹块8且连接在下管板2b不开孔位置，所述支撑槽钢9设置在气体分布结构与夹块8之间，通过连接在螺柱7上且位于夹块8下方的锁紧螺母10将气体分布结构压紧在下管板2b的下端面，形成悬挂式连接结构。
本甲醛反应器内发生的反应主要是氧化脱氢反应，反应式如下：
2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O
CH3OHHCHO+H2O
铁钼氧化物催化氧化法甲醇转化率可达95%～99%，其纯度高，甲醇含量低，可直接用于下游产品生产，从多个项目使用效果看，满足设计要求。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种甲醛反应器，其特征在于：包括上部壳程筒体（1a）以及下部壳程筒体（1b），所述上部壳程筒体（1a）下部通过变径段（1c）与下部壳程筒体（1b）连接在一起，在所述上部壳程筒体（1a）底部连接有上管板（2a），在所述下部壳程筒体（1b）底部连接有下管板（2b），所述上管板（2a）与下管板（2b）之间设置有换热管（3），所述换热管（3）内装有催化剂，在所述下管板（2b）下方设置有催化剂支撑装置。
2.根据权利要求1所述的甲醛反应器，其特征在于：在所述下部壳程筒体（1b）内、换热管束与下部壳程筒体（1b）之间设置有隔热筒（4）。
3.根据权利要求1或2所述的甲醛反应器，其特征在于：所述催化剂支撑装置包括设置在下管板（2b）下端面的孔板（5）、设置在孔板（5）下方的格栅板（6）以及支撑结构，所述孔板（5）与格栅板（6）构成气体分布结构，所述支撑装置将所述气体分布结构可拆卸式的固定在下管板（2b）下方。
4.根据权利要求3所述的甲醛反应器，其特征在于：所述支撑结构包括螺柱（7）、夹块（8）以及支撑槽钢（9），所述夹块（8）设置在气体分布结构下方，所述螺柱（7）上端穿过夹块（8）且连接在下管板（2b）不开孔位置，所述支撑槽钢（9）设置在气体分布结构与夹块（8）之间，通过连接在螺柱（7）上且位于夹块（8）下方的锁紧螺母（10）将气体分布结构压紧在下管板（2b）的下端面。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN106237935A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-12-21 | 无锡市华立石化工程有限公司 | 新型无管板甲醇氧化器的固定反应床 |
| CN109963644A (zh) * | 2016-09-20 | 2019-07-02 | 道达尔炼油化学公司 | 用于过滤流体中的固体颗粒的圆筒形壁 |
| CN112588207A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-02 | 中国成达工程有限公司 | 一种立式径向流反应器 |
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