CN2623329Y - 流化床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种流化床反应器，包括床体，与床体下端连接并设有原料进口的下封头，夹持在下封头及床体之间的气体分布器，设置在床体内部的由换热管、管板及导热油分配器组成的换热结构，盘绕在床体外壁的半管夹套，设置在管板中心的合成气出口，分布在床体及封头上的检测口、排渣口、导热油进出口。这种新型的流化床反应器流化质量好，传热效率高，安装、维修方便，专用于直接法合成甲基氯硅烷单体。

Description

流化床反应器

技术领域

本实用新型涉及一种化学反应器，特别是涉及一种流化床反应器。

背景技术

目前，直接合成甲基氯硅烷单体所用的流化床反应器，由于其结构上存在的不合理性，使其反应生成物中所含的有效成份偏低，导致生产成本偏高，影响经济效益。而流化床的关键部分为床体底部的气体分布器及床体内部的换热装置，前者影响到原料气的流化质量，后者将影响反应器的换热效率。现在大多数的气体分布器被设计成筛板型、球冠型及类似结构，这类结构不仅存在气孔易堵塞，反应周期短，检修不方便等缺点，而且在一个生产周期内，其前后的流化质量存在较大差异，导致反应及不稳定。而另一关键部件——设置在床体内部的换热装置，多数被设计成U型管结构，或带内外管的指形管结构，U型管结构的缺点在于：一是相邻换热管之间是通过其上下端的U形弯头或横向短管连接的，影响了物料流化的通道，不利于流化，二是这种形式的换热管在与外管连接时，往往接口较多，给安装、检修带来不便，由于上述原因，现在有些流化床反应器采用了带内外套管的指形管结构，这种结构尽管避免了U型管结构的缺点，但是在换热管的布管方式上以及对进入换热管的导热油的分配上还存在着不足之处，例如，有些较大型的流化床利用导热油分配箱来分配导热油，这种分配箱减少了内部的换热管与外管连接接头的数量，方便了安装、检修，但这种分配箱在分配导热油时，是把进入油箱的导热油同时分配给每根换热管然后又同时排出的，而当换热管数量较多时，则需要选用大流量的导热油泵来供油，给油泵选型带来不便，况且，每次循环泵入的导热油在换热管中流经的时间过短，带走热量有限，导致传热效率低而动力消耗高，影响经济效益。

实用新型内容

为了提高流化床反应器的流化质量及传热效率，本实用新型从改进气体分布器及换热装置的结构入手，为直接合成甲基氯硅烷提供一种安装、检修方便，原料气体分布均匀、流化质量高、传热效果好的流化床反应器。

本实用新型流化床反应器结构如(图一)所示，包括：中心进料口1，下封头2，气体分布器3，侧向进料口4，锥形筒体5，半管夹套6，筒体7，指形换热管8，中心假管9，耳式支座10，固定管板11，导热油出口12，导热油进口13，多腔式导热油分配器14，导热油进口15，可调式中心出料管16，分布在筒体、封头上的工艺管口及检测口。其中气体分布器设计成布满细小筛孔的锥形板结构，这种分布器的锥角、开孔率、筛孔直径以及筛孔的排列方式经过严格计算及反复试验使其达到最佳效果，由于分布器带有锥角，形成了一定的下滑坡度，因此，当床体内的固体物料回落到分布器上时，不会因为堆积而堵塞气孔，实践证明，经过这种分布器整流的原料气不仅流化质量好，而且状态稳定，持续时间长，有效地促进了反应的进行。反应器的换热装置由设置在床体内部的换热管、床体上部的固定管板及导热油分配器组成，换热管为内外套管式的指形管结构，这种结构的优点在于取消了位于换热管下端的U形弯头或短管，从而使整个床体部分保持了较高的空隙率，有利于改善流化质量。换热管的数量、大小以及排列方式会直接影响到反应器的传热效率，由于反应生成热在整个床截面内并不是均匀分布的，为了达到均衡换热的要求，只采用单一均匀的布管方式是不合理的，因此，我们采取了由正三角形和辐射形相结合的组合式布管，这种布管型式，中密外疏，有利于均衡换热。固定管板用来悬挂床体内的换热管，并将导热油与反应物料分隔，管板下方是反应床，而其上方是导热油分配器。导热油分配器用来分配流经各换热管中的导热油，这种导热油分配器被设计成多腔式结构，其特点在于，进入分配器的导热油并不同时分配给所有的换热管而后又同时排出，而是将所有的换热管分成相等数量的几组，每组对应一个油腔，相邻油腔和油腔之间通过开孔而连通，这样，便可以使导热油首先进入一个油腔，通过该油腔将导热油分配给相应的一组换热管，然后折回到另一油腔，再通过这个油腔将油分配给该油腔对应的一组换热管，如此循环，直至排出。这种结构的优点是，当换热管数量较多时，可以先通过计算把换热管分成等数量的几组，然后再计算出进入每组换热管的导热油的流量以及进出口的压降，这样，即方便油泵的选型，又节约了动力消耗。合成气出口设置在管板中心，并设计成可折结构，有利于对出口的插入位置进行调整。分布在筒体、封头上的多个测温口、测压口用于温度及压力的检测和控制，取样口用于对反应生成物进行取样分析以便极时作出调整。

本实用新型流化床反应器的工作过程是：含气、固两相的混合原料由中心进料管进入，与从侧向进料口进入并经分布器整流的气体原料均匀混合并进行反应，生成的产物通过合成气出口导出，在一个生产周期结束后，通过折除封头及换热装置来对反应器进行清洗和检修，反应器内的温度及压力分别由各测温口和测压口检测并控制，床体外壁的半管和床体内部的指形换热管通过导热油的循环，来带入反应启动所需要的热量以及移出反应生成热。

本实用新型流化床反应器的优点是：1.采用的锥形气体分布器，流化质量好，气孔不易堵塞，而且流化状态稳定，持续时间长。2.采用了组合式布管方式，有利于均衡传热。3.采用了多腔式导热油分配器，提高了传热效率，节约了动力消耗。4.采用了固体原料由中心管进料的方式，有利于气固两相均匀混合，同时也改善了流化质量。5.采用了可折式的合成气出口，便于调节出口管的插入深度。

附图说明

图一：本实用新型流化床反应器结构示意图

图二：锥形气体分布器结构示意图

图三：多腔式导热油分配器

图四：换热管排列方式

Claims (2)

1.一种流化床反应器，其特征是：该反应器包括床体，与床体下端连接并设有原料进口的下封头，夹持在下封头及床体之间的气体分布器，设置在床体内部的由换热管、管板及导热油分配器组成的换热结构，盘绕在床体外壁的半管夹套，设置在管板中心的合成气出口，分布在床体及封头上的检测口、排渣口、导热油进出口。

2.如权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于，气体分布器为锥形结构；固体物料与部分气体物料混合后由中心进料管直接进入反应器内；换热管的排列方式为正三角形和等径辐射形相结合的组合布管方式；导热油分配器为多腔式结构；合成气出口为可拆结构。

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