CN2780764Y - 甲醇合成塔 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种甲醇合成塔，在壳体腔内轴心部位设置有中心管，中心管顶部接出气管，中心管底部安装有过滤筒，壳体内轴向排列的反应管束的上、下两端，分别固定密封在上、下管板上对应的插孔中，而底端具有卸料孔结构的内封头，固定密封在下管板的底面上构成下浮头，并且下管板的周沿及内封头的周沿与壳体的内壁间都留有膨胀间隙。本实用新型的甲醇合成塔的克服了管束和壳体间的温差应力和解决壳体内反应部分高温密封问题，并且更换催化剂填料方便，结构简单，制造成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种以天然气为原料合成甲醇的甲醇合成塔，尤其是能够克服反应管束和合成塔壳体间的温差应力确保合成塔安全，并方便更换催化剂填料的甲醇合成塔。
背景技术
甲醇合成塔是甲醇生产的心脏设备，在结构、材料、操作等方面都有严格的要求。传统的甲醇合成塔反应管束一般固定在上下管板上，上下管板分别焊接在壳体上。在生产过程中，由于反应管束和管板、壳体制造材料不同以及温度不同形成膨胀差，使管板和壳体以及反应管束和管板的连接处产生较大的温差应力，容易引起反应管束破裂，造成反应气体泄漏，减短设备使用寿命，产生生产事故。为了克服上述温差应力，中国实用新型说明书2004年10月13日公开了“一种甲醇合成塔”，公告号为“CN 2647420Y”，它的上管板和壳体间留有间隙，上管板和封头构成上浮头结构，该实用新型利用上浮头和伸缩节结构来解决热补偿问题。该实用新型虽然解决了反应管束和管板间、管板和壳体间的温差应力问题，但是，由于反应管束受热后向上膨胀，在高温下容易产生失稳弯曲的现象，反应管束间容易产生应力破坏仍然存在安全隐患，而且，工作过程或突然停机状况下反应气体和反应管外热交换介质间均存在较大的压力差，伸缩节要吸收较大的热膨胀量，就要求伸缩节的壁厚较薄，导致伸缩节能够承受的压力差较小，这一矛盾也导致了该实用新型在实际应用过程中难于推广。利用膨胀节结构解决热膨胀问题，还有设备元件增加，结构复杂，更换催化剂困难，增加制造成本和检修难度的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供一种可以克服在高温热膨胀过程中反应管束、管板和壳体间温差应力，保证高温膨胀过程中反应管束稳定不发生弯曲，并可方便的更换塔内的催化剂填料的甲醇合成塔。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
本实用新型的一种甲醇合成塔，在壳体顶面侧向固定有进气管和人孔，在壳体腔内轴心部位设置有中心管，该管的顶端与设置在壳体顶面中心部位的出气管固连密封，该管的下端口套插、密封、固定在壳体腔内下部水平设置的下管板上，该管的底部安装有过滤筒，设置在壳体腔内上部的水平上管板，其中心固定密封在中心管的外壁上，而其边沿则固定封闭在壳体的内壁上，并在壳体的侧壁上设置有进水管和出水管，其特征在于，壳体内轴向排列的反应管束的上、下两端，分别固定密封在上、下管板上对应的插孔中，而底端具有卸料孔结构的内封头，固定密封在下管板的底面上构成下浮头，并且下管板的周沿及内封头的周沿与壳体的内壁间都留有膨胀间隙，在下浮头内装有氧化铝球或瓷球。在反应管束受热膨胀时，由于下浮头与壳体间留有膨胀间隙，管束带动下管板一起向下自由膨胀，不与壳体发生接触，且在重力的作用下，保持反应管束的稳定不弯曲，该合成塔通过下浮头结构解决高温热膨胀和反应管束在膨胀过程中失稳弯曲的问题，并且结构简单，制造成本低。
为了避免反应气体接触管外换热介质且方便更换催化剂填料，本发明所采用的一种技术方案是在上述甲醇合成塔的内封头底部安装有自紧密封式卸料孔，下部小封头固定密封在外封头上，罩在自紧密封式卸料孔外，两个支撑环分别焊接在卸料筒内壁，圆形盖板固定在支撑环1406下方，圆形封板位于支撑环1403下方，圆形封板和支撑环1403间安装有密封环，椭圆形封板位于支撑环1403上方，椭圆形封板与支撑环1403之间安装有密封环，椭圆形封板和圆形封板用中心螺栓密封压紧。另一种技术方案是上述合成塔的下部小封头固定密封在外封头上，罩在密封焊卸料孔外，内封头底部安装密封焊卸料孔，卸料筒底部采用焊接方式密封，卸催化剂填料时割开焊接部分。
本实用新型的有益效果是：采用下浮头结构，在高温状态下，管束受热向下膨胀，由于管板、封头和壳体间存在间隙可以自由向下膨胀，很好的解决了反应管束和壳体高温热膨胀的问题，同时在反应管束受热向下膨胀时可以避免反应管束伸长时的失稳弯曲现象，保证设备安全，在内封头底部装有密封式卸料筒，避免反应气体与管外换热介质接触，使设备高温密封可靠，同时也便于更换催化剂填料，缩短了设备停机更换催化剂填料的时间，提高了生产效率。本实用新型还有结构简单，使用寿命长的优点。
附图说明
图1传统技术的甲醇合成塔纵剖面结构示意图；
图2采用上浮头和伸缩节结构的甲醇合成塔纵剖面结构示意图；
图3本实用新型甲醇合成塔的一个具体实施例的纵剖面结构示意图；
图4本实用新型甲醇合成塔内封头底部自紧密封式卸料孔结构示意图；
图5本发明甲醇合成塔内封头底部的自紧密封式卸料孔的局部示意图；
图6本实用新型甲醇合成塔内封头底部的密封焊卸料孔的结构示意图。
其中：附图标记，1为下部小封头，2为反应管束，3为出气管，4为氧化铝球或瓷球，5为进气管，6为中心管，7为人孔，8为上管箱，9为上管板，10为壳体，11为下管板，12为内封头，13为外封头，14为自紧密封式卸料孔，15为过滤筒，16为密封焊卸料孔，17为出水管，18为进水管，19为膨胀间隙，1401为中心螺栓，1402为圆形封板，1403为支撑环，1404为椭圆型封板，1405为挡板，1406为支撑环，1407为卸料筒，1408为密封环，1409为横梁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型中甲醇合成塔作进一步详细的说明和描述。
本实用新型甲醇合成塔的另一种实施例如图3，在壳体10顶面侧向固定有进气管5和人孔7，在壳体10腔内轴心部位设置有中心管6，该管的顶端与设置在壳体10顶面中心部位的出气管3固连密封，该管的下端口套插、密封、固定在壳体10腔内下部水平设置的下管板11上，该管的底部安装有过滤筒15，设置在壳体10腔内上部的水平上管板9，其中心固定密封在中心管6的外壁上，而其边沿则固定封闭在壳体10的内壁上，与壳体10内壁构成了上管箱8，并在壳体10的侧壁上设置有进水管18和出水管17，其特征在于，壳体10内轴向排列的反应管束2的上、下两端，分别固定密封在上、下管板9、11上对应的插孔中，而底端具有卸料孔结构的内封头12，固定密封在下管板“的底面上构成下浮头，并且下管板11的周沿及内封头12的周沿与壳体10的内壁间都留有膨胀间隙19，在下浮头内装有氧化铝球或瓷球4，可以使反应气体渗漏其中分布均匀，并可以起到支撑反应管束2内的催化剂的作用。工作状态下，水由进水管18流入壳体10，吸收反应气合成释放的热量后由出水管17流出，合成气体由壳体10顶面侧向的进管5进入，经反应管束2、内封头12、过滤筒15、中心管6后反应生成的甲醇气体由壳体10顶部的出气管3输出，人孔7平时处于密封状态，设备更换催化剂填料时打开。
本实用新型甲醇合成塔为了方便催化剂填料卸料，在壳体10腔内的内封头12的底部安装有自紧密封式卸料孔14结构，下部小封头1通过法兰结构用螺栓固定密封在外封头13上，罩在自紧密封式卸料孔14外，支撑环1403、1406分别焊接在卸料筒内部，圆形封板1402位于支撑环1403下方，圆形封板1402和支撑环1403间放有密封环1408，椭圆形封板1404位于支撑环1403上方，椭圆形封板1404和支撑环1403之间放有密封环1408，椭圆形封板1404和圆形封板1402用中心螺栓1401密封压紧，圆形盖板1405中心有通孔，在支撑环1406内水平固定有横梁1409，圆形盖板1405固定安装在横梁1409中间位置向下伸出的螺栓上。在生产状态下，圆形封板1402底面受到液体向上的压力压紧密封环1408，椭圆形封板1404受到气体向下的压力压紧密封环1408，双密封自紧结构保证了封头在高温高压下的密封性能。在更换催化剂时，卸下下部小封头1，将中心螺栓1401松开，卸下圆形封板1402，转动并移开椭圆形封板1404，再卸下圆形盖板1405，即可进行催化剂填料卸料。
本实用新型甲醇合成塔为了方便催化剂填料卸料的另一种实施例，在本实用新型甲醇合成塔壳体10内的内封头12的底部安装有密封焊卸料孔16结构，下部小封头1通过法兰结构用螺栓固定密封在外封头13上，罩在密封焊卸料孔16外，密封焊卸料孔16以焊接的方式将内封头密封，以保证管内合成气不与管外沸腾水接触，卸催化剂填料时，卸下下部小封头1，再割开密封焊卸料孔16即可，卸料完成后再将密封焊卸料孔16焊接密封。
本实用新型不限于具体实施方式的范围，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
Claims (5)
1.一种甲醇合成塔，在壳体(10)顶面侧向固定有进气管(5)和人孔(7)，在壳体(10)腔内轴心部位设置有中心管(6)，该管的顶端与设置在壳体(10)顶面中心部位的出气管(3)固连密封，该管的下端口套插、密封、固定在壳体(10)腔内下部水平设置的下管板(11)上，该管的底部安装有过滤筒(15)，设置在壳体(10)腔内上部的水平上管板(9)，其中心固定密封在中心管(6)的外壁上，而其边沿则固定封闭在壳体(10)的内壁上，并在壳体(10)的侧壁上设置有进水管(18)和出水管(17)，其特征在于：壳体(10)内轴向排列的反应管束(2)的上、下两端，分别固定密封在上、下管板(9)(11)的对应插孔中，而底端具有卸料孔结构的内封头(12)，固定密封在下管板(11)的底面上构成下浮头，并且下管板(11)的周沿及内封头(12)的周沿与壳体(10)的内壁间都留有膨胀间隙(19)。
2.根据权利要求1所述的甲醇合成塔，其特征在于，在下浮头内装有氧化铝球或瓷球(4)。
3.根据权利要求1所述的甲醇合成塔，其特征在于，内封头(12)底部安装有自紧密封式卸料孔(14)，下部小封头(1)固定密封在外封头(13)上，罩在自紧密封式卸料孔(14)外，支撑环(1403)、(1406)分别焊接在卸料筒(1407)内壁，圆形盖板(1405)安装在支撑环(1406)下方，圆形封板(1402)位于支撑环(1403)下方，圆形封板(1402)和支撑环(1403)间安装有密封环(1408)，椭圆形封板(1404)位于支撑环(1403)上方，椭圆形封板(1404)和支撑环(1403)之间安装有密封环(1408)，椭圆形封板(1404)和圆形封板(1402)用中心螺栓(1401)密封压紧。
4.根据权利要求3所述的甲醇合成塔，其特征在于，圆形盖板(1405)中心有通孔，在支撑环(1406)内水平固定有横梁(1409)，圆形盖板(1405)固定安装在横梁(1409)中间位置向下伸出的螺栓上。
5.根据权利要求1所述的甲醇合成塔，其特征在于，内封头(12)底部安装密封焊卸料孔(16)，下部小封头(1)固定密封在外封头(13)上，罩在密封焊卸料孔(16)外，密封焊卸料孔(16)卸料筒(1407)底部采用焊接方式密封。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1310862C (zh) * | 2005-04-30 | 2007-04-18 | 四川天一科技股份有限公司 | 甲醇合成塔 |
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- 2005-04-30 CN CN 200520034087 patent/CN2780764Y/zh not_active Expired - Lifetime
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Effective date of abandoning: 20050430 |
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