CN212017746U - 一种用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器，包括下封头、上封头、筒体、上管板、下管板、折流板和若干根列管组件，上管板和下管板的结构相同，均包括垂直布置的支撑圆筒和水平布置的管板本体，支撑圆筒的内侧设置有内补强筒，内补强筒通过多个锁紧机构与支撑圆筒固定连接，支撑圆筒的外侧依次套接有密封筒和固定套筒，列管组件包括列管本体、导向杆、刀型闸阀和多块扰流板，导向杆竖直设置在列管本体内，导向杆上端的锥帽支撑条安装在列管本体上，扰流板交错安装在导向杆上，刀型闸阀安装在列管本体的底部。本实用新型具有结构新颖、容易实施、使用效果更好、使用更加安全、更容易控制反应温度的优点。

Description

一种用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器

技术领域

本实用新型属于焦化生产技术领域，具体涉及一种用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器。

背景技术

目前，我国在顺酐的生产中，其主要的生产工艺是通过汽化苯与空气中的氧气在固定床催化剂的催化氧化下产生顺酐气体，顺酐气体再经过部分冷凝后，精馏制取顺酐产品。现在，顺酐生产工艺中，列管式的固定床反应器是氧化系统的关键核心设备，现在，工业上常用的固定床反应器主要包括固定床反应器的筒体、上封头、下封头、上管板、下管板、列管、进料口和出料口等，使用时，经过过滤后的空气与汽化后的苯按比例混合后，由顶部的进料口进入反应器内，在一定的温度和催化剂的作用下生成顺酐，反应成熟的一部分由反应气体带走，大部分的热量则通过熔盐系统排出。上述的反应器虽然实现了顺酐的产生，但是在实际的使用过程发现以下不足：一是现有使用的管板为圆块型，受高温热应力的影响，管板变形严重，管板变形就会使管板与列管之间产生撕裂，从而导致管板与列管的连接处经常出现渗漏的情况，进而影响生产的效率和设备的使用寿命；二是反应器中的列管长期在高温下工作，高温下工作的催化剂容易结焦、粘壁或失效，如果不对这些失效的催化剂进行处理，热量在催化剂内部聚集，就会产生爆炸的风险，且催化剂在管内结焦后，更换催化剂的难度也比较大。因此，研制开发一种结构新颖、容易实施、使用效果更好、使用更加安全、且更容易控制反应温度的用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器是客观需要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构新颖、容易实施、使用效果更好、使用更加安全、且更容易控制反应温度的用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器。

本实用新型的目的是这样实现的，包括下封头、上封头、筒体、上管板、下管板、折流板和若干根列管组件，上管板设置在筒体内的上部，下管板设置在筒体内的下部，折流板间隔布置在上管板与下管板之间的筒体内，在下管板上侧的筒体上对称设置有第一熔盐进口和第二熔盐进口，第一熔盐进口和第二熔盐进口通过管道与汽包的出口连通，在上管板下侧的筒体上对称设置第一熔盐出口和第二熔盐出口，第一熔盐出口和第二熔盐出口通过管道与汽包的进口连通，上管板和下管板的结构相同，均包括垂直布置的支撑圆筒和水平布置的管板本体，管板本体与支撑圆筒整体加工制作而成，管板本体和折流板上匹配加工有管孔，支撑圆筒的内侧设置有内补强筒，内补强筒通过多个锁紧机构与支撑圆筒固定连接，支撑圆筒的外侧套接有密封筒，密封筒的外侧套接有固定套筒，固定套筒与筒体内壁焊接连接；列管组件包括列管本体、导向杆、刀型闸阀和多块扰流板，列管本体依次穿装在管板本体和折流板之间的管孔内，列管本体的内壁上设置有防腐层，列管本体的上端伸出上管板的管板本体后与上管板的管板本体焊接连接，列管本体的下端伸出下管板的管板本体后与下管板的管板本体焊接连接，导向杆竖直设置在列管本体内，导向杆的上端穿出列管本体的上端后连接有锥帽，锥帽通过支撑条铰接安装在列管本体上，导向杆的下端位于列管本体内的下部，多块扰流板交错安装在导向杆上，扰流板与列管本体之间留有间隙，刀型闸阀安装在列管本体的底部，在下管板的管板本体与刀型闸阀之之间的列管本体上均布加工出气孔；上封头上设置有第一热电偶口、物料进口管和人孔，上封头与筒体的上端焊接连接，下封头上设置有第二热电偶口、卸料检修口和物料出口管，下封头与筒体的下端焊接连接。

进一步的，所述防腐层包括依次覆盖的钝化层、底涂层和导热型防腐涂层，所述底涂层的厚度为10～20um，导热型防腐涂层的厚度为40～60um。

进一步的，所述锁紧机构包括固定安装在内补强筒外壁上的凸块，所述凸块等间距的布置在内补强筒上，所述支撑圆筒的内壁上加工有与凸块位置相匹配的衔接槽，所述凸块与衔接槽配合连接，所述支撑圆筒上设置有对凸块进行锁紧的锁紧螺栓。

进一步的，所述密封筒采用聚四氟乙烯材料制作。

进一步的，所述扰流板上加工有多个透气孔。

进一步的，所述物料进口管的出料端伸入到上封头的内部后连接有进料布料器。

相比现有技术，本实用新型的优点在于：一是在管板的支撑圆筒内侧和外侧设置相应的内补强筒和固定套筒，可以有效的提高管板的机械强度，使其具有一定的抗击能力，使用的过程中，管板不易产生变形，且能有效的避免管板与列管之间撕裂现象的产生，可有效的延长使用的寿命和生产效率；二是列管内设置的防腐层可以有效的提高列管束的耐腐蚀性能，且最大程度的保证管束的导热性能，其次，在列管内设置导向杆和扰流板，导向杆和扰流板一方面能够对列管内的催化剂产生疏松和支撑的作用，避免催化剂在列管内结焦、粘壁或者堵塞，从而避免管内出现局部高温的情况，管内的反应温度容易控制；另一方面，在导向杆和扰流板的作用下，更换管内的催化剂时，只要打开刀型闸阀，就可以将管内的催化剂进行卸载，再添加新的催化剂，催化剂的更换和卸载相对比较容易。本实用新型具有结构新颖、容易实施、使用效果更好、使用更加安全、更容易控制反应温度的优点，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为上管板6和下管板14的结构示意图；

图3为列管组件4的结构示意图；

图中:1-下封头,2-筒体,3-第一熔盐进口,4-列管组件, 41-刀型闸阀,42-出气孔,43-列管本体,44-防腐层,45-扰流板,46-导向杆,47-支撑条,48-锥帽,5-第一熔盐出口,6-上管板，7-第一热电偶接口,8-物料进口管,9-汽包,10-上封头,11-第二熔盐出口,12-折流板,13-第二熔盐进口,14-下管板,15-第二热点偶接口,16-物料出口管,17-卸料检修口,18-内补强筒,19-固定套筒,20-锁紧机构,21-防腐密封筒,22-支撑圆筒,23-管板本体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1～3所示,本实用新型包括包括下封头1、上封头10、筒体2、上管板6、下管板14、折流板12和若干根列管组件4，下封头1和上封头10采用标准的椭圆封头，筒体2采用钢板卷制而成，所述上管板6设置在筒体5内的上部，所述下管板14设置在筒体5内的下部，所述折流板12间隔布置在上管板6与下管板14之间的筒体2内，在下管板14上侧的筒体2上对称设置有第一熔盐进口3和第二熔盐进口13，所述第一熔盐进口3和第二熔盐进口13通过管道与汽包9的出口连通，利用两组熔盐进出口来控制换热反应的温度，可以保证筒体2内各处的熔盐温度均匀，且利用汽包9连接的结构，可以通过调节汽包9的压力从而调节筒体2内熔盐与物料的反应温度，在上管板6下侧的筒体2上对称设置第一熔盐出口5和第二熔盐出口11，所述第一熔盐出口5和第二熔盐出口11通过管道与汽包9的进口连通，所述上管板6和下管板14的结构相同，均包括垂直布置的支撑圆筒22和水平布置的管板本体23，所述管板本体23与支撑圆筒22整体加工制作而成，所述管板本体23和折流板12上匹配加工有管孔，所述支撑圆筒22的内侧设置有内补强筒18，所述内补强筒18通过多个锁紧机构20与支撑圆筒22固定连接，所述支撑圆筒22的外侧套接有密封筒21，所述密封筒21的外侧套接有固定套筒19，密封筒21可以保证固定套筒19与支撑圆筒22之间的连接密封性，所述固定套筒19与筒体2内壁焊接连接，内补强筒18和固定套筒19可以有效的提高管板的机械强度，使其具有一定的抗击能力，使用的过程中，管板不易产生变形，且能有效的避免造管板与列管之间撕裂现象的产生，可有效的延长使用的寿命和生产效率。

所述列管组件4包括列管本体43、导向杆46、刀型闸阀41和多块扰流板45，刀型闸阀41直接根据列管本体43的管径，直接采购成品，所述列管本体43依次穿装在管板本体23和折流板12之间的管孔内，所述列管本体43的内壁上设置有防腐层44，防腐层44可以有效的提高列管束的耐腐蚀性能，且最大程度的保证管束的导热性能，所述列管本体43的上端伸出上管板6的管板本体23后与上管板6的管板本体23焊接连接，所述列管本体43的下端伸出下管板14的管板本体23后与下管板14的管板本体23焊接连接，所述导向杆46竖直设置在列管本体43内，所述导向杆46的上端穿出列管本体43的上端后连接有锥帽48，所述锥帽48通过支撑条47铰接安装在列管本体43上，所述导向杆46的下端位于列管本体43内的下部，多块扰流板45交错安装在导向杆46上，扰流板45与列管本体43之间留有间隙，所述刀型闸阀41安装在列管本体43的底部，在下管板14的管板本体23与刀型闸阀之41之间的列管本体43上均布加工出气孔42，导向杆46和扰流板45，一方面能够对列管本体43内的催化剂产生疏松和支撑的作用，避免催化剂在列管本体43内结焦、粘壁或者堵塞，从而避免管内出现局部高温的情况，管内的反应温度容易控制；另一方面，在导向杆46和扰流板45的作用下，更换管内的催化剂时，只要打开刀型闸阀41，通过锥帽48摇动导向杆46,进而利用导向杆46松动列管本体43内的催化剂,就可以将管内的催化剂进行卸载，再添加新的催化剂，催化剂的更换和卸载相对比较容易

所述上封头10上设置有第一热电偶口7、物料进口管8和人孔，所述上封头10与筒体2的上端焊接连接，所述下封头1上设置有第二热电偶口15、卸料检修口17和物料出口管16，所述下封头1与筒体2的下端焊接连接。

本实用新型的工作过程是，使用前，先将催化剂从列管本体43的上端加入到列管本体43内，之后将苯蒸汽从物料进口管8进入到上封头10内，进入到上封头10内的苯蒸汽分别进入到各根列管本体43内，与列管本体43内的催化剂进行充分的反应，反应转化成的顺酐气体进入下封头1内通过物料出口管16排出，在苯蒸汽与催化剂反应的同时，将汽包9内的熔盐通过第一熔盐进口3和第二熔盐进口43进入到筒体2内，熔盐在筒体2内通过以平流为主的方式进行循环，提供反应所需的热量，熔盐进入筒体2内后，先均匀的流向筒体2的中间，并通过折流板12后，又开始向上流动，然后从第一熔盐出口5和第二熔盐出口11排出后进入到汽包9内加热调温后再重复使用，本实用新型的创新点在于对管板和列管结构进行合理的设计，一方面让管板的强度增加，延长了管板的使用寿命，另一方面能够保证苯蒸汽与催化剂进行充分的反应，避免催化剂在列管本体43内结焦、粘壁或者堵塞，让反应器的使用效果更好、使用更加安全、且更容易控制反应温度。

进一步的，所述防腐层44包括依次覆盖的钝化层、底涂层和导热型防腐涂层，钝化层可以对列管本体43内壁覆盖保护膜，防止列管本体43内表面污染，底涂层可以消除列管本体43内壁的油渍，增加内壁与导热型防腐涂层的粘结强度，提高导热型防腐涂层与列管本体43的结合力，优选地，所述底涂层的厚度为10～20um，导热型防腐涂层的厚度为40～60um。

进一步的，所述锁紧机构20包括固定安装在内补强筒18外壁上的凸块，所述凸块等间距的布置在内补强筒18上，所述支撑圆筒22的内壁上加工有与凸块位置相匹配的衔接槽，所述凸块与衔接槽配合连接，所述支撑圆筒22上设置有对凸块进行锁紧的锁紧螺栓，利用锁紧螺栓对凸块进行锁紧固定，能大幅的提高支撑圆筒22与内补强筒18之间的连接稳固性。

为了加强固定套筒19与支撑圆筒22之间连接密封性，所述密封筒21采用聚四氟乙烯材料制作。

为了进一步的提高蒸汽与催化剂的反应速率，所述扰流板45上加工有多个透气孔。

进一步的，为了能够使物料进口管8进入的苯蒸汽均匀的分布在列管本体43内，所述物料进口管8的出料端伸入到上封头10的内部后连接有进料布料器。

Claims (6)

1.一种用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器，包括下封头（1）、上封头（10）、筒体（2）、上管板（6）、下管板（14）、折流板（12）和若干根列管组件（4），其特征在于：

所述上管板（6）设置在筒体（2）内的上部，所述下管板（14）设置在筒体（2）内的下部，所述折流板（12）间隔布置在上管板（6）与下管板（14）之间的筒体（2）内，在下管板（14）上侧的筒体（2）上对称设置有第一熔盐进口（3）和第二熔盐进口（13），所述第一熔盐进口（3）和第二熔盐进口（13）通过管道与汽包（9）的出口连通，在上管板（6）下侧的筒体（2）上对称设置第一熔盐出口（5）和第二熔盐出口（11），所述第一熔盐出口（5）和第二熔盐出口（11）通过管道与汽包（9）的进口连通，所述上管板（6）和下管板（14）的结构相同，均包括垂直布置的支撑圆筒（22）和水平布置的管板本体（23），所述管板本体（23）与支撑圆筒（22）整体加工制作而成，所述管板本体（23）和折流板（12）上匹配加工有管孔，所述支撑圆筒（22）的内侧设置有内补强筒（18），所述内补强筒（18）通过多个锁紧机构（20）与支撑圆筒（22）固定连接，所述支撑圆筒（22）的外侧套接有密封筒（21），所述密封筒（21）的外侧套接有固定套筒（19），所述固定套筒（19）与筒体（2）内壁焊接连接；

所述列管组件（4）包括列管本体（43）、导向杆（46）、刀型闸阀（41）和多块扰流板（45），所述列管本体（43）依次穿装在管板本体（23）和折流板（12）之间的管孔内，所述列管本体（43）的内壁上设置有防腐层（44），所述列管本体（43）的上端伸出上管板（6）的管板本体（23）后与上管板（6）的管板本体（23）焊接连接，所述列管本体（43）的下端伸出下管板（14）的管板本体（23）后与下管板（14）的管板本体（23）焊接连接，所述导向杆（46）竖直设置在列管本体（43）内，所述导向杆（46）的上端穿出列管本体（43）的上端后连接有锥帽（48），所述锥帽（48）通过支撑条（47）铰接安装在列管本体（43）上，所述导向杆（46）的下端位于列管本体（43）内的下部，多块扰流板（45）交错安装在导向杆（46）上，扰流板（45）与列管本体（43）之间留有间隙，所述刀型闸阀（41）安装在列管本体（43）的底部，在下管板（14）的管板本体（23）与刀型闸阀（41）之间的列管本体（43）上均布加工出气孔（42）；

所述上封头（10）上设置有第一热电偶口（7）、物料进口管（8）和人孔，所述上封头（10）与筒体（2）的上端焊接连接，所述下封头（1）上设置有第二热电偶口（15）、卸料检修口（17）和物料出口管（16），所述下封头（1）与筒体（2）的下端焊接连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器，其特征在于：所述防腐层（44）包括依次覆盖的钝化层、底涂层和导热型防腐涂层，所述底涂层的厚度为10～20um，导热型防腐涂层的厚度为40～60um。

3.根据权利要求1所述的一种用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器，其特征在于：所述锁紧机构（20）包括固定安装在内补强筒（18）外壁上的凸块，所述凸块等间距的布置在内补强筒（18）上，所述支撑圆筒（22）的内壁上加工有与凸块位置相匹配的衔接槽，所述凸块与衔接槽配合连接，所述支撑圆筒（22）上设置有对凸块进行锁紧的锁紧螺栓。

4.根据权利要求1所述的一种用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器，其特征在于：所述密封筒（21）采用聚四氟乙烯材料制作。

5.根据权利要求1所述的一种用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器，其特征在于：所述扰流板（45）上加工有多个透气孔。

6.根据权利要求1所述的一种用于顺酐生产的管壳式轴向列管反应器，其特征在于：所述物料进口管（8）的出料端伸入到上封头(10)的内部后连接有进料布料器。

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