DE1627749A1

DE1627749A1 - Aus Platten und Rohren bestehende Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1627749A1
Application number: DE19671627749
Authority: DE
Inventors: Monroe Paul Seeley
Original assignee: Halcon International Inc
Current assignee: Halcon International Inc
Priority date: 1966-03-29
Filing date: 1967-03-29
Publication date: 1971-05-13
Also published as: ES338609A1; NL6702516A; GB1185915A; US3468014A

Description

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Halcon International, Inc New York, NpY,_Γ ν*St.A.

Aus Platten und Bohren bestehende Vorrichtung

und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung verschiedener Vorrichtungen, wie sie in der chemischen Verfahrenstechnik verwendet werden, und insbesondere auf ein Verfahren zum Zusammenbauen von aus Platten und Rohren bestehenden Vorrichtungen, bei welchen die Platten und Rohre aus verschiedenen Metallen bestehen. Die Erfindung bezieht sich auch auf derartige Vorrichtungen.

Die chemische Verfahrenstechnik erfordert verschiedene Anlagen mit enormer Größe» Beispielsweise ist es bei katalytlschen Verfahren, bei welchen ein Katalysator in rohrförmigen Reaktoren verwendet wird, zur Erzielung wirtschaftlicher Verfahren erforder-

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lieh, daß diese Reaktoren aahr gro3 sind. Um Herstellung, Veraand, Aufrichtung und dergleichen wirtschaftlich zu gestalten, ist es häufig erwünscht? die Rohre au3 leichterem und dünnerem Metall- wio rostfreiem Stahl, herzustellen, während die Platten oder Wände (sheets) aus schwerem; üblichen Kohlenetoffstahl bestehen. Bei solchen Anordnungen ist es höchst wichtig, daß eine wirksame Verbindung der Rohre mit den Platten oder dergleichen durvh Vorschweißung erzielt wird.

Wenn ungleiche Metalle verwendet werden, ist die Verbindung der Metallflächen durch Schweißen eins ziemlich komplizierte und schwierige Aufgäbe. Ein Ausweg würde darin bestehen, die Oberfläche der Platte mit dem gleichen Metall zu verkleiden, aus welchem das Rohr besteht; aber solche Verkleidungstechniken sind selbst sehr kostspielig»

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung» eine verbesserte Vorrichtung mit Oberflächen aus verschiedenen Metallen zu schaffen. Es ist insbesondere ein Ziel der Erfindung, eine aus Platten und Rohren bestehende Vorrichtung und ein Verfahren zum Zusammenbauen dieser Vorrichtung zu schaffen.

Bin besonderes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Zusammenbauen eines rohrförmigen Reaktors mit Rohren aus rostfreiem Stahl und Platten aus Kohlenstoffstahl.

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Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert= Ee zeigt

Figur % eine Draufsicht auf eine Anordnung eines rohrförmigen Reaktors mit dreieckiger Einteilung gemäß der Erfindung,

Figur 2 einen Schnitt längs der Linie AA in Figur 1,

Figur 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungβform einer Anordnung eines rohrförmigen Reaktors mit quadratischer Einteilung gemäß der Erfindung und

Figur k einen Schnitt längs der Linie A-A in Figur 3·

In aus Platten und Röhren bestehenden Vorrichtungen (sheet and tube apparatus ) sind die Rohre in geeigneten Löchern in den Platten angeordnet Die Rohre sind normalerweise in einer dreieckigen Einteilung angeordnet, d.h, die Mitten benachbarter Rohre bildeαdieEcken eines gleichseitigen Dreiecks, oder sie sind in einer quadratischen Einteilung angeordnet, d.h. die Mitten benachbarter Rohre bilden dieEcken eines Quadrats. Andere Einteilungen sind möglich,, Die Rohre sind so angeordnet,, daß die Rohrenden etwas über die äußere Plattenoberfläche hinausstehen, wie beispielsweise in Figur 2 gezeigt. Die Rohrenden können .'»ich etwas erweitern_c wenn gewünscht»

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Gemäß der Erfindung werden Blecheinsätzo , weiche in einer die Form der Plattenoberflache zwischen den Rohren.annähernden Form ausgestanzt sind und aus dem gleichen Metall bestehen wie die Rohre, auf der Platte zwischen benachbarten Rohren angeordnet. Diese Einsätze werden aneinander und an die Rohrenden geschweißt _r welche über die Plattenoberfläche hinausstehen._t und bilden dadurch eine dichte und gleichförmige Oberfläche.

Die vorliegende Erfindung kann am besten in Bezug auf das besondere Verfahren zum Zusammenbauen einer aus Platten und Rohren bestehenden Vorrichtung, wie eines rohrförmigen Reaktors, erläutert werden ο Es ist jedoch klar, daß die Erfindung auch auf andere Vorrichtungen anwendbar ist.

Wie aus Figuren 1 und 2 ersichtlich, in welchen ein rohrförroiger Reaktor mit dreieckiger Einteilung aus rostfreien Stahlrohren und Platten aus Kohlenstoffstahl zusammengebaut ist, werden die Rohre durch geeignete Löcher in der Platte gesteckt. Das Ende jedes Rohres erstreckt sich über die Oberfläche der Platte, wie in Figur 2 gezeigt, und ist leicht erweitert. Bei solchen Rohranordnungen ist es bekannt die Rohre so anzuordnen, daß die Mitten die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks bilden. Der Abstand zwischen den Mitten benachbarter Rohre ist als Rohrabstomd I» definiert, während der Außendurchmesser jedes Rohres der Durchmesser d ist. Gemäß der Erfindung wird ein Blecheinsats mit einer solchen Form, daß er auf der Oberfläche der Platte 2 auf-

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liegt, während er dicht zwischen benachbarte Rohre zwischen drei benachbarte Rohre gelegt. Andere ähnlich· Einsätze werden auf der Oberfläche der Platte verteilt and < die Einsätze werden aneinander und an das Rohr geechweidt, so daß eine dichte und gleichförmige Oberfläche gebildet wird. Die Schweißung ist mit 3 bezeichnet.

Die Einsätze bestehen aus dem gleichen Metall wie die Rohr· und daher läßt sich leicht eine gute Bindung durch übliche Schweißverfahren erzielen.

Das Schweißen der Einsätze aneinander und an die Rohre wird fortgesetzt, bis der ganze rohrförmig· Reaktor fertiggestellt ist. Während des Schweißens der Einsätze aneinander und an die Rohre dringt die Schweißung bis zur Platt· durch und legt daher die Einsätze sicher an der Platte fest.

Figuren 3 und k sind den Figuren 1 und 2 allgemein gleich »it der

Ausnahme, daß eine Anordnung von Platt· und Rohren gewählt ist, bei der die Rohre ein· quadratisch· Einteilung boeits«n.

Die Vorteile der vorliegendem Erfindung sind wichtig, da sie die Wirtschaftlichkeit belts Erstellen einer Anlage betreffen. Die Einsatz® lassen sich leicht durch übliche Blechstanzverfahran tent©? Verwendung von Abfall era5i@l©a und können leicht versandt und gelagert worden,, bis ihre Verwendung

BlecbetsnÜv^^^ii» «otor Ver^^duns »w Abfall mvmfXm* und können leicht voronndt und golagas-t vordm,. bis lter· Verwendung

erforderlich ist. Die bisher üblichen sperrigen Anlagen und

Teile werden durch die Verwendung dieser verhältnismäßig kleinen

f Einsätze im wesentlichen vermieden. Auch die Anschaffungskosten von vollständig verkleideten Platten werden vermieden. In Anbetracht der Normung von Rohrgröße und Einteilung können die für eine bestimmte Anlage bestimmten geometrischen Einsätze leicht in Massenherstellung erzeugt werden.

Vorzugsweise sind die Einsätze so ausgebildet, daß sie die von benachbarten Rohren gebildete Fläche so eng wie es praktisch aSriich ist annähern, wie in den Figuren gezeigt. Die Formen können jedoch beträchtlich voneinander unterschieden s<nn, wobei das Grundcrfordernis darin besteht, daß die Einsätze leicht zwischen benachbarte Rohre gelegt werden können und einen größeren Teil der Oberfläche zwischen den Rohren einnehmen.

Eine bevorzugte Form der Einsätze besteht aus abwechselnden Bögen eines Kreises, der etwas größer ist Al· die Außendurchmesser der Rohre, welche durcljfeerad» Abschnitte miteinander verbunden sind, wie in den Figuren 1 und 3 gezeigt.

Di«s Erfindung wurde sswar iss Verbindung mit dem Zusammenbau eines

rohrförmigen Raaktors mit rostfreien Stahlrohren, Platten aus

♦ ■ - -

Kohlenstoffstahl wnd rostfreiem Stahlelnsätzesi beschrieben, es

ist fUr d®« Faehmasssj jedoch klar, daß die Erfindung allgemein

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bei der Herstellung von aus Platten und Rohren bestehenden Vorrichtungen anwendbar ist, bei welchen die Rohre aus einem anderen Metall bestehen als die Platten. Andere Anwendungebeispiele sind βit Verwendung von bestimmten anderen Legierungsstahlrohren mit Kohlenstoffstahlplatten, die Verwendung von Rohren aus Titan oder einem anderen Metall mit Kohlenstoff stahlplatte^ vsmd dergleichen.

Die Erfindung ist auch, auf rohrförmige Anordnungen mit allen üblichen Rohreinteilungen und -Größsn von sehr kleinen Kohr durv:htneseorn bis zu Rohren mit @ira®ss Durchmesser von 15« 2 cm ( 6 inchoa) oder darüber anwondbar. Gleichoroaßefi ist ersichtlich, daß die Platte selbst eine beliebig© Größe &®8±tsen kann. Ein großer Vorteil der Erfindusg fö©s£©tii des'ia, daß die Einsätze im wesentlichen unabhängig voa dew <S©oamtgS'BBm des Reaktors β jedoch abhängig von Rohreinteilung uad -Seffsteioseea· sind. Dies erleichtert die Herstellung und Verwendung dieser Einsätze.

Es wird weiter bemerkt, daß rings um dieEnden der Plattes Teileinsätze verwendet werden,, um die gleichfurraige Oberflächenausbildung fertigzustellen. Solche Einsätze können zweckmäßigerweise an Ort und Stelle geschnitten und featgeschweißt werden, um den Zusammenbau des Reaktorgefässee zu beenden.

BAD ORTGINAL

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Das folgende Beispiels dient zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel

Bin aus Platten und Rohren bestehender Reaktor wird gemäß der in den Figuren 1 und 2 dargestollan Ausführungsform hergestellt Die Platte besteht aus 10"-Kohlenstoffstahl und hat einen Durchmesser von k,7Z m (186 inches). Die Plattendicke beträgt 3,56 mm (O„1UO^H) oder 10 . Die Rohre mit der Bezeichnung

196OO bestehen aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 22 Die Rohre sind 7,62 m (25 feet) lang. Der dreieckige Rohrabstand beträgt 3,17 cm (1 1/4 inches) und der Rohraußendurchmesser beträgt 2,54 cm {"S inch).

Pie Rohre werden durch geeignete Löcher in der Platte eingesetzt, wie oben in Verbindung mit Figur 2 beschrieben, und werden an dem etwas über die Oberseite oder Plattenaußenfläche vorstehenden Ende leicht erweitert. Aus rostfreiem 10ga-Stahl gestanzte Einsätze mit der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Form werden zwischen drei benachbarte Rohre mit Ausnahme der am nächsten am äußeren Plattexarand gelegenen Rohre eingesetzt , wobei die Einsätze für diese Rohre so geschnitten werden,· daß sie mit der äußeren Plattenform übereinstimmen. Di· Einsätze werden an die Rohre sowie an die nächst benachbarten Einsätze

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durch übliche Schweißverfahren angeschweißt. Durch das geschilderte Verfahren wird ein aus Platte oder Gehäuse und Rohren bestehender Reaktor erzeugt, welcher zweckmäßig btA solchen Verfahrenstechniken, wie der Herstellung von Äthylenoxyd durch das katalytlsche Oxidieren von Äthylen, angewendet werden kann.

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Claims

I Belege·*· 2 m p. - 10 - Patentansprüche

1. Verfahren zum Zusammenbauen einer aus Platten und Rohren bestehenden Vorrichtung, bei welcher Rohre und Platten aus verschiedenen MetaUsnbestehan, dadurch, gekennzeichnet, daß die Rohre durch geeignete Löcher in den Platten gesteckt werden, ein Einsatz angebracht wird, welcher mit dem Zwischenraum zwischen benachbarten Rohren übereinstiemt und aus dem gleichen Metall besteht wie die Rohre, und daß der Einsatz und die Rohre miteinander verschweißt werden.

2, Verfahren zum Zusammenbauen eines eine Vielzahl von Rohren aufweisenden, rohrförmigen Reaktozs mit dreieckiger Einteilung, bei welchem die Rohre und Platten aus verschiedenen Metallen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatz zwischen drei benachbarten Holiren angeordnet wird« welcher aus dem gleichen Metall besteht wie die Rohre uad mit dem Zwischenraum zwischen den Rohren übsreisistimiat, und daß der Einsatz an den Rohren angeschweißt wird.

J, Verfahren suua Zusammenbauen eines eine Vielzahl von Rohren aufweisenden, rohrförmigen Reaktors mit einer quadratischen Einteilung, boi weleöew die Rohre und Platten aus verschiedenen Metallen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatz zwischen vier benachbarten Rohren angeordnet wird, welcher

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aus dem gleichen Metall besteht wie die Rohre und mit dem Zwischenraum zwischen de» Rohren übereinstimmt, und daß dieser Einsatz an den Rohren angeschweißt wird.

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