CN212017742U

CN212017742U - 一种具有锥形夹套的环管反应器

Info

Publication number: CN212017742U
Application number: CN202020240431.6U
Authority: CN
Inventors: 陈孙艺
Original assignee: Challenge Petrochemical Machinery Corp
Current assignee: Challenge Petrochemical Machinery Corp
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2020-11-27
Anticipated expiration: 2030-03-02

Abstract

本实用新型的一种具有锥形夹套的环管反应器，包括直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，直套管包括内管和外管，弯头将多条内管依次串联连通，从而形成用于输送反应物料的连通流道；夹套连通管位于弯头处与外管连接，从而将内管与外管之间的空间串联成用于输送冷却介质的连通流道；安装支座将直套管分为上管段和下管段，上管段和/或下管段的靠近安装支座之处设有朝外扩张的锥形段。锥形段增大了直套管的抗倾倒弯矩的能力，增大了内部流道空间，弥补连接内管与外管的筋板所占用的空间，还可提高高耸设备结构的稳定性，整体结构功能更优良的特点。夹套内部足够大的流道空间，有利于降低结构的温差热应力，延长反应器的寿命。

Description

一种具有锥形夹套的环管反应器

技术领域

本实用新型涉及石油化工专用机械装备技术领域，具体涉及一种具有锥形夹套的环管反应器。

背景技术

聚丙烯和聚乙烯是通用合成树脂中产量和消费量最大的品种，它们的生产技术有三种：浆液聚合、气相聚合和溶液聚合。淤浆法技术是主要方法，根据反应器形式可以分为搅拌釜式和环管反应器。

传统的环管反应器如图1所示，由若干条直套管、夹套连通管(C1～C5)、弯头、安装支座和连接梁等组成，其中每两条直管筒体和两个弯管组成一个循环。主要由六条直套管式筒体(R1、R2、......R6)、五个180°大弯头(A1、A2、A3、B1、B2)、一个90°弯头B3顺次联接而形成一个循环整体，坐落在较高的平台基础上。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，夹套内的冷却水通过间壁把内管里反应放出的热量带走，维持反应工艺的正常运行。

因聚合反应会产生热量，因此通过夹套内的冷缺水把反应热带走，直套管的外管上设置有波形膨胀节、安装支座(D1～D6)及支梁座，弯头上没有套管，弯头通过法兰连在直套管的内管两端把直套管窜连成一个流程整体，夹套连通管把直套管的夹套窜连成一个流程整体，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。环管反应器为多基础支承，即每条直套管各有自己的安装支座，直套管的长度、轴线位置、方位、标高、间距等的误差，以及直套管平行度、法兰垂直度、弯管的制造误差等诸多因素会同时对环管安装密封性能产生影响。

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，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。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60米甚至达到70米时，将会出现以下的不足之处：

一方面，环管反应器的操作弹性随之变窄，实际运行参数对产品质量的影响更加敏感，而另一方面，更高大的整体结构对安装支座的综合受力性能更加苛刻，结构更复杂庞大，连接内管与外管成为一体的筋板更加粗厚，焊缝脚高尺寸更大，占用了有限的夹套空间。这一矛盾使得安装支座所在的一段有限长度的夹套内冷却水的流通面积难以满足冷却所需流量，反应正常进行的要求常被打破，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。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种具有锥形夹套的环管反应器，能够增大流道空间，提高介质冷却效果，延长反应器使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种具有锥形夹套的环管反应器，包括直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，每条直套管包括内管和外管，外管套在内管外，弯头将多条内管依次串联连通，从而形成用于输送反应物料的连通流道；夹套连通管位于弯头处与外管连接，从而将内管与外管之间的空间串联成用于输送冷却介质的连通流道；安装支座设置于外管的下部，从而将直套管分为上管段和下管段，该环管反应器还包括筋板，安装支座与外管之间、外管与内管之间分别通过筋板来组焊固定；上管段和/或下管段的靠近安装支座之处设有朝外扩张的锥形段，且朝靠近安装支座方向，锥形段的直径逐渐增大。

具体的，所述筋板位于所述锥形段处。

具体的，所述锥形段之处的内管和外管均是圆锥形的。

具体的，所述锥形段的内管是圆筒形的，外管是圆锥形的。

具体的，直套管的位于安装支座之处的节段为直径扩大的直筒段，直筒段的两头为所述锥形段。

具体的，所述锥形段的外管管壁为平板状、弯曲状或波浪状。

具体的，所述锥形段与其两端的外管之间相互焊接固定或通过螺栓可拆卸地相固定。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的具有锥形夹套的环管反应器，包括直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，每条直套管包括内管和外管，外管套在内管外，弯头将多条内管依次串联连通，从而形成用于输送反应物料的连通流道；夹套连通管位于弯头处与外管连接，从而将内管与外管之间的空间串联成用于输送冷却介质的连通流道；安装支座设置于外管的下部，从而将直套管分为上管段和下管段，该环管反应器还包括筋板，安装支座与外管之间、外管与内管之间分别通过筋板来组焊固定；上管段和/或下管段的靠近安装支座之处设有朝外扩张的锥形段，且朝靠近安装支座方向，锥形段的直径逐渐增大。与现有技术相比，锥形段这种夹套增大了直套管的抗倾倒弯矩的能力，增大了内部流道空间，弥补连接内管与外管的筋板所占用的空间，还可提高高耸设备结构的稳定性，整体结构功能更优良的特点。另外，夹套内部足够大的流道空间，有利于更充裕的介质冷却，有利于降低结构的温差热应力，延长反应器的寿命。

附图说明

图1是现有技术中的环管反应器的结构示意图。

图2是实施例中的一种具有锥形夹套的环管反应器的结构示意图。

图3是实施例中的一种具有锥形夹套的环管反应器的上段锥形夹套横截剖面I-I俯视结构示意图。

图4是另一实施例中的一种具有锥形夹套的环管反应器的的结构示意图。

图5是又一实施例中的一种具有锥形夹套的环管反应器的结构示意图。

附图标记：

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5中包括有：

101——外管、102——内管(插入外管内的节段用虚线表示)、103——扩大直径外管；

111——上锥形段、121——下锥形段；

11——直套管上管段、12——直套管下管段；

21——多波形膨胀节；

23——单波形膨胀节；

30——安装支座；

301——连接内管、外管和安装支座的筋板；

I-I——上段锥形夹套横截剖面；

M——圆锥形夹套中间隙扩大弥补回的夹套流通面积；

N——圆筒形夹套中筋板占用去的夹套流通面积。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。

本实施例的具有锥形夹套的环管反应器，如图2至图3所示，包括直套管、夹套连通管、弯头和安装支座30，每条直套管包括内管102和外管101，外管101套在内管102外，弯头将多条内管102依次串联连通，从而形成用于输送反应物料以及反应的连通流道。夹套连通管位于弯头处与外管101连接，从而将内管102与外管101之间的空间串联成用于输送冷却介质的连通流道。安装支座30设置于外管101的下部，从而将直套管分为上管段11和下管段12。上管段11设置有膨胀节21，下管段12设置有膨胀节23。

本发明的改进之处还在于上管段11和下管段12的靠近安装支座30之处设有朝外扩张的上锥形段111和下锥形段121，且朝靠近安装支座方向，锥形段的直径逐渐增大。该环管反应器还包括筋板301，安装支座30与外管101之间、外管101与内管102之间分别通过筋板301组焊固定，所述筋板301位于锥形段处。

与现有技术相比，圆锥形夹套增大了直套管抗倾倒弯矩的能力，提高高耸设备结构的稳定性。上锥形段111和下锥形段121从原来的圆筒形直套管111改进为创新的圆锥形套管后，在I-I截面上增大了(方格阴影说示)面积为M的夹套空间，弥补连接内管102与外管101的筋板301所占用的(黑点阴影说示)面积为N的空间，夹套内部足够大的流道空间，有利于更充裕的介质冷却，有利于降低结构的温差热应力，延长反应器的寿命。

实际中，圆锥形夹套也可应用于直套管内管102和外管101的收口连接之处。

具体的，如图2所示，锥形段之处的内管和外管均是圆锥形的，安装支座30上部的圆锥形夹套是下大上小的组合体，下大上小的组合体因下部受力半径增大而增大了抗倾倒弯矩的能力，也分散了直套管的载荷，可以提高高耸设备结构的稳定性。

具体的，如图3所示，所述锥形段的内管102是圆筒形的，外管101是圆锥形的。圆筒形内管可以保持反应物料流态的稳定性、均匀性，圆锥形夹套可以增大夹套空间，弥补连接内管与外管的筋板所占用的空间，保持等量的介质流通通道，保证稳定的化学反应和均匀的化工产品质量。

实际中可以改为如图4所示的，仅在上管段11的靠近安装支座30之处设有朝外扩张的上锥形段111。当然也可以改为仅在下管段12的靠近安装支座30之处设有朝外扩张的下锥形段。

如图5所示，直套管的位于安装支座之处的节段为直径扩大的直筒段103，直筒段103的两头为所述锥形段。即安装支座30所在的一段有限长度的外管直径较大，较大直径的外管段和较小直径的外管段通过锥形段连接，避免圆锥形结构引起的高应力与安装支座的高应力相叠加形成更高的应力水平。

具体的，所述锥形段的外管管壁为平板状、弯曲状或波浪状，在此基础上改良的圆锥形夹套外管具有低阻力的流态化曲线。

具体的，所述锥形段与其两端的外管之间相互焊接固定或通过螺栓可拆卸地相固定，可缩短部件模块的长度，便于密封面的加工，模块的运输和安装。

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

1.一种具有锥形夹套的环管反应器，包括多条直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，每条直套管包括内管和外管，外管套在内管外，弯头将多条内管依次串联连通，从而形成用于输送反应物料的连通流道；夹套连通管位于弯头处与外管连接，从而将内管与外管之间的空间串联成用于输送冷却介质的连通流道；安装支座设置于外管的下部，从而将直套管分为上管段和下管段，该环管反应器还包括筋板，安装支座与外管之间、外管与内管之间通过筋板来组焊固定；其特征在于：上管段和/或下管段的靠近安装支座之处设有朝外扩张的锥形段，且朝靠近安装支座方向，锥形段的直径逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的一种具有锥形夹套的环管反应器，其特征是：所述筋板位于所述锥形段处。

3.根据权利要求1所述的一种具有锥形夹套的环管反应器，其特征是：所述锥形段之处的内管和外管均是圆锥形的。

4.根据权利要求1所述的一种具有锥形夹套的环管反应器，其特征是：所述锥形段的内管是圆筒形的，外管是圆锥形的。

5.根据权利要求1所述的一种具有锥形夹套的环管反应器，其特征是：直套管的位于安装支座之处的节段为直径扩大的直筒段，直筒段的两头为所述锥形段。

6.根据权利要求1所述的一种具有锥形夹套的环管反应器，其特征是：所述锥形段的外管管壁为平板状、弯曲状或波浪状。

7.根据权利要求1所述的一种具有锥形夹套的环管反应器，其特征是：所述锥形段与其两端的外管之间相互焊接固定或通过螺栓可拆卸地相固定。