專利名稱：殼程多腔式固定床反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種殼程被分隔為多個腔室的固定床反應器，該種形 式的反應器主要應用于大型苯酐、順酐、丙烯酸等應用固定床進行氣 相氧化反應的領;或。
背景技術：
隨著化工行業(yè)的飛速發(fā)展，對化工裝備的要求越來越趨向大型 化，化工裝備的大型化，無論從操作難易程度、節(jié)能降耗、降低生產(chǎn) 運行成本等方面都有極大的好處。目前在的裝置存在如下問題1、裝置的單臺生產(chǎn)能力有限，無法滿足市場發(fā)展的需求；2、裝置使用 時單位產(chǎn)出能耗大，有效利用率低，設備運行成本高；3、容易引起 熱量集中，難以均勻移出；4、現(xiàn)有裝置反應余熱太少，無法充分利 用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供一種適宜于 大型裝置的結構合理、移熱均勻、能耗低的殼程多腔式固定床反應器。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種殼程多腔式固定床反應器，反應器包括上封頭管箱l,上管 板2、殼體4、反應管5、下管板8、下封頭管箱9等構成的反應器主 體，在上環(huán)道3和下環(huán)道7之間分別設置循環(huán)泵和冷卻器；其特殊之 處在于所述的殼體4內在上管板2和下管板8之間沿殼體軸向設置
兩個殼程擋板1 o,殼程擋板1 o將殼體分為三個腔體，其兩側的腔體 內設置反應管5;所述的殼體4上設置有上環(huán)道3和下環(huán)道7，上、 下環(huán)道內的殼體4上設置通孔。上述的殼體4兩側的腔體內的上、中、下部設置折流板6，中間 折流板的形狀為半圓板，上、下折流板的形狀為圓心部位帶半圓缺口 的半圓板；中間折流板外徑大小位于上、下折流板的外徑和其半圓缺 口的外徑之間。上述的腔體內的上、下折流板上由里向外按由d、到大的規(guī)律設置 小孔。上述的反應器上的循環(huán)泵為單泵或雙泵。上述的殼程多腔式固定床反應器由左右對稱的兩部分焊接而成。 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，其優(yōu)點如下1、 本發(fā)明的反應器采用了環(huán)道開孔設計，使換熱介質能夠均 勻的從上、下環(huán)道出入反應器；2、 本發(fā)明的反應器降低了動能消耗，節(jié)約了運行成本；3、 本發(fā)明的反應器采用半圓形折流板，并采用徑向擴孔技術, 有效控制了反應器內部的軸向和徑向溫差；4、 本發(fā)明的反應器采用內部換熱介質的流動形式為錯流兼有 少量平行流，提高了系統(tǒng)的熱交換效率；5、 本發(fā)明的反應器提高了裝置的生產(chǎn)能力；6、 本發(fā)明使加工反應器的能力提高了一倍。


圖1為現(xiàn)有多床層反應器的結構示意圖； 圖2為本發(fā)明的反應器的結構示意圖； 圖3為本發(fā)明的殼體與殼程擋板的結構示意圖； 圖4為本發(fā)明單泵時下環(huán)道中熱媒體流動形式圖； 圖5為本發(fā)明單泵時上環(huán)道中熱媒體流動形式圖； 圖6為本發(fā)明雙泵時下環(huán)道中熱媒體流動形式圖； 圖7為本發(fā)明雙泵時上環(huán)道中熱媒體流動形式圖； 圖8為本發(fā)明的反應器內換熱介質錯流流動示意圖； 圖9為本發(fā)明的上、下折流板形狀結構示意圖； 圖10為本發(fā)明的中間折流板形狀結構示意圖； 圖11為本發(fā)明的反應器內換熱介質平行流流動示意圖； 圖12為本發(fā)明的反應器環(huán)道內殼體上單泵時下環(huán)道中殼體開孔 規(guī)律展開圖；圖13為本發(fā)明的反應器環(huán)道內殼體上單泵時上環(huán)道中殼體開孔 規(guī)律展開圖；圖14為本發(fā)明的反應器環(huán)道內殼體上雙泵時下環(huán)道中殼體一半 的開孔規(guī)律展開圖；圖15為本發(fā)明的反應器環(huán)道內殼體上雙泵時上環(huán)道中殼體一半 的開孔規(guī)律展開圖。
具體實施例方式參見圖1,目前，列管式固定床反應器均采用殼程為一個腔室的 結構，其使用時單位產(chǎn)出能耗大，有效利用率低，設備運行成本高；
容易引起熱量集中，難以均勻移出；且反應余熱太少，無法充分利用。 參見圖2、圖3，對本發(fā)明實施例的結構作進一步的闡述本殼 程多腔式固定床反應器包括上封頭管箱1、上管板2、殼體4、反應 管5、下管板8、下封頭管箱9構成反應器主體，在殼體4內在上管 板2和下管板8之間沿殼體軸向設置兩個殼程擋板10，殼程擋板10 將殼體分為三個腔體，其兩側的腔體內設置反應管5;所述的殼體4 上設置有上環(huán)道3和下環(huán)道7，在上環(huán)道3和下環(huán)道7之間分別設置 循環(huán)泵和冷卻器，上、下環(huán)道內的殼體4上設置通孔，通過尺寸不等 的孔來決定流入反應器的換熱介質移熱的均勻程度。參見圖2、圖3，本發(fā)明的殼程多腔式反應器采用的循環(huán)技術， 是在環(huán)道上設置有與泵連接的進出口 ，在反應器殼體4上開有尺寸不 同的孔，通過設計覆蓋在孔外蓋板的開孔率來決定流入反應器的換熱 介質的均勻程度；使用時，原料氣從反應器的頂部進入反應器內的反 應管5，通過管內的催化劑床層，進行反應；反應過程放出熱量，反 應熱由反應管傳至熱媒介質，由熱媒介質通過循環(huán)將反應熱移出反應 器；熱媒介質由軸流泵打入下環(huán)道7，經(jīng)反應器上的開孔等量、徑向 進入反應管間，帶走反應熱，再流入上環(huán)道3。大量的熱媒介質由軸 流泵直接打入下環(huán)道7; —小部分從上環(huán)道3上經(jīng)閥的控制，再經(jīng)過 冷卻器后流入下環(huán)道7。熱媒介質在反應器內呈軸向錯流兼有少量平 行流流動。參見圖4、圖5,圖6、圖7;圖4為本發(fā)明單泵時下環(huán)道中熱媒 體流動形式圖；圖5為本發(fā)明單泵時上環(huán)道中熱媒體流動形式圖；圖 6為本發(fā)明雙泵時下環(huán)道中熱々某體流動形式圖；圖7為本發(fā)明雙泵時 上環(huán)道中熱j泉體流動形式圖；連接在環(huán)道上的泵可為單泵或雙泵，熱媒介質從泵進入反應器的 下環(huán)道，在下環(huán)道內反應器的殼體上開有尺寸不同的孔，熱i某介質通 過此孔徑向的流進反應器管間，在反應器內部，被分隔成3個腔體， 中間腔體內無反應管，兩邊的腔體內有反應管，在此進行熱交換。在上環(huán)道內反應器的殼體上開有尺寸不同的孔，熱媒介質通過此 孔徑向的流進反應器上環(huán)道。參見圖12、圖13、圖14、圖15,反應器環(huán)道內殼體上的開有按 規(guī)律排列的尺寸不等的孔，圖12-15為的殼體開孔規(guī)律展開圖，圖中 的箭頭為熱々某體在環(huán)道中的流動方向，圖的兩側為環(huán)道開口 。參見圖4、圖12，連接在環(huán)道上的泵為單泵時，熱媒介質從泵進 入反應器的下環(huán)道，在下環(huán)道內反應器的殼體上開有尺寸不同的孔， 其殼體上的孔的規(guī)律為從下環(huán)道進口，孔的尺寸依次從小到大，但距 離泵口最遠的孔突然變小。參見圖5，圖13,連接在環(huán)道上的泵為單泵時，熱媒介質通過此 孔徑向的流進反應器上環(huán)道，其殼體上的孔的規(guī)律為從上環(huán)道出口 ， 孔的尺寸依次從小到大。參見圖6、圖14，圖14為本發(fā)明的反應器環(huán)道內殼體上雙泵時 下環(huán)道中殼體一半的開孔規(guī)律展開圖；在連接在環(huán)道上的泵為雙泵時，熱媒介質從泵進入反應器的下環(huán) 道，在下環(huán)道內反應器的殼體上開有尺寸不同的孔，其殼體上的孔的 規(guī)律為從下環(huán)道進口，孔的尺寸依次從大到小，但下環(huán)道進口的第一 個孔較小。參見圖7,圖15,圖15為本發(fā)明的反應器環(huán)道內殼體上雙泵時 上環(huán)道中殼體一半的開孔規(guī)律展開圖。連接在環(huán)道上的泵為雙泵時，熱々某介質通過此孔徑向的流進反應 器上環(huán)道，其殼體上的孔的規(guī)律為從上環(huán)道出口，孔的尺寸依次從小 到大。參見圖8,熱媒介質經(jīng)下環(huán)道7流入反應器后，先均勻的流向中 間，通過下折流板靠近擋板部位的缺口后，又開始向反應器壁方向流 動，流過中間折流板的外沿后，改變方向流向中心，通過上折流板靠 近擋板部位的缺口后，再均勻的流向反應器壁，穿過反應器殼體上的 開孔，流入上環(huán)道3，形成錯流。參見圖9、圖10，殼體4內的上、中、下部安裝有半圓形折流板 6，安裝在上、下部位的該折流板6上設置有小孔，其開孔規(guī)律為靠 近折流板圓心部位小，按徑向向外逐漸增大。參見圖11，熱媒介質經(jīng)下環(huán)道7流入反應器后，在均勻的向中 間流動的過程中，流向上方，穿過折流板6后，又均勻的流向反應器 壁，穿過反應器殼體上的開孔，流入上環(huán)道3，形成平行流。本發(fā)明的殼程多腔式固定床反應器由左右對稱的兩部分構成，因 其左右對稱，因而分兩部分完成，這樣便于大型設備的運輸，最終再 將左右對稱的兩部分焊接而成。
權利要求
1. 一種殼程多腔式固定床反應器，反應器包括上封頭管箱(1)，上管板(2)、殼體(4)、反應管(5)、下管板(8)、下封頭管箱(9)等構成的反應器主體，在上環(huán)道(3)和下環(huán)道(7)之間分別設置循環(huán)泵和冷卻器；其特征在于所述的殼體(4)內在上管板(2)和下管板(8)之間沿殼體軸向設置兩個殼程擋板(10)，殼程擋板(10)將殼體分為三個腔體，其兩側的腔體內設置反應管(5)；所述的殼體(4)上設置有上環(huán)道(3)和下環(huán)道(7)，上、下環(huán)道內的殼體(4)上設置通孔。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種殼程多腔式固定床反應器，其特 征在于所述的殼體(4)兩側的腔體內的上、中、下部設置折流板(6)，中間折流板的形狀為半圓板，上、下折流板的形狀為圓心部位 帶半圓缺口的半圓板；中間折流板外徑大小位于上、下折流板的外徑 和其半圓缺口的外徑之間。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的一種殼程多腔式固定床反應器， 其特征在于所述的腔體內的上、下折流板上由里向外按由小到大的 規(guī)律設置小孔。
4、 根據(jù)權利要求1或2所述的一種殼程多腔式固定床反應器， 其特征在于所述的反應器上的循環(huán)泵為單泵或雙泵。
5、 根據(jù)權利要求1或2所述的一種殼程多腔式固定床反應器，其特征在于所述的殼程多腔式固定床反應器由左右對稱的兩部分焊 接而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種殼程被分隔為多個腔室的固定床反應器。目前，列管式固定床反應器均采用殼程為一個腔室的結構，因而移熱不均勻、熱交換不充分、余熱沒有更好的利用。本發(fā)明的殼體內在上管板和下管板之間沿殼體軸向設置兩個殼程擋板，殼程擋板將殼體分為三個腔體，其兩側的腔體內設置反應管，兩側的腔體內設置有半圓形的三塊折流板，因而管間熱交換介質的流動形式為錯流兼平行流。本發(fā)明使得在現(xiàn)有裝備的條件下，制造大型反應器的能力提高了一倍；其反應器可應用于高負荷催化劑，且反應平穩(wěn)、移熱均勻、熱交換充分、余熱利用更加徹底。
文檔編號B01J8/04GK101209401SQ200610105289
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月27日 優(yōu)先權日2006年12月27日
發(fā)明者趙仕哲, 邰向陽, 郭新峰 申請人:西安航天華威化工生物工程有限公司