TR201807208T4 - Oksidasyon veya amoksidasyon reaktörleri için soğutma bobini dizaynı. - Google Patents

Abstract

Ticari bir oksidasyon veya amoksidasyon reaktöründe kullanılan soğutma bobinleri, soğutma bobinini tanımlayan tek tek yolların doğrusal bir hizalama yerine enine düzenlemesiyle daha sıkı istiflenebilmektedir.

Description

TARIFNAME OKSIDASYON VEYA AMOKSIDASYON REAKTÖRLERI IÇIN SOGUTMA BOBINI DIZAYNI Açiklama Bilinen Hususlar Akrilonitril ve metakrilonitril imalati için çesitli islemler ve sistemler bilinmektedir.

Geleneksel islemler tipik olarak propan, propilen veya izobütilenden olusan gruptan seçilen bir hidrokarbon, amonyak ve oksijenin bir katalizörün varligindaki dogrudan bir reaksiyonuyla üretilen akrilonitril/metakrilonitrilin geri kazanilmasini ve saflastirilmasini içerir. Örnegin akrilonitrilin ticari imalatinda, propilen, amonyak ve oksijen asagidaki reaksiyon semasina göre birbiriyle reaksiyona sokulur: Genellikle amoksidasyon olarak bilinen bu islem, uygun bir akiskan yatakli amoksidasyon katalizörünün varliginda yüksek sicaklikta (örnegin 350°C ila 480°C) gaz fazinda uygulanir.

Sekil 1,de bu islemi uygulamak için kullanilan tipik bir akrilonitril reaktörü gösterilmektedir.

Orada gösterildigi gibi, reaktör (10) reaktör kabugu (12), hava izgarasi (14), besleme püskürtücüsü (16), sogutma bobinleri (18) ve siklonlar (20) içerir. Normal isleyis sirasinda, islem havasi reaktöre (10) hava girisinden (22) verilir, bir propilen ve amonyak karisimi ise reaktöre (10) besleme püskürtücüsü (16) vasitasiyla verilir. Ikisinin de akis hizlari, propilen ve amonyagin akrilonitrile katalitik amoksidasyonunun gerçeklestigi reaktörün içindeki bir amoksidasyon katalizörü yatagini (24) akiskanlastirrnak için yeterince yüksektir.

Reaksiyonun ürettigi ürün gazlari reaktörden (10) reaktör atik çikisi (26) vasitasiyla çikar. Bu gazlar bundan önce, bu gazlarin beraberinde getirdigi amoksidasyon katalizörünü daldirma ayaklar (25) vasitasiyla katalizör yatagina (24) geri göndermek için çikaran siklonlardan (20) geçerler. Amoksidasyon son derece eksotermiktir ve dolayisiyla fazla isiyi çekmek ve reaksiyon sicakligini uygun bir seviyede tutmak için bir sogutma bobini tertibati (18) kullanilir.

Bu açidan, Sekil 2 bu amaç için kullanilan geleneksel bir sogutma bobini tertibatinin (18) dizaynini sematik olarak göstermektedir. Sekil 2, reaktörün (10) kismi bir eksenel enine kesit görünümü olup, reaktörün (10) sogutma bobini tertibatindaki bir grup sogutma bobinini göstermektedir, bu sogutma bobinleri grubu üç ayri sogutma bobininden, sogutma bobini (42), sogutma bobini (44) ve sogutma bobini (46),dan olusmaktadir. Sogutma bobini (42) sogutma suyunu almak için bir giris (48) ve isindiktan ve kismen buhara dönüstükten sonra bu sogutma suyunu bosaltmak için bir çikis (50) içerir. Benzer bir sekilde, sogutma bobini (44) Sekil 2,de gösterildigi gibi, sogutma bobinlerinin (42, 44 ve 46) her biri, dikey yönelimli bir dizi sogutma bobini yoluyla (57) tanimlanir, her yol birbirine alt taraflarinda alt U dönüslü baglanti elemaniyla (62) baglanan bir çift, birbirine bagli sogutma kanalindan (60) olusur.

Ardisik sogutma bobini yollari (57) ise birbirine üst taraflarinda üst U dönüslü baglanti elemanlariyla (63) baglanarak her iliskili sogutma bobininin girisinden çikisina sürekli bir akis geçidi olusturur.

Sekil 3, Sekil 2lde gösterilen sogutma bobini tertibatmin (18) üstten bir görünümüdür. Sekil 2 ve 3iten anlasilacagi gibi, sogutma bobinleri (42, 44 ve 46) es düzlemli bir sogutma bobinleri grubu olusturur, yani her biri ortak bir dikey düzlemde bulunur. Ayrica Sekil 3”te gösterildigi gibi, sogutma bobini tertibati (18) bu sogutma bobinlerinin birden fazla grubundan olusmakta olup, bu sogutma bobinlerinin her grubu birbirine paralel ve (istege bagli olarak) esit aralikli olarak yerlestirilir. Ayrica, Sekil 3ite de görülebildigi gibi, bu sogutma bobini tertibatindaki birçok sogutma bobini grubu üç farkli sogutma bobini içerrnekle birlikte, baska sogutma bobini gruplari iki veya dört sogutma bobini içerinekte, iki sogutma bobini grubu ise sadece bir sogutma bobini içennektedir.

Sekil 4, Sekil 2°nin 4-4 çizgisi boyunca alinan büyütülmüs bir üstten görünüm olup, Sekil 2 ve 3”ün sogutma bobini tertibatinin (18) spesifik yapisinin daha fazla ayrintisini göstermektedir. Özellikle Sekil 4, sogutma bobinlerinin sadece üst U dönüslü baglanti elemanlarinin (63) gösterildigi sematik bir görünümdür.

Sekil 4`te gösterildigi gibi, sogutma bobini (61) bir giris (35), girisi (35) sogutma bobininin (61) ilk sogutma bobini yolunun (gösterilmemistir) tepesine baglayan bir besleme hatti (64) ve sogutma bobininin ardisik bobin yollarini birbirine baglamak için bir dizi üst U dönüslü baglanti elemani (63) içerir. Yine bu sekilde gösterildigi gibi, bu elemanlarin hepsi, yani bütün U dönüslü baglanti elemanlarinin (63) yani sira besleme hatti (64) es düzlemlidir, yani hepsi ayni ortak dikey düzlemdedir (D). Ayrica, Sekil 2 ve 3”ten, bu sogutma bobinindeki kalan elemanlarin, yani her sogutma bobini yolunu (57) olusturan dikey yönelimli sogutma kanallarinin (60) ve iliskili alt U dönüslü baglanti elemanlarinin (62) da bu ortak dikey düzlemde bulundugu da takdir edilecektir. Gösterilen spesifik düzenlemede, her üst U dönüslü baglanti elemani (63), asagidan, her U biçimli baglanti elemani tarafindan tanimlanan iç kavis içine alinan bir destek kirisiyle (70) desteklenir. Dolayisiyla, bütün bilesen parçalarinin (yani üst U dönüslü baglanti elemanlari (63), dikey yönelimli kanallar (60) ve alt U dönüslü baglanti elemanlari (62)) yani sira sogutma bobininin bütün içerigi (yani dolastirilmakta olan sogutma suyu) dâhil olmak üzere her sogutma bobininin bütün agirligi iliskili destek kirisi (70) tarafindan desteklenir.

Sekil 4,te gösterildigi gibi, sogutma bobinlerinin periyodik inceleme ve/veya onarimi için gerekli olabilecek herhangi bir bakim personeli için kolay erisim ve destek saglamak üzere üst U dönüslü baglanti elemanlarinin (63) yüksekliginde veya buna yakin bir yükseklikte birer atlayarak sogutma bobinleri arasinda uygun bir yürüme yolu veya iskele (74) temin edilir.

Sekil 5 sogutma bobini tertibatindaki (18) farkli sogutma bobinlerinin nasil denetlendigini gösteren baska bir sematik görünümdür. Bu açidan, geleneksel bir akrilonitril reaktörünün (10) isleyisi sirasinda, sogutma bobinlerini “rotasyona tabi tutmak”, yani her sogutma bobinini tek tek ve seri olarak periyodik olarak kapatmak ve sonra yeniden baslatmak yaygin bir uygulamadir. Ticari amoksidasyon katalizörlerinin çogu, normal olarak zaman içinde sogutma bobinlerinin dis yüzeyleri üzerinde tas olarak biriken molibdeni süblimlestirir.

Molibden tasi sogutma bobini performansini olumsuz bir sekilde etkiledigi için, sogutma bobinlerini uygun sekilde isler halde tutmak için bu molibden tasinin zaman zaman yerinden çikarilmasi gerekir. Normal olarak bu periyodik olarak her sogutma bobini kapatilarak ve sonra yeniden baslatilarak yapilir, bu kapatma/yeniden baslatma prosedürü, kapatma ve yeniden baslatmanin bir sonucu olarak sogutma bobininin yasadigi büyük sicaklik dalgalanmalari nedeniyle sogutma bobinine önemsiz olmayan bir mekanik sok uygular. Bu mekanik sok çogu durumda, sogutma bobini yüzeyleri üzerinde birikmis olabilen inolibden tasinin en azindan bir kismini yerinden çikarir ve böylece 0 bobinin isi aktarimi kapasitesinin en azindan bir kismini geri kazanir. Bu, daha uzun sürelerle stabil isleyis saglar.

Tek tek sogutma bobinlerine sogutma suyu temin etmek için, normal olarak Sekil 5'te gösterilen yapi kullanilir. Bu sekilde gösterildigi gibi, sogutma bobini (61) girisi, yüksekligi tipik olarak üst U dönüslü baglanti elemanlarinin (63) asagisinda olan islem suyu giris kolektörüyle (80) akiskan alisverisi içindedir. Benzer bir sekilde, sogutma bobini (61) çikisi (65), yüksekligi tipik olarak üst U dönüslü baglanti elemaninin (63) üzerinde olan islem suyu çikis kolektörüyle (62) akiskan alisverisi içindedir. Normal olarak, islem suyu giris kolektörü (80) ve çikis kolektörü (82) reaktörü (10) tamamen kusatan büyük, sürekli, yatay yönelimli kanallar formunu alir. Her sogutma bobininin münferit olarak periyodik bir sekilde kapatilmasi ve yeniden baslatilmasi, normal olarak, dizaynlarin çogunda akiskan akis hizinin ince kontrolünü yapabilen bir kontrol valfinin tersine basit bir açma-kapama valfi olan, o sogutma bobininin girisiyle (35) iliskili bir kapatma valfiyle (84) saglanir.

Ayrica, kapama valfinin (84) islem suyu giris kolektörü (80) ile giris suyu çikis kolektörü (82) arasinda sogutma bobinindeki (61) en az bir valf oldugunu belirtmek gerekir. Yani, sogutma bobini (61) herhangi bir ek valf veya baska akis kontrol araci olmadan, özellikle sogutma bobini çikisiyla (65) iliskili bir akis kontrol valfi olmadan olusturulur. Bunun nedeni, böyle bir ek valfin, yukarida açiklanan sekilde sogutma bobinlerinin istenen isleyisi ve kontrolüne ulasmak için gereksiz olmasidir. Ayrica, bir çikis akis kontrol valfinin elimine edilmesi, aksi halde böyle bir akis kontrol valti kullanildiginda gerekli olacak bir güvenlik tahliye valfi ihtiyacini (yani her münferit bobin üzerinde PSV gerekli olacaktir) elimine eder.

Akrilonitril reaktörünün, hem bir bütün olarak reaktörün her yerinde hem de reaktör içindeki bölgeden bölgeye, optimal reaksiyon sicakliginda veya yakininda tutulmasi iyi reaktör performansi için önemlidir. Ayrica, iyi sogutma bobini dizayni da Önemlidir, çünkü reaktörden isinin çekilebildigi hiz çogunlukla, akrilonitril reaktörünün isleyebildigi maksimum kapasiteyi belirleyen hiz sinirlandirici asamadir. Öte yandan, kötü sogutma bobini dizayni ve/veya islemi, çok pahali olan vaktinden evvel onarimi gerektirebilen asiri sogutma bobini korozyonuna yol açabilir.

Dolayisiyla, ticari bir akrilonitril reaktörünün sogutma bobinlerinin dizayni ve isleyisinde, sadece reaktör performansini arttirmak için degil, ayni zamanda kanal asinmasini azaltmak, böylece arizali süreyi ve onarim maliyetlerini azaltmak için gelistirmelere yönelik ihtiyaç devam etmektedir. açiklanmaktadir.

Bulusun Özeti Bu bulusa göre, ticari bir akrilonitril reaktörü gibi, tipik bir oksidasyon veya amoksidasyon reaktöründe kullanilan sogutma bobini tertibatinin dizayninda ve isleyisinde bir dizi gelistirme yapilmaktadir. Sonuç olarak, sadece reaktör performansi degil, ayrica sogutma bobini tertibatinin yararli ömrü de artmaktadir.

Talep edilen bulusa karsilik gelmeyen bir düzenlemede, bir oksidasyon veya amoksidasyon reaktörü tarafindan üretilen fazla isiyi gidermek için bir sogutma bobini tertibati sunulmakta olup, sogutma bobini tertibati birden fazla sogutma bobini içerir, her sogutma bobini bir sogutma suyu girisi ve bir sogutma suyu çikisina sahip bir sogutma suyu geçidini tanimlamak üzere birbirine akiskan bir sekilde seri baglanmis birden fazla sogutma bobini yolu içerir, her sogutma bobini yolu dikey yönelimli bir sogutma bobini yolu düzlemini tanimlar, burada her sogutma bobini reaktörün içinden, iliskili bir dikey yönelimli birincil sogutma bobini düzlemi boyunca reaktörün çevresine dogru uzanir ve ayrica burada en az bir sogutma bobininde sogutma bobini yollarinin en azindan bir kismi, sogutma bobini yolu düzlemleri o sogutma bobininin birincil sogutma bobini düzleminin enlemesine olacak sekilde düzenlenir.

Bulusa göre, bir oksidasyon veya amoksidasyon reaktörü tarafindan üretilen fazla isiyi gidermek için bir sogutma bobini tertibati sunulmakta olup, sogutma bobini tertibati, her sogutma bobini sogutma suyunun içinden iletimi için bir sogutma suyu akis geçidi içemiek üzere tek veya birden fazla sogutma bobini, bir sogutma suyu girisi ve bir sogutma suyu çikisi içerir, her sogutma bobini ayrica sogutma suyu girisiyle iliskili bir sogutma suyu kapama valfi içerir, her sogutma bobini sogutma suyu çikisindan geçen sogutma suyunun akisini kontrol etmek için bir valften aridir, burada sogutma suyu akis geçitlerinin en azindan bazilarinin uzunluklari birbirinden farklidir. Bu açidan, bir dizi sogutma bobini, yaklasik %15 veya daha az olan buhara dönüsen sogutma suyu ortalama yüzdesi elde etmek için seçilir.

Talep edilen bulusa karsilik gelmeyen bir düzenlemede, cidarlari olan bir oksidasyon veya amoksidasyon reaktörü tarafindan üretilen fazla isiyi gidermek için bir sogutma bobini tertibati sunulmakta olup, sogutma bobini tertibati tek veya birden fazla sogutma bobini içerir, her sogutma bobini reaktörün bir cidarindan geçen bir sogutma suyu girisine ve bir sogutma suyu çikisina sahip bir sogutma suyu geçidini tanimlayacak sekilde birbirine akiskan olarak bagli birden fazla sogutma bobini yolu içerir, burada sogutma suyu girisi reaktörün cidarina rijit bir sekilde baglanan bir sogutma bobini girisi baglanti elemani ve sogutma suyu girisi baglanti elemani içinde bir termal manson içerir, burada termal mansonun dis çapi sogutma bobini girisi baglanti elemaninin iç çapindan daha küçük olup aralarinda bir termal boslugu tanimlar.

Talep edilen bulusa karsilik gelmeyen son bir düzenlemede, bir oksidasyon veya amoksidasyon reaktörü tarafindan üretilen fazla isiyi gidermek için bir sogutma bobini tertibati sunulmakta olup, sogutma bobini tertibati birden fazla sogutma bobini içerir, her sogutma bobini serinin baslangicindaki bir ilk yol ve serinin sonundaki bir son yol dâhil olmak üzere bir dizi sogutma bobini yolu içerir, birden fazla sogutma bobini yolu birbirine akiskan olarak baglanarak, bir sogutma suyu girisine ve bir sogutma suyu çikisina sahip bir sogutma suyu geçidini tanimlar, sogutma bobini tertibati ayrica her sogutma bobininin ilk yoluyla akiskan alisverisi içindeki bir sogutma bobini giris kolektörü ve her sogutma bobininin son yoluyla akiskan alisverisi içindeki bir sogutma suyu çikis kolektörü içerir, her sogutma bobini ayrica 0 sogutma bobininin son yolunu sogutma suyu çikis kolektörüne baglayan bir sogutma suyu çikis kanali içerir, burada sogutma bobini çikis kolektörünün yüksekligi, her sogutma bobininin sogutma bobini çikis kanalinin yüksekliginin asagisindadir. Çizimlerin Kisa Açiklamasi Bulus asagidaki çizimlere referansla daha kolay anlasilabilir. Bu çizimlerde: Sekil 1 propilen ve amonyagin akrilonitrile amoksidasyonunu uygulamak için geleneksel bir ticari akrilonitril reaktörünü göstermektedir; Sekil 2, Sekil 1,in geleneksel ticari akrilonitril reaktöründe kullanilan geleneksel bir sogutma bobini dizayninin yapisini ve isleyisini gösteren sematik bir görünümdür; Sekil 3, Sekil 2”nin geleneksel sogutma bobini dizayninin üstten bir görünümüdür; Sekil 4, Sekil 2,nin geleneksel sogutma bobini dizaynini daha ayrintili olarak gösteren, Sekil 3 ”e benzer bir üstten görünümdür; Sekil 5, Sekil 2lye benzer bir sematik görünümdür, ama tek bir sogutma bobinini (61) ve onu çalistirma usulünü göstermektedir; Sekil 6 ve 8, geleneksel bir ticari akrilonitril reaktörünün sogutma bobinlerinin geleneksel bir dizayndakinden daha siki istiflendigi, bu bulusun bir ilk özelliginin sematik gösterimleridir; Sekil 7, Sekil 2 ve 4°e benzer bir üstten görünüin olup, üst U dönüslü baglanti elemanlarinin birbiriyle hizalanmasi da dâhil olmak üzere bu sekillerin geleneksel dizayna sahip bir sogutma bobininin üst dönüslü baglanti elemanlarini (63) göstermektedir; Sekil 7 Sekil 5,in 7-7 çizgisinden alinmistir; Sekil 9, Sekil 6 ve 8,in sogutma bobinlerini destek yapilarindan asmak için kullanilabilen bir sogutma bobini askisinin sematik bir gösterimidir; Sekil 10 bu bulusun baska bir özelliginin sematik bir gösterimi olup, burada bir sogutma bobininin girisi ile bu sogutma bobini girisinin içinden geçtigi reaktör cidari arasindaki birlesme yerini korumak için bir termal manson kullanilmaktadir; ve Sekil 11, bu bulusun yine baska bir özelliginin sematik bir gösterimi olup, burada sogutma bobinlerinden sogutma suyunu ve buhari almak için çikis kolektörü bu sogutma bobinlerinin tepelerinin asagisinda olan bir pozisyona tasinir.

AYRINTILI AÇIKLAMA Bulusun ilk özelligine göre, sogutma bobinlerinin, reaktör içine istiflenecek sogutma bobinlerinin arttirilmasini mümkün kilan yeni bir düzenlemesi benimsenmektedir. Sonuç olarak, bir bütün olarak sogutma bobini tertibatinin sagladigi toplam yüzey alani etkili bir sekilde arttirilabilir, bu ise sogutma bobini isleyisinin daha iyi genel kontrolüyle ve en azindan bazi durumlarda genel reaktör kapasitesinde bir artisla sonuçlanir.

Bu özellik Sekil 4,e benzer bir sematik görünüm olan Sekil 6`da gösterilmekte olup, burada her sogutina bobininin (61) üst U dönüslü baglanti elemaninin (63) düzenlenisi ve iskelelere (74) ve sogutma bobini tertibatinin sogutma bobini destek kirislerine (70) göre düzenlenisi gösterilmektedir. Ayrica Sekil 2, 3, 4 ve 5'in geleneksel dizaynindaki bobin yollarinin düzenlenisini sematik olarak gösteren Sekil 7”ye bakiniz. Bunu, Sekil 7,ye benzer bir sematik gösterim olup, Sekil 65nin bulusa ait dizaynindaki sogutma bobini yollarinin düzenlenisini gösteren Sekil 8% karsilastiriniz.

Sekil 6”da gösterildigi gibi, sogutma bobininin (61) üst U dönüslü baglanti elemanlari (63), Sekil 4,te gösterildigi gibi es düzlemli bir iliski içinde degil birbirine göre kaymis bir iliski içinde yerlestirilmektedir. Sekil 4,te gösterildigi gibi geleneksel dizaynda, sogutma bobini (61) reaktörün (10) içinden reaktörün ('10) çevresine (yani R pozisyonundan S pozisyonuna) dikey yönelimli düzlem (D) boyunca uzanir. Kolaylik açisindan, dikey yönelimli düzlem (D) burada sogutma bobininin (61) birincil sogutma bobini düzlemi olarak geçmektedir. Yine Sekil 4'te gösterildigi gibi, sogutma bobininin (61) baslica ögelerinin hepsi (yani dikey yönelimli bütün sogutma kanallarinin (60) yani sira bütün alt U dönüslü baglanti elemanlari (62) ve üst U dönüslü baglanti elemanlari (63)) es düzlemlidir, yani hepsi, merkezlerinin veya eksenlerinin bu düzlemde yer almasi anlaminda dikey yöneliinli birincil sogutina bobini düzlemi (D) ile hizalidir. Bu, sogutma suyu kanallarinin (60) yani sira sogutma bobini yollarinin (57) alt U dönüslü baglanti elemanlarinin (62), merkezlerinin veya eksenlerinin ortak dikey yönelimli birincil sogutma bobini düzlemi (D) içinde bulunmasi anlaminda birbirine göre hizali oldugunu gösteren Sekil 7,de sematik olarak sunulmaktadir. Ayrica Sekil 4,te gösterildigi gibi, iskeleler (74) bu baslica ögeler arasinda ve bunlara paralel olarak yerlestirilir.

Ancak bulusun bu yönünün modifiye edilmis dizayninda, en az bir sogutma bobininin en azindan bazi sogutma bobini yollari (57), bir bütün olarak sogutma bobininin bulundugu dikey yönelimli birincil sogutma bobini düzleminin enlemesine yerlestirilir. Normal olarak, en az bir sogutma bobininin bütün sogutma bobini yollari (57) bu sekilde düzenlenir, bazi düzenlemelerde ise, sogutma bobinlerinin çogunlugunda, hatta hepsinde sogutma bobini yollarinin hepsi bu sekilde düzenlenir.

Bu düzenleme, bu dizaynin sogutma suyu kanallarinin (60) ve her sogutma bobini yolunun (5 7) alt U seklinde baglanti elemanlarinin (62), bir bütün olarak sogutma bobininin (61) bulundugu dikey yönelimli birincil sogutma bobini düzlemine (D) dar açida (or) yerlestirilen, kendi iliskili sogutma bobini yolu düzlemlerinde (Q) bulundugunu gösteren Sekil 8“de daha iyi gösterilmektedir. Dar açi (OL) istenen herhangi bir açi olabilir. Bir yöne göre, açi yaklasik ° ila yaklasik 60° arasindadir ve baska bir yöne göre yaklasik 40° ile yaklasik 50° arasindadir.

Sekil 6'da gösterildigi gibi, sogutma bobinlerinin (61) ve içindekilerin bütün agirligini tasiyan destek kirisleri (70) Sekil 2, 3, 4 ve 55in geleneksel dizayninda oldugu gibi U dönüslü baglanti elemanlarinin altinda degil, bu U dönüslü baglanti elemanlarinin (63) üstünde bulunur.

Ayrica, Sekil 9*da gösterildigi gibi, her U dönüslü baglanti elemanini (63) iliskili destek kirisinden (70) asmak için uygun destek askilari temin edilir.

Bulusun bu özelliginin modifiye edilmis dizayninin bir ilk avantaji, sogutma bobini yollarinin (57) geleneksel dizayndakinden daha siki istitlenmesi olabilir. Bu, bu dizaynla hazirlanan sogutma bobini tertibatinin etkili yüzey alaninin geleneksel dizayndakine göre arttirilmasini mümkün kilar, bu ise daha fazla sogutma kapasitesi saglar ve geleneksel dizaynla karsilastirildiginda daha fazla reaktör sicakligi denetimi için potansiyele sahiptir. Burada açiklanan sogutma bobini dizayni bir metre reaktör çapi için daha fazla sogutma bobini yolu temin etti. Bu yöne göre, burada açiklanan sogutma dizayni, bir metre reaktör çapi için yaklasik 40 ila yaklasik 60 sogutma bobini yolu ve baska bir yöne göre bir metre reaktör çapi için yaklasik 45 ila yaklasik 55 sogutma bobini yolu temin etmek için etkilidir.

Bu modifiye edilmis dizaynin ikinci bir avantaji, periyodik kapatma ve yeniden baslatmanin bir sonucu olarak bu dizaynda her sogutma bobinini olusturan metal elemanlara uygulanan mekanik stresin geleneksel dizaynla karsilastirildiginda bu dizaynla daha iyi adapte edilmesidir. Bunun nedeni, bulusun dizayninda üst U dönüslü baglanti elemanlarinin (63) destek kirisinden (70) askilarla asilmasi ve ayrica destek kirisine enlemesine yerlestirilmesidir. Dolayisiyla, bulusun dizaynina sahip sogutma bobinleri sicaklik degisikliklerine yanit olarak genisledigi ve daraldigi zaman, bu sogutma bobinlerine aksi halde uygulanacak olandan daha az stres uygulanmaktadir. Bunun nedeni, bu genisleme ve daralmanin önemli bir kisminin bu destek kirislerinin enlemesine gerçeklesmesi ve ayrica askilarin büyüklük degisikliklerini ve bu sogutma bobinleri ile destek kirisleri arasinda olusan iliskili hareketleri absorbe eden bir tampon islevi görrneleridir.

Dolayisiyla, bu dizayn modifikasyonunun bir sonucu olarak, böyle bir tertibati almak için gerekli olan yardimci ekipmani (ve özellikle iskelelerin ve destek kirislerinin sayisini) arttirmadan bir sogutma bobini tertibatinin sagladigi sogutma kapasitesini arttirmak mümkün oldugu gibi, ayrica normal olarak periyodik kapatma ve yeniden baslatmanin bir sonucu olarak sogutma bobinlerine uygulanan mekanik streslerden kaynaklanan sogutma bobini bozulmasini ve iliskili bakim maliyetini elimine etmek veya en azindan büyük ölçüde azaltmak mümkündür. Belirtildigi gibi, burada açiklanan dizayn daha fazla bobin temin etmektedir. Daha fazla bobinin devri daha seyrek olabilir.

Bu bulusun ikinci bir özelligine göre, bulusun sogutma bobini tertibatimn farkli sogutma bobinleri içindeki akis geçitlerinin eni kesit alanlari, her sogutma bobini tertibatinda buhara dönüsen sogutma suyunun miktari, ortalama yaklasik %15 veya daha az, baska bir yöne göre yaklasik %10 ila yaklasik %15 olacak sekilde ayarlanir. Istenen bir sekilde, bu enine kesit alanlar, bu sogutma bobini tertibatindaki sogutma bobinlerinin hepsinde buhara dönüsen sogutma suyu miktarinin, sogutma bobinlerinden geçen sogutma suyunun toplam miktari esas alindiginda birbirine göre en fazla %5, istenen bir sekilde en fazla %4, en fazla %3, en fazla Belirtildigi gibi, bir sogutma bobini tertibati, her sogutma bobininin farkli sayilarda sogutma bobini yollari içerdigi sogutma bobinlerini haiz olabilir. Örnegin, bir sogutma bobini tertibati, sogutma bobinlerinin çogunlugu birden fazla sogutma bobini yoluna (örnegin 6 sogutma bobini yolu) sahip olacak ve bazi sogutma bobinlerin sadece bir sogutma bobini yoluna sahip olacak sekilde sogutma bobinleri içerebilir. Sogutma bobinlerinin çikarilmasi üretim hizlarini etkiler ve sogutma bobini devrinde çikarilabilen sogutma bobini yollarinin farkli sayilari istenen üretim hizlarini korumak için islem esnekligi saglar. Özellikle Sekil 2,de gösterildigi gibi, tipik bir ticari akrilonitril reaktöründeki farkli sogutma bobinlerinin hepsi normal olarak ayni sayida sogutma bobini yoluna (57) sahip degildir.

Sonuç olarak bu sogutma bobinlerinin bazilari daha uzun akis geçitlerine sahiptir, digerleri ise daha kisa akis geçitlerine sahiptir. Bu özellik, sogutma bobinlerinin tek düze olmayan isleyisine yol açabilir, çünkü sogutma suyunun daha uzun bir akis geçidinde ikamet süresi, sogutma suyunun daha kisa bir akis geçidindeki ikamet süresinden dogal olarak daha uzundur.

Sonuç olarak, uzun bir akis geçidinde kisa bir geçittekinden daha fazla sogutma suyu buhara dönüsür. Bu dogal olarak uzun akis geçitleri içinde, Özellikle çikis uçlarinin yakininda daha yüksek akis hizlarina yol açar. Bu ise, asiri asinmanin yani sira bu pozisyonlarda sogutma suyundaki minerallerin ve diger bilesenlerin birikmesine (yani çökelme ve tortulasma) neden olabilir.

Yukarida belirtildigi gibi, bulusun bu özelligine uygun olarak, her sogutma bobini tertibatinda üretilen buhar miktarinin ortalama yaklasik %15 veya daha az, baska bir yöne göre yaklasik dönüsen sogutma suyu miktarinin, sogutma bobini tertibatina beslenen suyun yaklasik istenebilir. Dolayisiyla, bulusun bu özelligine göre, her sogutma bobininin akis geçitlerinin enine kesit alani, bütün kapatma valfleri (84) açik bir pozisyondayken, her geçitte buhara dönüsen sogutma suyunun yaklasik %15 veya daha az ve baska bir yöne göre yaklasik %10 ila yaklasik %15 olan bir degerde birbirine mümkün oldugu kadar yakin olacagi sekilde seçilir. Bu yöne göre, üretilen buhar miktari hesaplanan bir degerdir.

Ticari bir akrilonitril reaktörü dizayn etmenin en uygun maliyetli yolu, her sogutma bobinini ayni çaptaki borulardan yapmak ve her sogutma bobinini ayni kapatma valfiyle (84) kontrol etmektir, yani her kontrol valfi digerleriyle aynidir. Dolayisiyla, her sogutma bobininin akis geçitlerinin alaninin enine kesitinin suyun buhara dönüsümünün ayni olacagi sekilde seçilmesini saglamanin en basit yolu, her sogutma bobini içine veya en azindan daha kisa bir akis geçidine sahip her sogutma bobini içine, istenen bir sekilde giris ucuna veya çikis ucuna veya her ikisine veya yakinlarina uygun bir akis sinirlayicinin yerlestirilmesidir. Her akis sinirlayicinin tam büyüklügünün (veya akis sinirlayicilar kullanilmiyorsa akis geçitlerinin nispi enine kesit alanlarinin) belirlenmesi, farkli akis geçitlerinin nispi uzunluklari ve dolayisiyla sogutma suyunun bu farkli geçitlerde bulunacagi sürenin farkli uzunluklari nedeniyle geleneksel isi aktarimi hesaplamalariyla kolayca yapilabilir.

Bu bulusun üçüncü bir özelligi Sekil 101da gösterilmektedir. Sekil 5`te gösterildigi gibi geleneksel bir dizaynda, sogutma bobininin (61) giris hatti (64) dogrudan reaktörün (10) reaktör cidarina (36) kaynaklanir. Yukarida belirtildigi gibi, bir ticari akrilonitril reaktörünün sogutina bobinlerini, her sogutma bobinini tek tek ve seri olarak periyodik bir sekilde kapatarak ve yeniden baslatarak “rotasyona tabi tutmak” yaygin bir uygulamadir. Bir sogutma bobini kapatildiginda, sicakligi hizla reaktörün normal isletim sicakligi olan yaklasik 350°C ila yaklasik 48O°C3ye dogru yükselir. Daha sonra, sogutma bobini ek sogutma suyu miktarlariyla temas ettirilerek yeniden baslatildiginda, sicakligi hemen hemen aninda yeniden sogutma suyunun kaynama noktasina veya yakinina düser. Sicakliktaki bu düsüs, özellikle giris hattinin (64) reaktör cidarina (36) kaynaklandigi yerde sogutma bobinine (61) önemli termal stres uygulayabilir. Zaman içinde bu tekrarlanan termal stres bu konumda mekanik bozulmaya yol açabilir.

Bulusun bu özelligine göre, bu problem, giris hattinin (64) reaktörün (10) reaktör cidarini (36) kestigi yere bir termal manson yerlestirilerek engellenir. Sekil 10”da gösterildigi gibi, sogutma bobini giris hattiyla (64) iletisim içindeki termal manson (59), reaktörün (10) reaktör cidari (36) içinden geçen ve ona kaynaklanan sogutma bobini giris baglanti elemani (33) içine alinir.

Termal mansonun (59) dis çapi sogutma bobini giris baglanti elemaninin (33) iç çapindan biraz daha küçük olup, aralarinda ara halkalariyla (77) korunan bir termal bosluk (75) tanimlanir. Termal mansonun (59) çikis kenari (73) sogutma bobini baglanti elemanina (33) kaynaklanmaz veya baska türlü kalici bir sekilde tespit edilmez ve dolayisiyla sogutma bobini baglanti elemanina göre eksenel olarak hareket etmek için serbesttir.

Bu yapiyla, sogutma bobini giris hatti (64) ile reaktör cidari (3 6) arasindaki mekanik baglanti üzerinde, kapatildigi ve yeniden baslatildigi zaman sogutma bobini (61) içinde olusan önemli sicaklik degisiklikleri nedeniyle aksi halde olusacak olan termal stresler, termal mansonun (59) genislemesi ve daralmasiyla azalir. Sonuç olarak, sogutma bobininin (61), reaktörün (10) reaktör cidariyla (36) kesistigi yerdeki mekanik bozulmasi büyük ölçüde önlenir.

Bu bulusun yine baska bir özelligine göre, her sogutma bobininden çikan sogutma suyunu ve buhari almak için temin edilen sogutma suyu çikis kolektörü, her sogutma bobininin çikis hattinin ve çikis kolektörünün asagisindaki bir pozisyona tasinir. Bir yöne göre, sogutma suyu çikisi, her sogutma bobininin sogutma bobini yollarinin tepelerinin asagisinda olan bir pozisyona tasinir.

Sekil Slte gösterildigi gibi, geleneksel dizaynda, sogutma suyu çikis kolektörü (82) sogutma suyu çikis hattinin (79) yani sira sogutma bobini yollarinin (67, 69 ve 71) tepelerini tanimlayan U dönüslü baglanti elemanlarinin (63) yukarisinda bulunur. Yukarida belirtildigi gibi, bir geleneksel ticari akrilonitril reaktörünün sogutma bobinleri, dis yüzeyleri üzerinde birikebilen molibden taslarini gidermek için periyodik olarak kapatilir ve yeniden baslatilir.

Bir sogutma bobini kapatildiginda, içinde kalan sogutma suyu, akrilonitril reaktörü içindeki sicaklik çok yüksek oldugu için hizla buharlasir. Bu oldugunda, çikis hattiyla (79) iliskili hiçbir çikis valfi olmadigi için, yer çekimi çikis kolektöründeki (82) sogutma suyunun sogutma bobini çikis hatti (79) vasitasiyla bu kapatilmis sogutma bobini içine geri akmasina neden olur. Bu, yine ek miktarlarda sogutma suyunun buharlasmasina ve dolayisiyla sogutma bobini içinde buhara dönüsmesine yol açar.

Sogutma suyu, normal olarak erimis minerallerin yani sira ek islem kiinyasallarini içerir. Bir sogutma bobini kapatildiginda, bu mineraller ve islem kimyasallari sogutma bobinlerinin iç yüzeyleri üzerinde, özellikle alt U dönüslü baglanti elemanlarinda (62) çökeline ve tortulasina egilimi tasir. Özellikle bir sogutma bobini çok uzun süre kapatilirsa, bu sogutma suyu çikis kolektöründen (82) çok daha fazla miktarlarda sogutma suyunun bu kapatilmis sogutma bobini içine akmasina ve dolayisiyla buharlasmasina izin verecegi için bu birikintilerin miktari çok fazla olabilir. Bu zamanla, özellikle bu konumlarda, sogutma bobini içindeki akis geçidinin enine kesit alaninin önemli ölçüde azalmasina neden olabilir, bu ise bu konumlardan geçen sogutma suyunun akis hizinin önemli ölçüde artmasiyla sonuçlanir. Bu, bu konumlarda sogutma bobinlerinde önemli asinmaya ve dolayisiyla erken sogutma bobini bozulmasina yol açabilir.

Bulusun bu özelligine göre, bu problem, sogutma suyu çikis kolektörü (84) çikis hattinin (79) asagisindaki bir yükseklige tasinarak engellenir. Bir yöne göre, çikis kolektörü son sogutma bobini yolunun tepesinin en azindan bir sogutma bobini asagisina, daha tercihen, sogutma bobinlerinin çogunlugunun veya hatta hepsinin son yolunun asagisina yerlestirilir. Baska bir yöne göre, çikis kolektörü en azindan bir bobinde bütün sogutma bobini yollarinin tepelerinin asagisina, daha istenen bir sekilde bütün sogutma bobinlerinde bütün sogutma bobini yollarinin tepelerinin asagisina yerlestirilir. Bu özellikleri sematik olarak gösteren Sekil 11,e bakiniz.

Bu düzenlemeyle, sogutma suyu çikis kolektöründen (32) ek miktarlarda sogutma suyunun yer çekimiyle kapatilan bir sogutma bobinine geri akmasi esas itibariyla tamamen önlenmektedir, çünkü sogutma suyu çikis hatti (79) ve bir yöne göre üst U dönüslü baglanti elemanlari (63), yer çekiminin sogutma suyunun önemli bir miktarini kapatilmis sogutma bobini içine tasiyamayacagi kadar çikis kolektörünün (82) yukarisina yerlestirilir.

Claims (4)

ISTEMLER

1. Bir oksidasyon veya amoksidasyon reaktörü tarafindan üretilen isiyi gidermek için bir sogutma bobini tertibati olup, sogutma bobini tertibati birçok sogutma bobini içerir, her sogutma bobini sogutma suyunun içinden tasinmasi için bir sogutma suyu akis geçidi, bir sogutma suyu girisi ve bir sogutma suyu çikisini tanimlar, her sogutma bobini ayrica sogutma suyu girisiyle iliskili bir sogutma suyu kapatma valfi içerir, her sogutma bobini ayrica sogutma suyu çikisindan geçen sogutma suyunun akisini kontrol etmek için bir valften aridir, tertibatin özelligi, sogutma suyu akis geçitlerinin en azindan bazilarinin uzunluklarinin birbirinden farkli olmasidir, burada, her sogutma bobini tertibatinin akis geçidinin enine kesit alani, 0 sogutma bobini tertibatinda buhara dönüsen sogutma suyunun ortalama yüzdesinin yaklasik %15 veya daha az olacagi sekilde seçilir.

2. Istem l,in sogutma bobini tertibati olup, burada her sogutma bobini tertibatindaki akis geçidinin enine kesit alani, 0 sogutma bobini tertibatinda buhara dönüsen sogutma suyunun ortalama yüzdesinin yaklasik %10 ila yaklasik %15 olacagi sekilde seçilir.

3. Istem 1,in sogutma bobini tertibati olup, burada sogutma bobini tertibatindaki sogutma bobinleri en az üç farkli uzunluga sahiptir.

4. Istem 1°in sogutma bobini tertibati olup, burada sogutma bobinleri esas itibariyla ayni çapa sahip kanallardan olusur, burada sogutma bobinlerinin bazilari diger sogutma bobinlerinden daha kisadir ve ayrica burada uzunluklari daha az olan sogutma bobinleri akis geçitlerinde buhara dönüsen sogutma suyu yüzdesini denetlemek için sinirlayicilar içerir.