專利名稱：水冷式低壓甲醇合成塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于冷管型低壓甲醇合成塔，尤其是水冷式低壓甲醇合 成塔，適用于甲醇、二甲醚等氣-固相催化合成反應(yīng)的場合。
背景技術(shù)：
氣-固相催化合成反應(yīng)是一種常見的化學(xué)催化合成反應(yīng)，通常情況下 均為可逆放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中需要及時(shí)地移走反應(yīng)熱量，以確保反應(yīng) 達(dá)到最佳效果。
在本實(shí)用新型作出之前，現(xiàn)有的冷管型氣-固相催化反應(yīng)合成塔，用 隔板將合成塔分隔成上部集氣室和下部反應(yīng)室。但是，位于隔板上的填 料函因存在泄漏的風(fēng)險(xiǎn)而有可能使反應(yīng)氣和原料氣混合。對于氣氣換熱 的合成塔來說，泄漏僅影響合成效率， 一般不會引起安全事故。但是， 在水冷式合成塔中，由于隔板上的填料存在著泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，因而可使反 應(yīng)氣泄漏到水蒸汽或汽水混合物中，使原本性能穩(wěn)定的水蒸汽或汽水混 合物成為可燃可爆，嚴(yán)重威脅生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行。另外，在合成反應(yīng) 塔內(nèi)部用填料函活動密封，難以發(fā)現(xiàn)也無法檢修調(diào)整填料函的密封性能。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的任務(wù)是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種安全性 能高、檢查維修方便、結(jié)構(gòu)簡單、使用性能好的水冷式低壓甲醇合成塔。 為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案 一種水冷式低壓甲醇合成塔，包含上封頭l、筒體2、換熱膽3、下封
頭4、出氣管5、集氣器6、分氣器7、進(jìn)氣管8和支架9，上封頭l、筒體2、 下封頭4組成合成塔的外殼，上封頭1上有出口11和入口12，下封頭4上有 出口42和入口43，出口42的上方有擋板41，擋板41上有通孔，換熱膽3的 下方有支架9，出氣管5、集氣器6、換熱膽3、分氣器7、進(jìn)氣管8之間相 互連通，形成一個(gè)氣體流通通道，在出口11與出氣管5之間設(shè)置有膨脹伸縮結(jié)構(gòu)。
作為一個(gè)較好的實(shí)例，出口11與出氣管5之間的膨脹伸縮結(jié)構(gòu)為填料
函活動密封結(jié)構(gòu)。
作為另一個(gè)較好的實(shí)例，出口11與出氣管5之間的膨脹伸縮結(jié)構(gòu)為出 氣管5上設(shè)置膨脹節(jié)51，出口11與出氣管5之間焊接固定密封。
作為另一個(gè)較好的實(shí)例，入口43與進(jìn)氣管8之間設(shè)置有膨脹伸縮結(jié) 構(gòu)，所述的膨脹伸縮結(jié)構(gòu)為填料函活動密封結(jié)構(gòu)。
作為另一個(gè)較好的實(shí)例，換熱膽3的數(shù)量呈雙數(shù)，沿合成塔的徑向相 向?qū)ΨQ布置。
作為另一個(gè)較好的實(shí)例，集氣器6和分氣器7均是十字形或星字形圓管。
作為另一個(gè)較好的實(shí)例，集氣器6和分氣器7均是環(huán)形圓管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果
1、 由于出氣管5上設(shè)置膨脹節(jié)，水蒸汽出口11與出氣管5之間焊接固 定密封，或者水蒸汽出口11與出氣管5之間用填料函活動密封，在很好地 解決合成塔內(nèi)的換熱膽、進(jìn)出氣管以及集氣器、分氣器因溫度變化和產(chǎn) 生熱應(yīng)變的同時(shí)，可以有效地避免易燃易爆的反應(yīng)氣混入水蒸汽或汽水 混合物中，確保合成塔及其它生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行。
2、 在蒸汽或汽水混合物出口11與出氣管5之間或者循環(huán)水入口43與 進(jìn)氣管8之間用填料函活動密封，可以隨時(shí)檢查和調(diào)整填料函的密封性 能，既方便設(shè)備檢修，又可保證生產(chǎn)的連續(xù)性。
3、 集氣器6、分氣器7均是十字形圓管或圓形環(huán)管，加工制造部十分 方便。


附圖l是蒸汽出口與出氣管之間用填料函活動密封的水冷式低壓甲 醇合成塔的結(jié)構(gòu)示意附圖2是蒸汽出口與出氣管之間固定密封的水冷式低壓甲醇合成塔 的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，l-上封頭、11-出口、 12-入口； 2-筒體；3-換熱膽、31-集氣
管、32-上環(huán)管、33-換熱管、34-下環(huán)管、35-分氣管；4_下封頭、41-擋
板、42-出口、 43-入口； 5-出氣管、51-膨脹節(jié)；6-集氣器；7-分氣器；
8-進(jìn)氣管、9-支架。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l
在圖l所示的蒸汽出口與出氣管之間用填料函活動密封的水冷式低 壓甲醇合成塔的實(shí)施例中，該合成塔主要包含上封頭l、筒體2、換熱膽3、 下封頭4、出氣管5、集氣器6、換熱膽3、分氣器7、進(jìn)氣管8和支架9，上 封頭l、筒體2、下封頭4組成合成塔的外殼，上封頭1上有原料氣入口12 和蒸汽或汽水混合物出口ll，下封頭4上有反應(yīng)氣出口42和循環(huán)水入口 43，反應(yīng)氣出口42的上方有擋板41，擋板41上有使氣體流通的通孔，可 以在支撐觸媒的同時(shí)，讓反應(yīng)氣順利流出；換熱膽3的下方有支架9，支 架9通過直接支撐換熱膽3來支承換熱膽3、出氣管5、集氣器6、分氣器7 等合成塔內(nèi)的部件重量；出氣管5的下端與集氣器6的上端連通，集氣器6 的下端與換熱膽3中的集氣管31連通，換熱膽3中的分氣管35與分氣器7的 上端連通，分氣器7的下端與進(jìn)氣管8之間相互連通，出氣管5、集氣器6、 換熱膽3、分氣器7、進(jìn)氣管8之間形成一個(gè)氣體流通通道。蒸汽或汽水混 合物出口11與出氣管5之間用填料函活動密封，出氣管5的上端與填料函 的壓緊螺母之間留有可以使出氣管5上下伸縮的空間，以消除合成塔內(nèi)的 換熱膽、進(jìn)出氣管以及集氣器、分氣器因溫度變化而產(chǎn)生的變形應(yīng)力， 同時(shí)，可以有效地避免易燃易爆的反應(yīng)氣混入水蒸汽或汽水混合物中， 確保合成塔及其它生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行。此外，還可以隨時(shí)檢査和調(diào)整 填料函的密封性能，既方便設(shè)備檢修，又可保證生產(chǎn)的連續(xù)性。還可以 是循環(huán)水入口43與進(jìn)氣管8之間用填料函活動密封，同樣可以消除熱應(yīng) 力、避免反應(yīng)氣混入水蒸汽中，方便設(shè)備檢修，保證生產(chǎn)的安全、連續(xù) 進(jìn)行。
集氣器6用于匯集從換熱膽3由下而上流動的水蒸汽或汽水混合物并 匯入到出氣管5中，集氣器6是十字形或星字形分布的圓管，或者集氣器6也可以是帶有通孔的圓盤。分氣器7將從進(jìn)氣管8中流入的循環(huán)水分布到 各個(gè)換熱膽3中，分氣器7是十字形或星字形分布的圓管，或者分氣器7也 可以是帶有通孔的圓盤。換熱膽3包含集氣管31、上環(huán)管32、換熱管33、 下環(huán)管34、分氣管35;集氣管31、上環(huán)管32、換熱管33之間相互連通， 換熱管33、下環(huán)管34、分氣管35之間也相互連通。對于中小塔徑的反應(yīng) 器，比如直徑2.2米以下，換熱膽3可以是單獨(dú)的多重環(huán)管的換熱膽，各 冷管間均勻布置。對于塔徑較大的反應(yīng)器，可以設(shè)置多個(gè)獨(dú)立的換熱膽3， 換熱膽3的數(shù)量可以是單數(shù)，也可以是雙數(shù)。但是，以沿合成塔的徑向相 向均勻?qū)ΨQ布置為佳，此時(shí)，換熱膽3的數(shù)量是雙數(shù)，移熱效果均勻，反 應(yīng)層的同平面溫差較小。
原料氣經(jīng)入口12進(jìn)入合成塔，進(jìn)入反應(yīng)層后在催化劑的催化作用下 一邊由上而下進(jìn)行催化反應(yīng)， 一邊與換熱膽3中的循環(huán)水或汽水混合物進(jìn) 行換熱。循環(huán)水由入口43經(jīng)進(jìn)氣管8、分氣器7后進(jìn)入換熱膽3，與反應(yīng)氣 進(jìn)行逆向換熱。加熱后的循環(huán)水或汽水混合物經(jīng)集氣器6、出氣管5由出 口ll出合成塔。反應(yīng)氣經(jīng)擋板41由反應(yīng)氣出口42出合成塔。由于本合成 塔的密封可靠，因此，出合成塔后的水蒸汽或汽水混合物中不含易燃易 爆的反應(yīng)氣。本合成塔中的冷卻介質(zhì)除循環(huán)水外，還可以是水蒸汽、油 等其它氣液冷卻介質(zhì)。
實(shí)施例2
在圖2所示的出口11與出氣管5之間焊接固定密封的水冷式低壓甲醇 合成塔的實(shí)施例中，與圖l不同的是，出氣管5上設(shè)置膨脹節(jié)51，出口ll 與出氣管5之間焊接固定密封，循環(huán)水入口43與進(jìn)氣管8之間也焊接固定 密封。由于膨脹節(jié)可以消除合成塔內(nèi)的換熱膽、進(jìn)出氣管以及集氣器、 分氣器因溫度變化而產(chǎn)生的變形應(yīng)力，同時(shí)，可以有效地避免易燃易爆 的反應(yīng)氣混入水蒸汽中。因此，本實(shí)施例中出口11與出氣管5之間、入口 43與進(jìn)氣管8之間不再用填料函活動密封。
權(quán)利要求1、水冷式低壓甲醇合成塔，包含上封頭(1)、筒體(2)、換熱膽(3)、下封頭(4)、出氣管(5)、集氣器(6)、分氣器(7)、進(jìn)氣管(8)和支架(9)，上封頭(1)、筒體(2)、下封頭(4)組成合成塔的外殼，其特征在于上封頭(1)上有出口(11)和入口(12)，下封頭(4)上有出口(42)和入口(43)，出口(42)的上方有擋板(41)，擋板(41)上有通孔，換熱膽(3)的下方有支架(9)，出氣管(5)、集氣器(6)、換熱膽(3)、分氣器(7)、進(jìn)氣管(8)之間相互連通，形成一個(gè)流通通道，在出口(11)與出氣管(5)之間設(shè)置有膨脹伸縮結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水冷式低壓甲醇合成塔，其特征在于所述 的出口 (11)與出氣管(5)之間的膨脹伸縮結(jié)構(gòu)為填料函活動密封結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水冷式低壓甲醇合成塔，其特征在于所述 的出口 (11)與出氣管(5)之間的膨脹伸縮結(jié)構(gòu)為出氣管(5)上設(shè)置 膨脹節(jié)(51)，出口 (11)與出氣管(5)之間焊接固定密封。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水冷式低壓甲醇合成塔，其特征在于入口(43) 與進(jìn)氣管(8)之間設(shè)置有膨脹伸縮結(jié)構(gòu)，所述的膨脹伸縮結(jié)構(gòu)為 填料函活動密封結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的水冷式低壓甲醇合成塔，其特 征在于換熱膽(3)的數(shù)量呈雙數(shù)，沿合成塔的徑向相向?qū)ΨQ布置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的水冷式低壓甲醇合成塔，其特 征在于集氣器(6)和分氣器(7)均是十字形或星字形圓管。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的水冷式低壓甲醇合成塔，其特 征在于集氣器(6)和分氣器(7)均是環(huán)形圓管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水冷式低壓甲醇合成塔，包含上封頭(1)、筒體(2)、下封頭(4)組成合成塔的外殼，上封頭(1)上有出口(11)和入口(12)，下封頭(4)上有出口(42)和入口(43)，換熱膽(3)的下方有支架(9)，出氣管(5)、集氣器(6)、換熱膽(3)、分氣器(7)、進(jìn)氣管(8)之間相互連通，形成一個(gè)氣體流通通道，在出口(11)與出氣管(5)之間設(shè)置有膨脹伸縮結(jié)構(gòu)；本合成塔具有安全性能高、檢查維修方便、結(jié)構(gòu)簡單可靠、使用性能好；可用于甲醇、二甲醚等氣-固相催化合成反應(yīng)的場合。
文檔編號C07C29/00GK201245575SQ20082016283
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者沈建沖 申請人:杭州快凱高效節(jié)能新技術(shù)有限公司