KR101737670B1

KR101737670B1 - Multitubular reactor

Info

Publication number: KR101737670B1
Application number: KR1020130141935A
Authority: KR
Inventors: 최준원; 임예훈; 홍유식
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2017-05-18
Also published as: KR20150058768A

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 다관식 반응기는 상부판과 하부판 사이의 중앙에 구비된 지지기둥관; 상기 지지기둥관의 길이 방향을 따라 구비된 다수의 배플판; 상기 상부판과 하부판의 테두리를 따라 구비된 측면 하우징; 상기 측면 하우징의 하부 일측 또는 상기 하부판에 구비된 열매체 유입구; 상기 측면 하우징의 상부 타측 또는 상기 상부판에 구비된 열매체 배출구; 상기 열매체 유입구에 연결된 내부공간에 구비되어 상기 열매체의 이동경로를 위,아래로 반복 형성하여 온도편차를 줄이는 구조물; 및 상기 상부판, 상기 하부판, 상기 다수의 배플판 및 상기 구조물을 관통 구비한 다수의 반응관;을 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a shell-and-tube type reactor includes a support column tube provided at a center between an upper plate and a lower plate; A plurality of baffle plates provided along the longitudinal direction of the support column tube; A side housing provided along an edge of the upper plate and the lower plate; A heating medium inlet provided on a lower side of the side housing or on the lower plate; A heating medium discharge port provided on the other side of the side housing or the upper plate; A structure provided in an internal space connected to the heating medium inlet to repeatedly form a moving path of the heating medium up and down to reduce a temperature deviation; And a plurality of reaction tubes passing through the top plate, the bottom plate, the plurality of baffle plates, and the structure.

Description

[0001] MULTITUBULAR REACTOR [

본 발명은 다관식 반응기에 관한 것이다.
The present invention relates to a shell-and-tube reactor.

일반적으로 열교환기 형태의 다관식 촉매 반응기는 반응에 의해 발생하는 열을 효율적으로 제거할 목적으로 사용되는 반응기의 한 형태이다. 이러한 형태의 반응기에서는 다수의 반응 튜브에 고체 촉매를 충진하고, 이 반응 튜브에 반응 가스를 공급해 원하는 성분을 얻기 위한 화학 반응을 일으키며, 화학 반응이 최적의 상태로 일어날 수 있도록 열매체를 반응기 쉘에 순환시킨다. In general, a multi-tubular catalytic reactor in the form of a heat exchanger is a type of reactor used for the purpose of efficiently removing the heat generated by the reaction. In this type of reactor, a plurality of reaction tubes are filled with a solid catalyst, a reaction gas is supplied to the reaction tubes to cause a chemical reaction to obtain desired components, and a heating medium is circulated to the reactor shell .

다관식 촉매 반응기에서는 반응 튜브의 국부적인 지점에서 핫 스팟(hot spot)이 발생하는 경향이 있고, 이러한 핫 스팟은 촉매의 열화에 의한 수명 단축과 원하는 목적 생성물에 대한 선택율 감소와 같은 문제를 일으키므로, 반응기 내부 다수의 반응 튜브에 효율적으로 열전달시켜 핫스팟을 감소시키기 위한 다양한 방법들이 시도되어 왔다. In a multi-tubular catalytic reactor, hot spots tend to occur at local points of the reaction tube, and such hot spots cause problems such as shortening the lifetime due to deterioration of the catalyst and decreasing the selectivity to a desired target product Various methods have been attempted to efficiently transfer heat to a plurality of reaction tubes in the reactor to reduce hot spots.

예를 들어, 선행기술문헌에서는 열매체에 대한 순환장치가 구비되고 쉘에 도넛형과 원반형의 배플판이 교대로 구비된 다관식 반응기를 통해 반응기 내부의 임의 영역 내에서 열매체의 흐름 속도를 일정하게 유지시킴으로써 열전달 성능을 향상시키도록 구현한다. For example, in the prior art document, by maintaining the flow rate of the heating medium constant within an arbitrary region inside the reactor through a multi-tubular reactor having a circulating device for the heating medium and alternately provided with toroidal and disc- So as to improve the heat transfer performance.

또한, 상부 및 하부 튜브 시트 사이와 횡단면에서 쉘의 주변과 중앙 부분 사이의 쉘에서 반응 튜브를 갖지 않는 순환통로를 구비함으로써, 열매체가 반응 튜브 영역을 통해 흐를 때보다 순환통로를 통해 흐를 때에 짧은 시간에 주변 영역으로 이동한다. Further, by providing the circulation passage between the upper and lower tube sheets and the shell between the peripheral portion and the central portion of the shell at the transverse section without a reaction tube, it is possible to prevent the heating medium from flowing through the circulation passage To the surrounding area.

그러므로 순환통로를 통해 통과하는 열매체는 반응 튜브와 뚜렷하게 접촉하지 않고 적은 양으로 반응열을 회수하기 때문에, 상대적으로 짧은 시간 내에 상대적으로 낮은 온도로 주변 부분에 도달할 수 있도록 상대적으로 높은 온도의 열매체와 혼합한다. Therefore, the heat medium passing through the circulation passage is mixed with the heat medium at a relatively high temperature so as to reach the peripheral portion at a relatively low temperature in a relatively short time, do.

그러나 이러한 종래의 다관식 반응기는 반응 튜브에 유입되는 원료 기체가 열매체의 온도보다 낮은 온도로 유입되기 때문에, 열매체가 반응기 중심 방향을 거쳐 말단으로 갈수록 열을 잃어 열매체의 유입 부분과 말단 부분의 온도가 균일하지 않다는 문제점이 있다.
However, in the conventional multitubular reactor, since the raw material gas flowing into the reaction tube flows at a temperature lower than the temperature of the heating medium, heat is lost as the heating medium moves toward the end through the center of the reactor and the temperature of the inlet portion and the end portion of the heating medium There is a problem that it is not uniform.

특허문헌 1: 대한민국 공개특허 제2001-0050267호Patent Document 1: Korean Patent Publication No. 2001-0050267

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 내부에 발생하는 온도편차를 해소한 내부 구조물을 구비한 다관식 반응기를 제공하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide a shell-and-tube type reactor having an internal structure in which a temperature deviation generated therein is eliminated.

본 발명의 일실시예에 따른 다관식 반응기에서 상기 구조물은 상기 지지기둥관으로부터 이격되어 상기 지지기둥관을 중심으로 원주를 따라 "ㄱ"자 단면 또는 "T"자 단면으로 상기 하부판에 연결 장착된 제 1 격벽; 상기 제 1 격벽에 대해 내측에 이격하여 상하 반전된 "ㄱ"자 단면 또는 "T"자 단면으로 상기 지지기둥관을 중심으로 원주를 따라 상기 배플판 중 최하부 배플판의 아래면에 연결 장착된 제 2 격벽; 및 상기 제 2 격벽에 대해 내측으로 이격하여 상기 지지기둥관에 원반형태로 구비된 제 3 격벽;을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the shell-and-tube type reactor according to an embodiment of the present invention, the structure is spaced apart from the support column tube and connected to the lower plate with a "?" A first bank; A baffle plate which is connected to a lower surface of the lowermost baffle plate of the baffle plate along a circumference of the support column tube with a "a" 2 bulkheads; And a third partition wall spaced inwardly from the second partition wall and provided in a disc shape in the support column tube.

본 발명의 일실시예에 따른 다관식 반응기에서 상기 다수의 배플판은 상기 지지기둥관에 접합되고 상기 측면 하우징에 이격된 원반형태의 배플판; 및 상기 지지기둥관으로부터 이격되고 상기 측면 하우징에 접합된 도넛형태의 배플판;을 포함하고, 상기 원반형태의 배플판과 상기 도넛형태의 배플판은 교대로 다수 구비되는 것을 특징으로 한다. In the multitubular reactor according to an embodiment of the present invention, the plurality of baffle plates include disc-shaped baffle plates bonded to the support column tube and spaced apart from the side housing; And a donut-shaped baffle plate spaced apart from the support column pipe and joined to the side housing, wherein the disk-shaped baffle plate and the donut-shaped baffle plate are alternately provided.

본 발명의 일실시예에 따른 다관식 반응기에서 상기 최하부 배플판은 상기 지지기둥관으로부터 이격되고 상기 측면 하우징에 접합된 도넛형태의 배플판인 것을 특징으로 한다. In the multi-tubular reactor according to an embodiment of the present invention, the lowermost baffle plate is a donut-shaped baffle plate spaced from the support column tube and joined to the side housing.

본 발명의 일실시예에 따른 다관식 반응기에서 상기 다수의 배플판은 반경의 일 방향으로 절단되어 나선 형태로 상기 지지기둥관 또는 상기 측면 하우징에 접합된 것을 특징으로 한다. In the shell-and-tube type reactor according to an embodiment of the present invention, the plurality of baffle plates are cut in one direction of a radius and are joined to the support column tube or the side housing in a spiral shape.

본 발명의 일실시예에 따른 다관식 반응기에서 상기 구조물은 상기 열매체 유입구로부터 이격되어 상기 열매체 유입구를 중심으로 원주를 따라 "ㄱ"자 단면으로 상기 하부판에 연결 장착된 제 1 격벽; 상기 제 1 격벽에 대해 외측으로 이격하여 상하 반전된 "ㄱ"자 단면 또는 "T"자 단면으로 상기 열매체 유입구를 중심으로 원주를 따라 상기 배플판 중 최하부 배플판의 아래면에 연결 장착된 제 2 격벽; 및 상기 제 2 격벽에 대해 외측으로 이격하여 상기 측면 하우징에 도넛형태로 구비된 제 3 격벽;을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the multitubular reactor according to an embodiment of the present invention, the structure includes a first partition wall spaced apart from the heat medium inlet and connected to the lower plate along the circumference of the heat medium inlet, And the second baffle plate is connected to the lower surface of the lowermost baffle plate of the baffle plate along a circumference around the heat medium inlet, septum; And a third partition wall formed on the side housing in a donut shape, the third partition wall spaced outwardly from the second partition wall.

본 발명의 일실시예에 따른 다관식 반응기에서 상기 지지기둥관의 하단부는 상기 열매체 유입구를 둘러싸는 다수의 하부 봉을 매개로 하여 상기 열매체 유입구에 대응 위치하고, 상기 지지기둥관의 상단부는 상기 열매체 배출구를 둘러싸는 다수의 상부 봉을 매개로 하여 상기 열매체 배출구에 대응 위치하는 것을 특징으로 한다. In the shell-and-tube type reactor according to an embodiment of the present invention, the lower end of the support column tube corresponds to the heat medium inlet through a plurality of lower rods surrounding the heat medium inlet, and the upper end of the support column tube is connected to the heat medium outlet And a plurality of upper rods surrounding the heat medium discharge port.

본 발명의 일실시예에 따른 다관식 반응기에서 상기 최하부 배플판은 상기 측면 하우징으로부터 이격되고 상기 지지기둥관에 접합된 원반형태의 배플판인 것을 특징으로 한다.
In the multitubular reactor according to an embodiment of the present invention, the lowermost baffle plate is a disc-shaped baffle plate spaced from the side housing and joined to the support column pipe.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional, dictionary sense, and should not be construed as defining the concept of a term appropriately in order to describe the inventor in his or her best way. It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 다관식 반응기는 내부적으로 열매체의 온도편차가 심하게 발생하는 하부판 영역에 구조물을 구비하여 온도편차를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 균일한 내부 온도를 갖는 상태에서 다수의 반응관을 통해 신뢰성을 있는 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.
The shell-and-tube type reactor according to the embodiment of the present invention is capable of reducing the temperature deviation by providing a structure in a region of the lower plate where the temperature difference of the heating medium is generated internally, It is possible to produce a product with reliability through the use of the product.

도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다관식 반응기의 단면도.
도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다관식 반응기의 하부 구조를 확대한 확대도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다관식 반응기의 온도 편차 효과를 설명하기 위한 이미지들.
도 3a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다관식 반응기의 단면도.
도 3b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다관식 반응기의 하부 구조를 확대한 확대도. FIG. 1A is a cross-sectional view of a shell-and-tube type reactor according to a first embodiment of the present invention; FIG.
1B is an enlarged view of an enlarged bottom structure of a shell-and-tube type reactor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view illustrating a temperature deviation effect of the multitubular reactor according to the second embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3A is a cross-sectional view of a shell-and-tube type reactor according to a third embodiment of the present invention; FIG.
3B is an enlarged view of an enlarged bottom structure of a shell-and-tube type reactor according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다관식 반응기의 단면도이고, 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다관식 반응기의 하부 구조를 확대한 확대도이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1A is a cross-sectional view of a multitubular reactor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged view of a bottom structure of a multitubular reactor according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 다관식 반응기(100)는 도 1a에 도시된 바와 같이 원통형의 외형을 갖는 구조로서, 상부판(101)과 하부판(102)의 테두리를 따라 구비된 측면 하우징(110), 측면 하우징(110)의 하부 일측에 구비된 열매체 유입구(111), 측면 하우징(110)의 상부 타측에 구비된 열매체 배출구(112), 상부판(101)과 하부판(102) 사이의 중앙에 구비된 지지기둥관(120), 지지기둥관(120)의 길이 방향을 따라 구비된 다수의 배플판(103...106), 열매체 유입구(111)에 연결된 내부공간에 구비되어 열매체의 이동 경로를 위,아래로 반복 형성하여 온도편차를 줄이는 구조물(130), 및 상부판(101)과 하부판(102)을 관통하여 다수의 배플판(103...106)에 관통 구비된 다수의 반응관(140)을 포함한다. The shell-and-tube type reactor 100 according to the first embodiment of the present invention has a cylindrical outer shape as shown in FIG. 1A, and includes a top plate 101 and a side housing 102 provided along the rim of the bottom plate 102 A heating medium inlet 111 provided at one side of the lower side of the side housing 110, a heating medium outlet 112 provided at the other side of the upper side of the side housing 110, A plurality of baffle plates 103 to 106 provided along the longitudinal direction of the support column pipe 120 and a plurality of baffle plates 103 to 106 provided in the inner space connected to the heat medium inlet port 111, And a plurality of baffle plates 103 ... 106 which pass through the upper plate 101 and the lower plate 102 and pass through the plurality of baffle plates 103 ... 106, And a tube 140.

다수의 배플판(103...106)은 도넛형태의 배플판과 원반형태의 배플판을 교대로 구비한 형태로서, 예컨대 제 1 배플판(103)과 제 3 배플판(105)처럼 지지기둥관(120)으로부터 이격되고 측면 하우징(110)에 접합된 도넛형태의 배플판, 및 제 2 배플판(104)과 제 4 배플판(106)처럼 지지기둥관(120)에 접합하고 측면 하우징(110)에 이격된 원반형태의 배플판을 포함하고, 지지기둥관(120)을 따라 도넛형태의 배플판과 원반형태의 배플판을 교대로 장착한 형태이다. The plurality of baffle plates 103 ... 106 are alternately provided with a donut-shaped baffle plate and a disk-shaped baffle plate. For example, like the first baffle plate 103 and the third baffle plate 105, A donut-shaped baffle plate spaced from the tube 120 and bonded to the side housing 110 and a second baffle plate 104 and a fourth baffle plate 106 joined to the support post tube 120, Shaped baffle plates spaced apart from each other and spaced apart from each other, and a donut-shaped baffle plate and a disk-shaped baffle plate are alternately mounted along the support column pipe 120. [

이러한 다수의 배플판(103...106)은 지지기둥관(120) 또는 측면 하우징(110)에 접합 장착되어, 열매체 유입구(111)를 통해 유입된 냉매 또는 열매 등의 열매체가 열매체 배출구(112)로 배출되기까지 지그재그의 순환 경로를 형성한다. The plurality of baffle plates 103 ... 106 are attached to the support column tube 120 or the side housing 110 so that the heating medium such as the refrigerant or the heat introduced through the heating medium inlet 111 flows into the heating medium outlet 112 A zigzag circulation path is formed.

다수의 반응관(140)은 열매체에 의한 냉각 또는 가열의 열전달이 이루어지는 물질이 통과하는 다수의 관으로서, 지지기둥관(120)을 중심으로 원주 방향으로 상부판(101), 하부판(102), 다수의 배플판(103...106) 및 구조물(130)을 관통하도록 다수 구비된다. 이러한 다수의 반응관(140) 내에서는 발열반응 또는 흡열반응의 화학 또는 물리반응이 일어날 수 있다. 여기서, 다수의 반응관(140)을 통과하는 물질은 화학 또는 물리반응 이전의 반응물(들), 화학 또는 물리반응 이후의 생성물(들), 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 화학 또는 물리반응 없이 단순히 열전달만 이루어지는 물질일 수도 있다. The plurality of reaction tubes 140 are a plurality of tubes through which a material for heat transfer by cooling or heating by a heating medium passes. The plurality of reaction tubes 140 includes an upper plate 101, a lower plate 102, A plurality of baffle plates 103 ... 106 and a structure 130 are provided. In the plurality of reaction tubes 140, an exothermic reaction or a chemical reaction or a physical reaction of the endothermic reaction may occur. Here, the material passing through the plurality of reaction tubes 140 may be the reactant (s) prior to the chemical or physical reaction, the product (s) after the chemical or physical reaction, or a mixture thereof, It may be a material that only transfers heat.

구조물(130)은 다관식 반응기(100)의 내부에 발생하는 온도편차를 줄이기 위해 다관식 반응기(100)의 하부에서 열매체 유입구(111)에 연결된 내부공간에 구비되어 열매체(I)의 이동 경로를 위,아래로 반복 형성한다. The structure 130 is provided in an inner space connected to the heating medium inlet 111 at a lower portion of the shell-and-tube type reactor 100 in order to reduce a temperature deviation generated inside the shell-and-tube type reactor 100, It forms repeatedly up and down.

구체적으로, 구조물(130)은 도 1b에 도시된 바와 같이, 지지기둥관(120)으로부터 이격되어 지지기둥관(120)을 중심으로 원주를 따라 "ㄱ"자 단면 또는 "T"자 단면으로 하부판(102)에 연결 장착된 제 1 격벽(131), 제 1 격벽(131)에 대해 내측에 이격하여 상하 반전된 "ㄱ"자 단면 또는 "T"자 단면으로 지지기둥관(120)을 중심으로 원주를 따라 제 1 배플판(103)의 아래면에 연결 장착된 제 2 격벽(132), 및 제 2 격벽(132)에 대해 내측으로 이격하여 지지기둥관(120)에 원반형태로 구비된 제 3 격벽(133)을 포함한다. 1B, the structure 130 is spaced apart from the support column tube 120 and extends in the "A" or "T" cross-section along the circumference with the support column tube 120 as a center, A first partition 131 connected to the first partition 131 and a first partition 131 connected to the first partition 131 and a second partition 131 connected to the first partition 131, A second partition wall 132 connected to the lower surface of the first baffle plate 103 along the circumference of the first baffle plate 103 and a second partition wall 132 spaced inward with respect to the second partition wall 132, 3 barrier ribs 133.

이러한 제 1 격벽(131), 제 2 격벽(132) 및 제 3 격벽(133)은 지지기둥관(120)을 중심으로 원주 방향으로 위,아래로 분할 연결되는 공간의 이동 경로를 형성하여, 열매체 유입구(111)를 통해 유입된 열매체(I)가 위,아래로 분할 연결되는 공간의 이동 경로를 따라 이동한다. The first barrier rib 131, the second barrier rib 132, and the third barrier rib 133 form a path of a space divided and connected in a circumferential direction about the support column tube 120, The heating medium I flowing through the inlet 111 moves along the movement path of the space which is dividedly connected up and down.

즉, 열매체 유입구(111)를 통해 유입된 열매체(I)가 제 1 격벽(131)의 외주면을 따라 원주 순환하고, 제 1 격벽(131)과 제 2 격벽(132) 사이의 이격 공간을 따라 아래의 하부판(102)으로 원주 순환하며, 이어서 제 2 격벽(132)과 제 3 격벽(133) 사이의 이격 공간을 거쳐 상승하여 제 1 배플판(103)과 지지기둥관(120) 사이의 개구부를 통해 위로 이동한다. That is, the heating medium I flowing through the heating medium inlet 111 is circumferentially circulated along the outer circumferential surface of the first partition wall 131, and is circulated along the spacing space between the first partition wall 131 and the second partition wall 132 And then rises through the space between the second partition wall 132 and the third partition wall 133 to open the opening between the first baffle plate 103 and the support column tube 120 Move up through.

이와 같이 제 1 격벽(131), 제 2 격벽(132) 및 제 3 격벽(133)에 의해 형성된 이동경로를 따라 열매체(I)가 구조물(130) 내부에서 위,아래로 이동함에 따라, 구조물(130) 상부에서 다수의 반응관(140)에 의해 가열된 열매체(I)가 낮은 온도를 갖는 아래의 하부판(102) 영역으로 이동하여 열을 전달하고 다관식 반응기(100)의 상부로 이동한다. As the heating medium I moves up and down in the structure 130 along the movement path formed by the first partition 131, the second partition 132 and the third partition 133, The heating medium I heated by the plurality of reaction tubes 140 moves to the lower region of the lower plate 102 having a low temperature and transfers heat to the upper portion of the multi-tubular reactor 100.

이와 같이 구성된 구조물(130)은 예를 들어, 열매체(I)의 온도보다 낮은 온도로 다수의 반응관(140)에 투입되는 원료 물질에 의해 지지기둥관(120) 방향으로 갈수록 열매체(I)가 열을 잃어 온도가 낮아지는 문제점을 제 1 격벽(131), 제 2 격벽(132) 및 제 3 격벽(133)에 의해 형성된 위,아래로 분할 연결되는 공간의 이동 경로를 따라 열매체(I)가 이동하도록 구현하여 해소할 수 있다. The structure 130 configured as described above is constructed such that the heating medium I flows toward the support column tube 120 by the raw material that is supplied to the plurality of reaction tubes 140 at a temperature lower than the temperature of the heating medium I The heat medium I is heated along the movement path of the space divided and connected by the first partition 131, the second partition 132 and the third partition 133, So that it can be solved.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다관식 반응기(100)는 내부적으로 열매체(I)의 온도편차가 심하게 발생하는 하부판(102) 영역에 구조물(130)을 구비하여 온도편차를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 균일한 내부 온도를 갖는 상태에서 다수의 반응관(140)을 통해 신뢰성을 있는 제품을 생산할 수 있다.
Therefore, in the shell-and-tube type reactor 100 according to the first embodiment of the present invention, the structure 130 is provided in the region of the bottom plate 102 where the temperature difference of the heating medium I is generated severely, Accordingly, a reliable product can be produced through the plurality of reaction tubes 140 in a state having a uniform internal temperature.

이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다관식 반응기의 온도 편차 효과에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다관식 반응기의 온도 편차 효과를 설명하기 위한 이미지들이다. Hereinafter, the temperature deviation effect of the shell-and-tube type reactor according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an image for explaining the temperature deviation effect of the multitubular reactor according to the second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 다관식 반응기는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다관식 반응기(100)와 유사한 형태를 갖지만, 다수의 배플판(103',...,107')이 반경의 일 방향으로 절단되어 나선 형태로 지지기둥관 또는 측면 하우징에 접합된 구조라는 점에서 차이가 있다. 이에 따라 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다관식 반응기에 관한 설명 부분 중에 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다관식 반응기(100)에 관한 설명과 동일한 부분에 대해서는 생략한다. The multi-tubular reactor according to the second embodiment of the present invention is similar to the multi-tubular reactor 100 according to the first embodiment of the present invention, but a plurality of baffle plates 103 ', ..., 107' And is structured such that it is cut in one direction of the radius and joined to the support column tube or the side housing in a spiral shape. Accordingly, the same parts as those of the multitubular reactor 100 according to the first embodiment of the present invention will be omitted from the description of the multitubular reactor according to the second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 다관식 반응기는 도넛형태의 배플판과 원반형태의 배플판을 교대로 구비한 다수의 배플판(103',...,107')을 포함하고, 이러한 다수의 배플판(103',...,107')이 반경의 일 방향으로 절단되어 나선 형태로 지지기둥관 또는 측면 하우징에 접합된구조로 구현된다. 이러한 다수의 배플판(103',...,107')에 의해 열매체가 다관식 반응기의 내부를 원활하게 이동할 수 있다. The multi-tubular reactor according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of baffle plates 103 ', ..., 107' alternately provided with a donut-shaped baffle plate and a disc-shaped baffle plate, The baffle plates 103 ', ..., 107' of the baffle plates 103 ', ..., 107' are cut in one direction of the radius and joined to the support column tube or the side housing in a spiral shape. By the plurality of baffle plates 103 ', ..., 107', the heating medium can smoothly move inside the shell-and-tube type reactor.

이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다관식 반응기에 구조물(130)을 장착하지 않은 경우와 장착한 경우를 서로 비교하면, 도 2a에 도시된 구조물(130)을 장착하지 않은 다관식 반응기의 온도 분포는 A 영역과 B 영역의 온도 편차 뿐만 아니라 A 영역에서 내측과 외측의 온도편차가 10 ℃로 검출된다. In this case, when the structure 130 is not installed in the multitubular reactor according to the second embodiment of the present invention, and when the structure 130 is not mounted, the multitubular reactor in which the structure 130 shown in FIG. The temperature distribution is not only the temperature difference between the A and B regions, but also the temperature difference between the inside and outside of the A region is detected as 10 ° C.

반면에, 도 2b에 도시된 구조물(130)을 장착한 다관식 반응기의 온도 분포는 도 2a의 온도 분포보다 더욱 균일하게 검출되어, A 영역의 내측과 외측의 온도편차가 4 ℃로 검출된다. On the other hand, the temperature distribution of the shell-and-tube type reactor equipped with the structure 130 shown in FIG. 2B is more uniformly detected than the temperature distribution shown in FIG. 2A, and the temperature deviation between the inside and outside of the A region is detected as 4 ° C.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 구조물(130)을 하부에 장착한 다관식 반응기는 열매체가 다관식 반응기의 내부를 원활하게 이동하면서 내부적으로 상부와 하부의 온도 편차를 줄일 수 있고, 특히 하부에서 내측과 외측의 온도 편차를 줄일 수 있다.
Therefore, according to the second embodiment of the present invention, the multi-tubular reactor having the structure 130 mounted thereunder can smoothly move the heating medium inside the multi-tubular reactor, thereby reducing the temperature deviation between the upper part and the lower part internally, The temperature deviation between the inner side and the outer side in the lower part can be reduced.

이하, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다관식 반응기(200)에 대해 도 3a와 도 3b를 참조하여 설명한다. 도 3a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다관식 반응기의 단면도이고, 도 3b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다관식 반응기의 하부 구조를 확대한 확대도이다. Hereinafter, a shell-and-tube type reactor 200 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. FIG. 3A is a cross-sectional view of a multitubular reactor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 3B is an enlarged view of a bottom structure of a multitubular reactor according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 다관식 반응기(200)는 도 3a에 도시된 바와 같이 원통형의 외형을 갖는 구조로서, 상부판(201)과 하부판(202)의 테두리를 따라 구비된 측면 하우징(210), 하부판(202)의 중앙에 구비된 열매체 유입구(211), 상부판(201)의 중앙에 구비된 열매체 배출구(212), 열매체 유입구(211)와 열매체 배출구(212) 사이에서 열매체 유입구(211)와 열매체 배출구(212)를 둘러싸는 다수의 봉에 의해 연결된 지지기둥관(220), 지지기둥관(220)의 길이 방향을 따라 구비된 다수의 배플판(203,..,207), 열매체 유입구(211)에 연결된 내부공간에 구비되어 열매체의 이동 경로를 위,아래로 반복 형성하여 온도편차를 줄이는 구조물(230), 및 상부판(201), 하부판(202) 및 다수의 배플판(203,..,207)을 관통 구비한 다수의 반응관(240)을 포함한다. The multitubular reactor 200 according to the third embodiment of the present invention has a cylindrical outer shape as shown in FIG. 3A and includes a top plate 201 and a side housing (not shown) provided along the rim of the bottom plate 202 A heating medium inlet 211 provided at the center of the lower plate 202, a heating medium outlet 212 provided at the center of the upper plate 201, a heating medium inlet 212 between the heating medium inlet 211 and the heating medium outlet 212, A support column pipe 220 connected by a plurality of rods surrounding the heating medium outlet 212 and a plurality of baffle plates 203, .., 207 provided along the longitudinal direction of the support column pipe 220, A structure 230 provided in an internal space connected to the heating medium inlet 211 to reduce a temperature deviation by repeatedly forming a traveling path of the heating medium up and down and a top plate 201, a bottom plate 202 and a plurality of baffle plates 203, ..., and 207, respectively.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 다관식 반응기(200)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다관식 반응기(100)와 유사한 형태를 갖지만, 열매체 유입구(211)가 하부판(202)의 중앙에 구비되고 이에 따라 구조물(230)의 구조가 다르다는 점에서 차이가 있다. 이에 따라 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다관식 반응기(200)에 관한 설명 부분 중에 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다관식 반응기(100)에 관한 설명과 동일한 부분에 대해서는 생략한다. The multi-tubular reactor 200 according to the third embodiment of the present invention is similar to the multi-tubular reactor 100 according to the first embodiment of the present invention, except that the heat medium inlet 211 is arranged at the center of the lower plate 202 So that the structure of the structure 230 is different. Accordingly, the same parts as the description related to the shell-and-tube type reactor 100 according to the first embodiment of the present invention will be omitted from the description of the shell-and-tube type reactor 200 according to the third embodiment of the present invention.

지지기둥관(220)은 열매체 유입구(211)를 둘러싸는 다수의 하부 봉(221)을 매개로 하여 열매체 유입구(211)에 하단부가 대응 위치하고, 열매체 배출구(212)를 둘러싸는 다수의 상부 봉(222)을 매개로 하여 열매체 배출구(212)에 상단부가 대응 위치한다. The support column pipe 220 has a plurality of upper rods 221 surrounding the heating medium inlet 211 and a lower end corresponding to the heating medium inlet 211 via a plurality of lower rods 221 surrounding the heating medium inlet 211 The upper end portion of the heat medium discharge port 212 corresponds to the upper end of the heat medium discharge port 212.

구조물(230)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 열매체 유입구(211)로부터 이격되어 열매체 유입구(211)를 중심으로 원주를 따라 "ㄱ"자 단면으로 하부판(202)에 연결 장착된 제 1 격벽(231), 제 1 격벽(231)에 대해 외측으로 이격하여 상하 반전된 "ㄱ"자 단면 또는 "T"자 단면으로 열매체 유입구(211)를 중심으로 원주를 따라 제 1 배플판(203)의 아래면에 연결 장착된 제 2 격벽(232), 및 제 2 격벽(232)에 대해 외측으로 이격하여 측면 하우징(210)에 도넛형태로 구비된 제 3 격벽(233)을 포함한다. 3B, the structure 230 includes a first partition wall (not shown) connected to the lower plate 202 and having a "?" Cross-section along the circumference with a center of the heat medium inlet 211 separated from the heating medium inlet 211, The first baffle plate 203 and the second baffle plate 231 are arranged in parallel to the first baffle plate 203. The first baffle plate 231 is disposed on the first baffle plate 203, And a third partition 233 disposed on the side housing 210 in a donut shape and spaced apart from the second partition 232 in a lateral direction.

이러한 제 1 격벽(231), 제 2 격벽(232) 및 제 3 격벽(233)은 열매체 유입구(211)를 중심으로 원주 방향으로 위,아래로 분할 연결되는 공간의 이동 경로를 형성하여, 열매체 유입구(211)를 통해 유입된 열매체가 위,아래로 분할 연결되는 공간의 이동 경로를 따라 이동하게 한다. The first barrier rib 231, the second barrier rib 232 and the third barrier rib 233 form a path of a space divided and connected in the circumferential direction about the heat medium inlet 211, So that the heating medium introduced through the heat exchanger 211 moves along the movement path of the space divided and connected to the upper and lower sides.

즉, 열매체 유입구(211)를 통해 유입된 열매체가 다수의 하부 봉(221)을 거쳐 제 1 격벽(231)의 외주면을 따라 원주 순환하고, 제 1 격벽(231)과 제 2 격벽(232) 사이의 이격 공간을 따라 아래의 하부판(202) 방향으로 하강하여 원주 순환하며, 이어서 제 2 격벽(232)과 제 3 격벽(233) 사이의 이격 공간을 거쳐 상승하여 제 1 배플판(203)과 측면 하우징(210) 사이의 개구부를 통해 위로 이동한다. That is, the heat medium introduced through the heating medium inlet 211 circulates circumferentially along the outer circumferential surface of the first partition 231 via the plurality of lower rods 221, and the heat medium flowing through the first partition 231 and the second partition 232 The first baffle plate 203 and the second baffle plate 233 are moved in the circumferential direction by being lowered in the direction of the lower plate 202 along the spacing space of the first baffle plate 203, And moves upward through the openings between the housings 210.

이와 같이 구성된 구조물(230)은 예를 들어, 열매체의 온도보다 낮은 온도로 다수의 반응관(240)에 투입되는 원료 물질에 의해 온도편차가 심하게 발생하는 하부판(202) 영역에 제 1 격벽(131), 제 2 격벽(132) 및 제 3 격벽(133)에 의해 위,아래로 분할 연결되는 이동 경로 공간을 형성하여, 온도편차를 해소할 수 있다. The structure 230 may include a first partition wall 131 and a second partition wall 132 in a region of the lower plate 202 where a temperature deviation is severely generated by a raw material introduced into the plurality of reaction tubes 240 at a temperature lower than the temperature of the heating medium, The second partition 132 and the third partition 133 form a moving path space which is divided and connected up and down to eliminate the temperature deviation.

따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다관식 반응기(200)는 내부적으로 열매체의 온도편차가 심하게 발생하는 하부판(202) 영역에 구조물(230)을 구비하여 온도편차를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 균일한 내부 온도를 갖는 상태에서 다수의 반응관(240)을 통해 신뢰성을 있는 제품을 생산할 수 있다.
Therefore, in the shell-and-tube type reactor 200 according to the third embodiment of the present invention, the structure 230 is provided in the region of the lower plate 202 where the temperature difference of the heating medium is generated internally, Accordingly, a reliable product can be produced through the plurality of reaction tubes 240 in a state having a uniform internal temperature.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above preferred embodiments, it is to be noted that the above-described embodiments are intended to be illustrative and not restrictive.

또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

100, 200: 다관식 반응기 101, 201: 상부판
102, 202: 하부판 103, 203: 제 1 배플판
104, 204: 제 2 배플판 105, 205: 제 3 배플판
106, 206: 제 4 배플판 110, 210: 측면 하우징
111, 211: 열매체 유입구 112, 212: 열매체 배출구
120, 220: 지지기둥관 130, 230: 구조물
131, 231: 제 1 격벽 132, 232: 제 2 격벽
133, 233: 제 3 격벽 140, 240: 반응관 100, 200: multi-tubular reactor 101, 201: upper plate
102, 202: bottom plate 103, 203: first baffle plate
104, 204: second baffle plate 105, 205: third baffle plate
106, 206: fourth baffle plate 110, 210: side housing
111, 211: Heating medium inlet port 112, 212: Heating medium outlet port
120, 220: Support column tube 130, 230: Structure
131, 231: first partition 132, 232: second partition
133, 233: third partition wall 140, 240: reaction tube

Claims

A support column tube provided at the center between the upper plate and the lower plate;
A plurality of baffle plates provided along the longitudinal direction of the support column tube;
A side housing provided along an edge of the upper plate and the lower plate;
A heating medium inlet provided on a lower side of the side housing or on the lower plate;
A heating medium discharge port provided on the other side of the side housing or the upper plate;
A structure disposed in an internal space connected to the heating medium inlet at a lower portion of the multi-tubular reactor to repeatedly form a moving path of the heating medium up and down to reduce a temperature deviation; And
And a plurality of reaction tubes passing through the upper plate, the lower plate, the plurality of baffle plates, and the structure,
The structure includes a first diaphragm spaced apart from the support column tube and connected to the lower plate along a circumference of the support column tube with a "?"
A baffle plate which is connected to a lower surface of the lowermost baffle plate of the baffle plate along a circumference of the support column tube with a "a" 2 bulkheads; And
And a third partition wall spaced inwardly from the second partition wall and provided in a disc shape in the support column pipe,
The heating medium flowing through the heating medium inlet circulates circumferentially along the outer circumferential surface of the first partition wall and circumferentially circulates to the bottom plate along the spacing space between the first partition wall and the second partition wall, And then moved to the side of the baffle plate.

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The method according to claim 1,
The plurality of baffle plates
A disk-shaped baffle plate joined to the support column tube and spaced apart from the side housing; And
A donut-shaped baffle plate spaced from the support column tube and joined to the side housing;
/ RTI >
Wherein a plurality of disk-shaped baffle plates and a plurality of donut-shaped baffle plates are alternately provided.

The method according to claim 1,
Wherein the lowermost baffle plate is a donut-shaped baffle plate spaced from the support column tube and joined to the side housing.

The method according to claim 1,
The plurality of baffle plates
Wherein the tubular member is joined to the support column tube or the side housing in a spiral shape cut in one direction of the radius.

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