TW201544181A - 用於氧化反應器或氨氧化反應器的冷卻盤管設計（四） - Google Patents

Abstract

本發明涉及用於氧化反應器或氨氧化反應器的冷卻盤管設計。用於商業氧化反應器或氨氧化反應器中的冷卻盤管可通過提供以橫向佈置而不是線性排列來限定冷卻盤管的獨立線路來進行更緊密地封裝。

Description

用於氧化反應器或氨氧化反應器的冷卻盤管設計(四)

本發明係有關於用於氧化反應器或氨氧化反應器的冷卻盤管設計。

背景技術

用於製造丙烯腈和甲基丙烯腈的各種工藝和系統是已知的。常規工藝通常涉及通過選自由丙烷、丙烯或異丁烯、氨和氧構成的集合的碳氫化合物在催化劑存在的情況下直接反應產生的丙烯腈/甲基丙烯腈的回收和淨化。例如，在丙烯腈的商業製造中，丙烯、氨和氧根據以下反應方案一起反應：CH₂=CH-CH₃+NH₃+3/2 O₂ → CH₂=CH-CN+3 H₂O通常稱為氨氧化的該過程在存在適合的流化床氨氧化催化劑的情況下在升高的溫度(例如，350℃至480℃)下以氣相執行。

圖1示出了用於執行該過程的典型的丙烯腈反應器。如這裡所示，反應器10包括反應器外殼12、空氣格柵14、供給噴灑器16、冷卻盤管18和旋風分離器20。在正常運行期間，過程空氣經過空氣入口22充入反應器10中，同 時丙烯和氨的混合物經過供給噴灑器16充入反應器10中。兩者的流速高到足以使反應器內部中的氨氧化催化劑床24流化，在該處發生丙烯和氨向丙烯腈的催化氨氧化。

由反應產生的產品氣體經過反應器流出物出口26離開反應器10。在這樣做之前，它們穿過旋風分離器20，旋風分離器20移除這些氣體可能已攜帶的用於經過浸入管25回到催化劑床24的任何氨氧化催化劑。氨氧化通常是高度發熱的，且因此冷卻盤管組件18用於提取過量熱，且因此將反應溫度保持在適當的水準。

在此方面，圖2示意性地示出了用於此目的的常規冷卻盤管組件18的設計。圖2為反應器10的局部軸向橫截視圖，其示出了反應器10的冷卻盤管組件中的一組冷卻盤管，該組冷卻盤管由三個單獨的冷卻盤管(冷卻盤管42、冷卻盤管44和冷卻盤管46)構成。冷卻盤管42包括用於接收冷卻水的入口48以及用於在被加熱和部分地轉變成蒸汽之後排出該冷卻水的出口50。同樣，冷卻盤管44包括入口52和出口54，而冷卻盤管46包括入口56和出口58。如圖2中所示，冷卻盤管42，44和46中的各個均由一系列垂直地定向的冷卻盤管線路57限定，各個線路均由一對長形的互連冷卻導管60構成，該冷卻導管60在其底部處由下U形彎折配件62連接到彼此上。連續的冷卻盤管線路57還在其頂部處由上U形彎折配件63連接到彼此上，以便形成從各個相應冷卻盤管的入口到出口的連續流動通路。

圖3為圖2中所示的冷卻盤管組件18的頂視圖。如 將從圖2和圖3中認識到的那樣，冷卻盤管42，44和46形成一組冷卻盤管，其為共面的，即，各個位於公共垂直平面中。如圖3中進一步所示，冷卻盤管組件18由多組這些冷卻盤管構成，其中這些冷卻盤管的各組均佈置成大體上彼此平行且(可選地)與彼此等距間隔開。此外，如可在圖3中進一步看到的那樣，儘管該冷卻盤管組件中的許多冷卻盤管組包括三個不同的冷卻盤管，但其它冷卻盤管組包括兩個或四個冷卻盤管，而兩個冷卻盤管組包含僅一個冷卻盤管。

圖4為在圖2的線4-4上截取的放大頂部視圖，示出了圖2和圖3的冷卻盤管組件18的特定結構的更多細節。具體而言，圖4為僅示出冷卻盤管的上U形彎折配件63的示意圖。

如圖4中所示，冷卻盤管61包括入口35、將入口35連接到冷卻盤管61的第一冷卻盤管線路(未示出)的頂部上的供應管線64，以及用於將冷卻盤管的連續盤管線路連接到彼此上的一系列的上U形彎折配件63。還如該圖所示，所有這些元件(即，所有上U形彎折配件63以及供應管線64)都共面，即，它們所有都位於相同的公共垂直平面D上。此外，從圖2和圖3中將進一步認識到的是，該冷卻盤管中的其餘元件(即，形成各個冷卻盤管線路57的垂直地定向的冷卻導管60和相關聯的下U形彎折配件62)也位於該公共垂直平面中。在所示的特定實施例中，各個上U形彎折配件63由支承梁70從下方支承，支承梁70被接收在由各個U形配件限定的內部彎曲部中。因此，包括所有其構件部分(即，上 U形彎折配件63、垂直地定向的導管60和下U形彎折部分62)以及冷卻盤管的全部內容物(即，循環的冷卻水)的各個冷卻盤管的全部重量由其相應的支承梁70支承。

如圖4中進一步所示，適合的走道或通道74佈置在一定高度處的每隔一個冷卻盤管之間，該高度在上U形彎折配件63處或其附近，以提供容易的接近，且支承冷卻盤管的定期檢查和/或修理所需的任何維護人員。

圖5為另一個示意圖，其示出了如何控制冷卻盤管組件18中的不同冷卻盤管。在此方面，在常規丙烯腈反應器10的運行期間的慣例是使冷卻盤管“輪流”，即，獨立地且連續地定期關閉且然後重啟各個冷卻盤管。大多數商業氨氧化催化劑使鉬精煉，鉬一般在一定時間內沉積在冷卻盤管的外表面上作為積垢。由於該鉬積垢不利地影響冷卻盤管的性能，故所需的是經常除去該鉬積垢來保持冷卻盤管適當地作用。一般而言，這通過定期關閉且然後重啟各個冷卻盤管來完成，這是因為該關閉/重啟程序由於關閉和然後重啟造成冷卻盤管經歷的較寬溫度波動而引起對冷卻盤管的並非不顯著的機械衝擊。該機械衝擊在大多數情況下足以除去可能已經沉積在冷卻盤管表面上的至少一些鉬積垢，且在此情況下恢復了該盤管的至少一些熱傳遞能力。這導致了延長的時間段內的穩定運行。

為了將冷卻水供應至獨立的冷卻盤管，一般使用圖5中所示的結構。如那裡所示，冷卻盤管61的入口35與過程水入口集管80流體連通，過程水入口集管80的高度通常 定位成低於上U形彎折配件63。同樣，冷卻盤管61的出口65與過程水出口集管62流體連通，過程水出口集管62的高度通常定位成高於上U形彎折配件63。一般而言，過程水入口集管80和出口集管82採用完全環繞反應器10的較大的連續水平地定向的導管形式。獨立地定期關閉和重啟各個冷卻盤管一般通過與該冷卻盤管的入口35相關聯的相應的斷流閥84來完成，在大多數設計中，該斷流閥84為簡單的開關閥，與能夠精密控制流體流速的控制閥相反。

還要注意，斷流閥84為過程水入口集管80與過程水出口集管82之間的冷卻盤管61中的至少一個閥。即是說，冷卻盤管61構造成沒有任何附加的閥或其它流動控制裝置，特別是沒有與冷卻盤管出口65相關聯的流動控制閥。這是因為此類附加的閥不必以上文所述的方式實現冷卻盤管的期望的運行和控制。此外，消除出口流動控制閥還消除了對安全泄壓閥的需要，否則如果使用此出口流動控制閥，就將需要安全泄壓閥(即，將需要各個獨立盤管上的PSV)。

在作為整體的整個反應器上以及從反應器內的一個區到另一個區將丙烯腈反應器保持處於或接近其最佳反應溫度對於良好的反應器性能是重要的。此外，由於熱可從反應器提取的速率通常是確定丙烯腈反應器可運行的最大容量的速率限制步驟，故良好的冷卻盤管設計也是重要的。此外，較差的冷卻盤管設計和/或運行可導致過大的冷卻盤管腐蝕，這可需要很昂貴的過早修理。

因此，不斷需要商業丙烯腈反應器的冷卻盤管的設計和運行的改善，不但改善反應器性能，而且減少導管的侵蝕，從而減少停機時間和修理成本。

發明概要

根據本發明，對用於典型的氧化反應器或氨氧化反應器如商業丙烯腈反應器的冷卻盤管組件的設計和運行進行了一系列的改善。結果，不但改善了反應器性能，而且還延長了冷卻盤管組件的使用壽命。

因此，在一個實施例中，本發明提供了一種用於移除由氧化反應器或氨氧化反應器生成的過量熱的冷卻盤管組件，該冷卻盤管組件包括多個冷卻盤管，各個冷卻盤管均包括多個冷卻盤管線路，其流體地串聯連接到彼此上，以便限定具有冷卻水入口和冷卻水出口的冷卻水通路，各個冷卻盤管線路限定垂直地定向的冷卻盤管線路平面，其中各個冷卻盤管從反應器內朝反應器的外周沿相應的垂直地定向的主冷卻盤管平面延伸，且進一步其中，至少一個冷卻盤管中的至少一些冷卻盤管線路被佈置成使得其冷卻盤管線路平面與該冷卻盤管的主冷卻盤管平面橫向。

此外，在第二實施例中，本發明提供了一種用於移除由氧化反應器或氨氧化反應器生成的過量熱的冷卻盤管組件，冷卻盤管組件包括單個或多個冷卻盤管，各個冷卻盤管均限定用於輸送穿過該處的冷卻水的冷卻水流動通 路、冷卻水入口和冷卻水出口，各個冷卻盤管還包括與其冷卻水入口相關聯的冷卻水斷流閥，各個冷卻盤管也沒有用於控制穿過其冷卻水出口的冷卻水流的閥，其中至少一些冷卻水流動通路的長度彼此不同。在此方面，一定數目的冷卻盤管被選擇成提供大約15%或更少的轉變成蒸汽的冷卻水的平均百分比。

此外，在第三實施例中，本發明提供了一種用於移除由具有壁的氧化反應器或氨氧化反應器生成的過量熱的冷卻盤管組件，該冷卻盤管組件包括單個或多個冷卻盤管，各個冷卻盤管均包括多個冷卻盤管線路，其流體地串聯連接到彼此上，以便限定冷卻水通路，該冷卻水通路具有穿過反應器的壁的冷卻水入口和冷卻水出口，其中冷卻水入口包括剛性地附接到反應器的壁上的冷卻盤管入口配件、以及冷卻水入口配件內的熱套管，其中熱套管的外徑小於冷卻盤管入口配件的內徑，以便限定其間的熱空間。

在另一個實施例中，本發明提供了一種用於移除由氧化反應器或氨氧化反應器生成的過量熱的冷卻盤管組件，該冷卻盤管組件包括多個冷卻盤管，各個冷卻盤管均包括一系列冷卻盤管線路，該線路包括系列開始處的第一線路和在系列結束處的最後線路，多個冷卻盤管線路流體地連接到彼此上，以便限定具有冷卻水入口和冷卻水出口的冷卻水通路，冷卻盤管組件還包括與各個冷卻盤管的第一線路流體連通的冷卻盤管入口集管和與各個冷卻盤管的最後線路流體連通的冷卻水出口集管，各個冷卻盤管還包 括將該冷卻盤管的最後線路與冷卻水出口集管連接的冷卻水出口導管，其中冷卻盤管出口集管的高度低於各個冷卻盤管的冷卻盤管出口導管的高度。

10‧‧‧反應器

12‧‧‧外殼

14‧‧‧空氣格柵

16‧‧‧噴灑器

18‧‧‧冷卻盤管/盤管組件

20‧‧‧旋風分離器

22‧‧‧空氣入口

24‧‧‧催化劑床

25‧‧‧浸入管

26‧‧‧流出物出口

33‧‧‧入口配件

42、44、46、61‧‧‧冷卻盤管

35、48、52、56‧‧‧入口

36‧‧‧反應器壁

50、54、58、65‧‧‧出口

57‧‧‧冷卻盤管線路

59‧‧‧熱套管

60‧‧‧冷卻導管/冷卻水導管

62‧‧‧下U形彎折配件/過程水 出口集管

63‧‧‧上U形彎折配件

64‧‧‧供應管線/入口管線

67、69、71‧‧‧冷卻盤管線路

70‧‧‧支承梁/支承臂

73‧‧‧出口邊沿

74‧‧‧通道

75‧‧‧熱空間

77‧‧‧隔離環

79‧‧‧出口管線

80‧‧‧入口集管

82‧‧‧出口集管

84‧‧‧斷流閥

D‧‧‧主冷卻盤管平面

Q‧‧‧冷卻盤管線路平面

S‧‧‧位置

R‧‧‧位置

α‧‧‧銳角

本發明可通過參照以下附圖來更容易地理解，在附圖中：圖1示出了用於執行丙烯和氨向丙烯腈的氨氧化的常規商業丙烯腈反應器；圖2為示出用於圖1中的常規商業丙烯腈反應器的常規冷卻盤管設計的結構和運行的示意圖；圖3為圖2的常規冷卻盤管設計的頂視圖；圖4為示出圖2的常規冷卻盤管設計的更多細節的類似於圖3的頂視圖；圖5為類似於圖2的示意圖，但示出了單個冷卻盤管61以及其運行方法；圖6和圖8為本發明的第一特徵的示意圖，其中常規商業丙烯腈反應器的冷卻盤管比在常規設計中更緊密地封裝；圖7為類似於圖2和圖4的頂視圖，僅示出了包括這些上U形彎折配件與彼此對準的這些圖的常規設計的一個冷卻盤管的上U形彎折配件63，圖7在圖5中的線7-7上截取；圖9為可用於將圖6和圖8的冷卻盤管懸掛在其支承結構上的冷卻盤管懸掛件的示意圖；圖10為本發明的另一個特徵的示意圖，其中熱套管用 於保護冷卻盤管的入口與該冷卻盤管入口所穿過的反應器壁之間的接合處；以及圖11為本發明的又一個特徵的示意圖，其中用於從冷卻盤管接收冷卻水和蒸汽的出口集管重新定位到低於這些冷卻盤管的頂部的位置。

具體實施方式

根據本發明的第一特徵，採用了冷卻盤管的新穎佈置，其能夠增加在反應器內的冷卻盤管的封裝。結果，總體上由冷卻盤管組件提供的總表面面積可有效地增加，這繼而又導致冷卻盤管運行的更好總體控制，且至少在一些情況下導致了總反應器容量的增加。

該特徵在圖6中示出，圖6為類似於圖4的示意圖，其中其示出了各個冷卻盤管61的上U形彎折配件63的佈置，以及其相對於通道74和冷卻盤管組件的冷卻盤管支承梁70的佈置。還見圖7，圖7示意性地示出了圖2、圖3、圖4和圖5的常規設計中的盤管線路的佈置。將其與圖8相比，圖8為類似於圖7的示意圖，但示出了圖6中的本發明的設計中的冷卻盤管線路的佈置。

如圖6中所示，冷卻盤管61的上U形彎折配件63相對於彼此以偏移關係佈置，而非以如圖4中所示的共面關係。在如圖4中所示的常規設計中，冷卻盤管61從反應器10內沿垂直地定向的平面D延伸至反應器10的外周(即，從位置R至位置S)。為了方便起見，垂直地定向的平面D在本文 中稱為冷卻盤管61的主冷卻盤管平面。如圖4中進一步所示，冷卻盤管61的所有主元件(即，所有垂直地定向的冷卻導管60以及所有下U形彎折配件62和上U形彎折配件63)都是共面的，即，它們所有都在其中心或軸線位於該平面上的意義上與垂直地定向的主冷卻盤管平面D對準。這在圖7中進一步示意性地示出，圖7示出了冷卻水導管60以及冷卻盤管線路57的下U形彎折配件62在其中心或軸線所有都位於公共垂直地定向的主冷卻盤管平面D中的意義上與彼此對準。此外，如圖4中進一步所示，通道74也佈置在這些主元件之間且平行於這些主元件。

然而，在本發明的該方面的改變的設計中，至少一個冷卻盤管的至少一些冷卻盤管線路57佈置成與冷卻盤管總體地位於其中的垂直地定向的主冷卻盤管平面橫向。一般而言，至少一個冷卻盤管的所有冷卻盤管線路57都以此方式佈置，而在一些實施例中，大多數或甚至所有冷卻盤管中的所有冷卻盤管線路都以此方式佈置。

該佈置在圖8中更完整地示出，圖8示出了該設計的各個冷卻盤管線路57的冷卻水導管60和下U形配件62位於其自身的相應冷卻盤管線路平面Q中，其佈置成相對於冷卻盤管61總體上位於其中的垂直地定向的主冷卻盤管平面D成銳角α。銳角α可為任何期望的角。在一方面，角在大約30°至大約60°之間，且另一方面在大約40°至大約50°之間。

如圖6中進一步所示，承載冷卻盤管61及其內容物的全部重量的支承梁70定位成高於U形彎折配件63，而非 如圖2、圖3、圖4和圖5的常規設計中那樣低於這些U形彎折配件。此外，如圖9中所示，適合的支承懸掛件被提供用於使各個U形彎折配件63懸掛在其相關聯的支承梁70上。

本發明的該特徵的改變的設計的第一優點在於冷卻盤管線路57可比在常規設計中更緊密地封裝。這使得冷卻盤管組件的有效表面面積利用該設計來相對於常規設計增加，這繼而又相比於常規設計實現了更大的冷卻能力且具有更大反應器溫度控制的潛力。本文所述的冷卻盤管設計在每米反應器直徑提供了更多冷卻盤管線路。在此方面，本文所述的盤管設計對於每米反應器直徑提供了大約40至大約60個冷卻盤管線路、且在另一方面每米反應器直徑提供了大約45至大約55個冷卻盤管線路是有效的。

該改變的設計的第二優點在於由於定期關閉和重啟而給予至形成該設計的各個冷卻盤管的金屬元件的機械應力可利用該設計相比於常規設計更好地適應。這是由於本發明的設計中的上U形彎折配件63通過懸掛件而懸掛在支承臂70上，且還佈置成與支承臂70橫向。因此，當本發明的設計的冷卻盤管回應於溫度變化而膨脹和收縮時，比其它情況下更少的應力給予至這些冷卻盤管。這是因為該膨脹和收縮的顯著部分與這些支承梁橫向而發生，且進一步因為懸掛件用作吸收尺寸變化和這些冷卻盤管與支承梁之間發生的相關聯的移動的緩衝件。

因此，由於該設計改型，不但有可能在增加容納此組件所需的輔助設備(且特別是通道和支承梁的數目)的 情況下增加由冷卻盤管組件提供的冷卻能力，而且還有可能消除或至少實質減少一般由於定期關閉和重啟造成的給予至冷卻盤管的機械應力而出現的冷卻盤管故障和相關聯的維護成本。如指出的那樣，本文所述的設計提供了更多盤管。更多盤管可更小頻繁地循環。

根據本發明的第二特徵，本發明的冷卻盤管組件的不同冷卻盤管內的流動通路的橫截面積被調整成使得在各個冷卻盤管組件中轉變成蒸汽的冷卻水量具有大約15%或更小的平均值，在另一方面，為大約10%至大約15%。期望的是，基於穿過冷卻盤管的冷卻水的總量，這些橫截面積被選擇成使得在該冷卻盤管組件中的所有冷卻盤管中轉變成蒸汽的冷卻水量與彼此的差別不大於5%，期望的是不大於4%，不大於3%，不大於2%或甚至不大於1%。

如指出那樣，冷卻盤管組件可包括冷卻盤管，在該處，各個冷卻盤管均包括不同數目的冷卻盤管線路。例如，冷卻盤管組件可包括冷卻盤管，在該處，大多數冷卻盤管具有多個冷卻盤管線路(例如，6個冷卻盤管線路)，且一些冷卻盤管僅具有一個冷卻盤管線路。冷卻盤管的移除實現生產率，且可在冷卻盤管循環中移除的不同數目的冷卻盤管線路提供了用於保持期望的生產率的運行靈活性。

如特別是圖2中所示，典型的商業丙烯腈反應器中的不同冷卻盤管一般不是所有都具有相同數目的冷卻盤管線路57。結果，這些冷卻盤管中的一些具有更長的流動通路，而其它具有更短的流動通路。該特徵可導致冷卻盤 管的不均勻的運行，因為更長的流動通路內的冷卻水的停留時間固然會大於更短的流動通路中的冷卻水的停留時間。結果，更長的流動通路中比更短通路中有更多冷卻水轉變成蒸汽。這固然會導致更長的流動通路內的更高的流動速度，尤其是在其出口端附近。這繼而又可引起這些位置處的冷卻水中的無機物與其它成分的過大的侵蝕和析出(即，沉澱和沉積)。

如上文指出那樣，期望的是根據本發明的該特徵，各個冷卻盤管組件中生成的蒸汽量具有大約15%或更小的平均值，在另一方面，為大約10%至大約15%。即是說，期望的是在各個冷卻盤管組件中轉變成蒸汽的冷卻水量不大於供給至該冷卻盤管組件的水的大約15%，在另一方面，為大約10%至大約15%。因此，根據本發明的該特徵，各個冷卻盤管的流動通路的橫截面積被選擇成使得當所有斷流閥84處於開啟位置時，在各個通路中轉變成蒸汽的冷卻水將在一個值處盡可能接近彼此，該值為大約15%或更小，且在另一方面，為大約10%至大約15%。在此方面，生成的蒸汽量為計算值。

設計商業丙烯腈反應器的大多數成本效益合算的方式在於由相同直徑的管來製作各個冷卻盤管，且以相同的斷流閥84控制各個冷卻盤管，即，各個控制閥與其它相同。因此，確保各個冷卻盤管的流動通路的區域的橫截被選擇成實現水相同地轉變成蒸汽的最簡單的方式為將適合的限流件放置於各個冷卻盤管內，或至少在具有更短流 動通路的各個冷卻盤管內，期望的是在其入口端或其出口端或兩者處或附近。給定不同流動通路的相對長度且因此冷卻水將存在於這些不同通路中的不同時間長度，確定各個限流件的準確尺寸(或如果未使用限流件，確定流動通路的相對橫截面積)可通過常規熱傳遞計算來容易地完成。

圖10中示出了本發明的第三特徵。在如圖5中所示的常規設計中，冷卻盤管61的入口管線64直接地焊接到反應器10的反應器壁36上。如上文指出的那樣，慣例是通過獨立地且連續地定期關閉且然後重啟各個冷卻盤管來使商業丙烯腈反應器的冷卻盤管“輪流”。當冷卻盤管關閉時，其溫度快速朝反應器的正常運行溫度累積，大約350℃至大約480℃。然後，當冷卻盤管通過與附加量的冷卻水接觸來重啟時，其溫度幾乎立即降回或接近該冷卻水的沸點。該降溫可向冷卻盤管61給予實質的熱應力，尤其是在其入口管線64焊接到反應器壁36的位置。在一定時間內，該重複的熱應力可導致該位置處的機械故障。

根據該特徵的發明，該問題通過將熱套管安裝在冷卻盤管61的入口管線64橫穿反應器10的反應器壁36的位置處來避免。如圖10中所示，與冷卻盤管入口管線64連通的熱套管59被接收在冷卻盤管入口配件33中，該配件33穿過且焊接到反應器10的反應器壁36上。熱套管59的外徑略小於冷卻盤管入口配件33的內徑，以便限定其間的熱空間75，該熱空間75由隔離環77保持。熱套管59的出口邊沿73並未焊接或以其它方式永久性地緊固到冷卻盤管配件33 上，且因此相對於該冷卻盤管配件而自由地軸向移動。

利用該結構，在其它情況下將由於在其關閉和重啟時出現在冷卻盤管61內的實質溫度變化而出現的冷卻盤管入口管線64與反應器壁36之間的機械接頭上的任何熱應力通過熱套管59的膨脹和收縮而消除。結果，可較大地避免在其橫穿反應器10的反應器壁36的位置處的冷卻盤管61的機械故障。

根據本發明的又一個特徵，被提供以接收穿過各個冷卻盤管的冷卻水和蒸汽的冷卻水出口集管重新定位到低於各個冷卻盤管的出口管線和出口集管的位置處。在一方面，冷卻水出口重新定位到低於各個冷卻盤管的冷卻盤管線路的頂部的位置。

如圖5中所示，在常規設計中，冷卻水出口集管82定位成高於冷卻水出口管線79以及U形彎折配件63，其限定冷卻盤管線路67，69和71的頂部。如上文指出那樣，常規商業丙烯腈反應器的冷卻盤管定期關閉且然後重啟來移除可能已經沉積在其外側表面上的任何鉬積垢。當關閉冷卻盤管時，剩餘在內的任何冷卻水由於丙烯腈反應器內的溫度很高而快速蒸發。當這發生時，由於沒有與出口管線79相關聯的出口閥，故重力引起出口集管82中的冷卻水經過冷卻盤管出口管線79流回到該關閉的冷卻盤管中。這導致又一些附加量的冷卻水蒸發，且因此轉變成冷卻盤管內的蒸汽。

冷卻水一般包含溶解的無機物以及附加的處理 化學製品。當冷卻盤管關閉時，這些無機物和處理化學製品趨於析出且沉積在冷卻盤管的內表面上，特別是在下U形彎折配件62。尤其是如果冷卻盤管關閉過久，則這些沉積物的量可能為實質的，因為這允許來自冷卻水出口集管82的實質附加量的冷卻水流回，且因此從該關閉的冷卻盤管蒸發。在一定時間內，這可引起冷卻盤管內的流動通路的橫截面積(尤其是在這些位置處)顯著地減小，這導致穿過這些位置的冷卻水的流速實質增加。這繼而又可導致這些位置處的冷卻盤管的顯著侵蝕，且因此導致過早的冷卻盤管故障。

根據本發明的該特徵，該問題通過將冷卻水出口集管84重新定位到低於出口管線79的高度來避免。在一方面，出口集管定位成低於至少一個冷卻盤管的最後冷卻盤管線路的頂部，更期望是低於大多數或甚至所有冷卻盤管的最後線路。在另一方面，出口集管定位成低於至少一個盤管中的所有冷卻盤管線路的頂部，更期望是低於所有冷卻盤管中的所有冷卻盤管線路的頂部。見圖11，圖11示意性地示出了這些特徵。

利用該佈置，由於冷卻水出口管線79且在一方面上U形彎折配件63定位成高於出口集管82太遠而不能使得重力使任何顯著的量的冷卻水流回到關閉的冷卻盤管中，故基本上完全地防止了附加量的冷卻水通過重力而從冷卻水出口集管32到關閉的冷卻盤管中的回流。

儘管上文已經描述了本發明的僅一些實施例，但 應當清楚的是，可在不脫離本發明的精神和範圍的情況下進行許多改型。所有此類改型都旨在包括在僅由所附申請專利範圍限制的本發明的範圍內。

57‧‧‧冷卻盤管線路

63‧‧‧上U形彎折配件

70‧‧‧支承梁/支承臂

74‧‧‧通道

Claims (8)

1. 一種用於移除由氧化反應器或氨氧化反應器生成的熱的冷卻盤管組件，所述冷卻盤管組件包括多個冷卻盤管，各個冷卻盤管均包括一系列冷卻盤管線路，其包括在所述系列的開始處的第一線路和所述系列的結束處的最後線路，所述多個冷卻盤管線路流體地連接到彼此上，以便限定具有冷卻水入口和冷卻水出口的冷卻水通路，所述冷卻盤管組件還包括與各個冷卻盤管的所述第一線路流體連通的冷卻盤管入口集管和與各個冷卻盤管的所述最後線路流體連通的冷卻水出口集管，各個冷卻盤管還包括將該冷卻盤管的所述最後線路與所述冷卻水出口集管連接的冷卻水出口導管，其中，所述冷卻盤管出口集管的高度低於各個冷卻盤管的所述冷卻盤管出口導管的高度。
2. 根據請求項1所述的冷卻盤管組件，其特徵在於，至少一個冷卻盤管的所述最後線路限定頂部和底部，且進一步其中，所述冷卻盤管出口集管的高度低於該冷卻盤管的所述最後線路的頂部的高度。
3. 根據請求項1所述的冷卻盤管組件，其特徵在於，至少一個冷卻盤管的所述冷卻盤管線路的頂部通過相應的上U形彎折配件而連接到彼此上，且進一步其中，所述冷卻盤管出口集管的高度低於這些上U形彎折配件的高度。
4. 根據請求項1所述的冷卻盤管組件，其特徵在於，各個冷卻盤管還包括位於所述冷卻水入口集管與所述系列中的所述第一盤管線路之間的入口斷流閥，且進一步其中，各個冷卻盤管構造成沒有所述系列中的所述最後盤管線路與所述冷卻水出口集管之間的任何流動控制裝置。
5. 一種用於移除由氧化反應器或氨氧化反應器生成的熱的過程，包括通向所述反應器的冷卻盤管組件，所述冷卻盤管組件包括多個冷卻盤管，各個冷卻盤管均包括一系列冷卻盤管線路，其包括在所述系列的開始處的第一線路和所述系列的結束處的最後線路，所述多個冷卻盤管線路流體地連接到彼此上，以便限定具有冷卻水入口和冷卻水出口的冷卻水通路，所述冷卻盤管組件還包括與各個冷卻盤管的所述第一線路流體連通的冷卻盤管入口集管和與各個冷卻盤管的所述最後線路流體連通的冷卻水出口集管，各個冷卻盤管還包括將該冷卻盤管的所述最後線路與所述冷卻水出口集管連接的冷卻水出口導管，其中，所述冷卻盤管出口集管的高度低於各個冷卻盤管的所述冷卻盤管出口導管的高度。
6. 根據請求項5所述的過程，其特徵在於，至少一個冷卻盤管的所述最後線路限定頂部和底部，且進一步其中，所述冷卻盤管出口集管的高度低於該冷卻盤管的所述最後線路的頂部的高度。
7. 根據請求項5所述的過程，其特徵在於，至少一個冷卻盤管的所述冷卻盤管線路的頂部通過相應的上U形彎折配件而連接到彼此上，且進一步其中，所述冷卻盤管出口集管的高度低於這些上U形彎折配件的高度。
8. 根據請求項5所述的過程，其特徵在於，各個冷卻盤管還包括位於所述冷卻水入口集管與所述系列中的所述第一盤管線路之間的入口斷流閥，且進一步其中，各個冷卻盤管構造成沒有所述系列中的所述最後盤管線路與所述冷卻水出口集管之間的任何流動控制裝置。