專利名稱：膜式壁反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化工行業(yè)的反應器，尤其是一種膜式壁反應器。
技術背景反應器作為化工行業(yè)的一種常用設備而得到廣泛應用，其間，人們對反應器進行了多次的改進，以期取得更好的使用效果，曾經(jīng)出現(xiàn)過固定床催化 反應器、管殼式水冷卻反應器、絕熱管殼式水冷卻反應器和徑向流動的管殼 式水冷卻反應器等幾種形式，但是，這些形式的反應器始終存在有體積大， 造價高，換熱效果差，筒體內(nèi)空間利用率低，運行阻力大，設備壽命短等缺點，為此，中國專利號ZL200620077859.3公開了一種徑向折流板殼式反應器， 該反應器包括外殼、冷板內(nèi)件，在外殼中安裝有氣體徑向分布筒和徑向集氣 筒，在徑向分布筒和徑向集氣筒之間設置有由若干間隔設置的折流元件組成 的徑向折流部件，該反應器解決了以前的反應器運行阻力大，換熱效果差的 問題，同時提高了氣側、水側的傳熱系數(shù)，總體尺寸小，但是，這種徑向折 流板殼式反應器也隨之出現(xiàn)了另一些問題(1)冷板內(nèi)件與外殼分開，外殼 內(nèi)壁全部與高溫反應氣體接觸，以至于外殼要選用耐高溫材質(zhì)，造成制造成 本增加。(2)冷板內(nèi)件的換熱板全部采用焊接，結構復雜，焊點多，制造質(zhì) 量難以保證，而且一旦出現(xiàn)漏點就無法維修，設備使用壽命短。(3)催化劑 由氧化態(tài)轉化為還原態(tài)時，催化劑體積縮小，造成催化劑整體高度下降，上 部出現(xiàn)空程，徑向流動時，原料氣體易走上部的空程，原料氣體走近路，降 低了氣體的轉化率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術問題是本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中的缺點，提供一 種膜式壁反應器，該反應器內(nèi)氣體軸向流動，移熱的介質(zhì)與原料氣體逆向流 動，移熱能力強，運行阻力低，氣體轉化率高，同等生產(chǎn)能力下反應器體積 小，可降低制造成本，延長使用壽命。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種膜式壁反應器，具有 筒體，上封頭和下封頭，上封頭與筒體上端法蘭連接，下封頭焊接在筒體下 端，上封頭上設置有氣體入口管和出水管，下封頭上設置有氣體出口管、進 水管和卸料管，下封頭內(nèi)填裝有惰性物，所述的筒體內(nèi)環(huán)形設置有用于移走 反應熱量的膜式壁，每兩個膜式壁之間形成的空腔組成直徑不等的波齒圓柱 形催化劑床，所述的膜式壁上端連接有上分聯(lián)箱，下端連接有下分聯(lián)箱，所 述的上分聯(lián)箱和出水管之間設置連接有上總聯(lián)箱，下分聯(lián)箱和進水管之間設 置連接有下總聯(lián)箱。進一步說，所述的膜式壁由無縫鋼管和換熱翅片組成，換熱翅片焊接在 無縫鋼管上，在筒體內(nèi)位于膜式壁上方位置設置有絕熱層體，所述的出水管、 上總聯(lián)箱、上分聯(lián)箱、膜式壁、下分聯(lián)箱、下總聯(lián)箱、進水管依次連接，組 成用于移熱介質(zhì)沸水流動的連通的組合體，所述的上分聯(lián)箱、下分聯(lián)箱、上 總聯(lián)箱、下總聯(lián)箱的材料為無縫管。本發(fā)明的采用以上方案后，具有以下的優(yōu)點-(1)安全系數(shù)高用于移熱的沸水經(jīng)過的管子全部采用無縫管，承受內(nèi) 壓》5.0MPa，承受外壓》4.5MPa，膜式壁上的無縫管為訂尺管，減少了許多 焊逢，延長了設備使用壽命。(2) 氣體分布均勻與徑向反應器相比，氣體流動采用全軸向，避免催 化劑在還原后體積縮小，出現(xiàn)在徑向段上部氣體走近路現(xiàn)象，氣體自上而下 流動，沸水自下而上流動，氣體分布均勻，催化劑利用率髙。(3) 反應器空間利用率高、催化劑裝填量大與現(xiàn)有徑向結構反應器相 比，沒有徑向段的氣體分布及氣體收集裝置，高壓容器空間全部是膜式壁的 換熱元件及催化劑，高壓容器空間利用系數(shù)高。(4) 熱應力處理好膜式壁的下部、上部連接有分聯(lián)箱，然后分聯(lián)箱再 與總聯(lián)箱連接，組合件受熱后整體向上膨脹，可以通過分聯(lián)箱、總聯(lián)箱的彎 管消除大部分應力，可有效避免現(xiàn)有反應器管殼開裂或管板斷裂的現(xiàn)象。(5) 催化劑便于裝卸催化劑自反應器上部裝進去，從反應器下部的卸 料管可以自由卸出，操作簡單，減輕了勞動強度。(6) 同等催化劑裝填量(同等生產(chǎn)能力)的情況下設備體積小，不僅造 價低，而且便于運輸、安裝，適合裝置大型化。(7) 由于移熱能力強，單位產(chǎn)品副產(chǎn)蒸汽量可以比現(xiàn)有水移熱反應器提高15 30%。(8) 催化劑床阻力低，催化劑床通徑截面積是現(xiàn)有水移熱管殼式反應器 的1.2 2.0倍，可有效降低催化劑床截面上氣體的線速度，催化劑床的阻力 僅是現(xiàn)有水移熱管殼式反應器的40 60%，催化劑床阻力可以控制在0.18 0. 25MPa范圍內(nèi)。(9) 適用范圍廣，膜式壁反應器設計壓力在1.0 31.5MPa，不僅可以用 于合成、脫水、縮合、分解等裝置上，也可以用于氣體凈化裝置上。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖l是本發(fā)明的結構示意圖。圖2是圖1的A-A剖面示意圖。圖3是本發(fā)明的膜式壁結構示意圖。圖中l(wèi).氣體入口管2.上封頭3.出水管4.上總聯(lián)箱5.絕熱層體6.上分聯(lián)箱7.膜式壁7L無縫鋼管72.換熱翅片8.筒體9.催化劑床10.下分聯(lián)箱 11.惰性物 12.下總聯(lián)箱 13.卸料管 14.進水管 15.氣體出口管16.下封頭具體實施方式
如圖1圖2圖3所示的本發(fā)明一種膜式壁反應器，具有筒體8，上封頭2 和下封頭16，上封頭2與筒體8上端法蘭連接，下封頭16焊接在筒體8下端， 上封頭2上設置有氣體入口管1和出水管3，下封頭16上設置有氣體出口管 15、進水管14和卸料管13，下封頭16內(nèi)填裝有惰性物11，筒體8內(nèi)環(huán)形設 置有用于移走反應熱量的膜式壁7，膜式壁7由無縫鋼管71和換熱翅片72組 成，換熱翅片72焊接在無縫鋼管71上，無縫鋼管71作為沸水流動的管，自上而下沒有焊逢，不僅提高運行的安全性，同時也避免水中cr超標對焊逢的腐蝕，延長了反應器的使用壽命，每兩個膜式壁7之間形成的空腔組成直徑 不等的波齒圓柱形催化劑床9，在波齒圓柱形催化劑床9內(nèi)可填裝催化劑，可 根據(jù)反應放出熱量的不同狀況調(diào)整催化劑的裝填量，在膜式壁7上端連接有 上分聯(lián)箱6，下端連接有下分聯(lián)箱10，上分聯(lián)箱6和出水管3之間設置連接 有上總聯(lián)箱4，下分聯(lián)箱10和進水管14之間設置連接有下總聯(lián)箱12，上分聯(lián)箱6、下分聯(lián)箱10、上總聯(lián)箱4、下總聯(lián)箱12的材料采用直徑不等的無縫 管，可提高運行的安全性，降低設備制造成本，以上連接成一體的組合件組 成了移熱介質(zhì)沸水流動的移熱腔體，形成完全封閉的水路，在受熱后整體向 上膨脹，可很好地解決現(xiàn)有反應器的熱應力問題，有效避免現(xiàn)有反應器管殼 開裂或管板斷裂的現(xiàn)象，在筒體8內(nèi)位于膜式壁7上方位置設置有絕熱層體5。 由于上封頭2與筒體8上端采用法蘭連接，這樣就能很方便地安裝、更 換筒體內(nèi)的零部件以及催化劑的裝填，使用后的催化劑及惰性物11可從下封 頭16上的卸料管13方便地排出。本發(fā)明一種膜式壁反應器工作時，原料氣體由氣體入口管1進入筒體8， 依次通過絕熱層體5，波齒圓柱形催化劑床9，惰性物ll自上而下流動，而 移熱介質(zhì)沸水則從進水管14進入筒體8，依次通過下總聯(lián)箱12，下分聯(lián)箱10， 膜式壁7，上分聯(lián)箱6，上總聯(lián)箱4自下而上流動，原料氣體與沸水逆向流動， 移走催化劑床9的反應熱量，有利于反應平衡向正反應方向移動。本發(fā)明移 熱能力強，運行阻力低，氣體轉化率高，同等生產(chǎn)能力下反應器體積小，操 作簡單，適用范圍廣，使用壽命長。
權利要求
1. 一種膜式壁反應器，具有筒體(8)，上封頭(2)，下封頭(16)，上封頭(2)與筒體(8)上端法蘭連接，下封頭(16)焊接在筒體(8)下端，上封頭(2)上設置有氣體入口管(1)和出水管(3)，下封頭(16)上設置有氣體出口管(15)、進水管(14)和卸料管(13)，下封頭(16)內(nèi)填裝有惰性物(11)，其特征是所述的筒體(8)內(nèi)環(huán)形設置有用于移走反應熱量的膜式壁(7)，每兩個膜式壁(7)之間形成的空腔組成直徑不等的波齒圓柱形催化劑床(9)，所述的膜式壁(7)上端連接有上分聯(lián)箱(6)，下端連接有下分聯(lián)箱(10)，所述的上分聯(lián)箱(6)和出水管(3)之間設置連接有上總聯(lián)箱(4)，下分聯(lián)箱(10)和進水管(14)之間設置連接有下總聯(lián)箱(12)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種膜式壁反應器，其特征是所述的膜式壁 (7)由無縫鋼管(71)和換熱翅片(72)組成，換熱翅片(72)焊接在無縫鋼管(71) 上。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種膜式壁反應器，其特征是所述的筒體(8) 內(nèi)位于膜式壁(7)上方位置設置有絕熱層體(5)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種膜式壁反應器，其特征是所述的出水管(3) 、上總聯(lián)箱(4)、上分聯(lián)箱(6)、膜式壁(7)、下分聯(lián)箱(IO)、下總聯(lián)箱(12) 和進水管(14)依次連接，組成用于移熱介質(zhì)沸水流動的連通的組合體。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種膜式壁反應器，其特征是所述的上分聯(lián) 箱(6)、下分聯(lián)箱(IO)、上總聯(lián)箱(4)和下總聯(lián)箱(12)的材料為無縫管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種膜式壁反應器，具有筒體，上封頭，下封頭，筒體內(nèi)環(huán)形設置有用于移走反應熱量的由無縫鋼管和換熱翅片組成的膜式壁，每兩個膜式壁之間形成的空腔組成直徑不等的波齒圓柱形催化劑床，催化劑床內(nèi)填裝有催化劑，膜式壁上下端分別與上分聯(lián)箱和下分聯(lián)箱相連，上分聯(lián)箱和設置在上封頭上的出水管之間設置有上總聯(lián)箱，下分聯(lián)箱和設置在下封頭上的進水管之間設置有下總聯(lián)箱，組成用于移熱介質(zhì)沸水流動的連通的組合體，筒體內(nèi)位于膜式壁上方位置設置有絕熱層體。該反應器移熱能力強，運行阻力低，氣體轉化率高，體積小，可降低制造成本，延長使用壽命，適用于合成、脫水、縮合、分解以及氣體凈化等裝置上。
文檔編號B01J8/02GK101279227SQ200810123739
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權日2008年5月23日
發(fā)明者是洪鋼, 王攬月, 邵金山, 閆常群 申請人:常州敦先化工設備有限公司