專利名稱：一種浮頭式等溫反應(yīng)甲醇合成塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及用于化工、石化及其它工程中的強(qiáng)放熱等溫反應(yīng) 所使用的合成反應(yīng)器，尤其適宜甲醇合成反應(yīng)的合成塔。
背暈技術(shù) '
目前公知的強(qiáng)放熱等溫反應(yīng)，較多的使用管殼式反應(yīng)器。其基本結(jié)構(gòu)是在反應(yīng)器 殼體內(nèi)上下設(shè)置兩塊固定管板，反應(yīng)管和殼體同時(shí)與管板焊接:催化劑置于反應(yīng)管內(nèi)， 依靠管外水(或液體)的沸騰移去反應(yīng)熱。此種結(jié)構(gòu)由于反應(yīng)管與殼體間存在熱膨脹力， 時(shí)常會(huì)發(fā)生管板與殼體焊縫被拉裂的現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅到生產(chǎn)和人身安全。
為了減少熱膨脹力對(duì)設(shè)備的破壞作用，大多管殼式反應(yīng)器的反應(yīng)管長(zhǎng)度較短， 一般 控制在6 7m，且要求反應(yīng)管與殼體材質(zhì)的線膨脹系數(shù)相近。國(guó)內(nèi)甲醇、合成氨行業(yè)引 進(jìn)德國(guó)魯奇公司技術(shù)制造的管殼式甲醇合成塔反應(yīng)管材質(zhì)為2205 (雙相不銹鋼)，殼體 材質(zhì)為13MnNiMoNbR。這樣不但使設(shè)備的制造成本極高，相同產(chǎn)能的設(shè)備由于反應(yīng)管長(zhǎng) 度的限制體積龐大，且影響生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)化率的提高，降低了節(jié)能效果。 實(shí)用新型內(nèi)容 本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種高效低成本的浮頭式等溫反應(yīng) 甲醇合成塔，其克服了管板與殼體悍縫易被拉裂的缺陷。
本實(shí)用新型所述的一種浮頭式等溫反應(yīng)甲醇合成塔，主要包括低壓外殼體、外殼體 下封頭、高溫氣體引出管、高壓上管箱、高壓內(nèi)封頭、上管板、下管板、內(nèi)部裝有催化 劑的反應(yīng)管、氣體分布器以及氣體進(jìn)口管，其中高壓上管箱、低壓外殼體和外殼體下封 頭焊接為一個(gè)整體，氣體進(jìn)口管穿過高壓上管箱進(jìn)入其內(nèi)部，在氣體進(jìn)口管端部安裝氣 體分布器，上管板和下管板分別安裝在低壓外殼體內(nèi)部上下兩側(cè)，多根反應(yīng)管安裝在上 管板和下管板之間，高壓內(nèi)封頭安裝在下管板上，高溫氣體引出管焊接在高壓內(nèi)封頭底 部并延伸出外殼體下封頭，其特征是所述上管板與低壓外殼體固定連接，下管板與低 壓外殼體之間間隙配合，這樣相當(dāng)于將下管板與高壓內(nèi)封頭組成"浮頭"，該浮頭可以 相對(duì)低壓外殼體自由移動(dòng)。
高溫氣體引出管與外殼體下封頭之間采用間隙配合，兩者之間可以相對(duì)移動(dòng)，并以 密封填料進(jìn)行密封。高溫氣體引出管的伸出部分裝有膨脹節(jié)。在高壓上管箱外部裝有連通內(nèi)部的卸料手孔，方便更換高壓上管箱內(nèi)的催化劑。 本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 由于冷媒(水)在反應(yīng)管外可以三維流動(dòng)(傳熱)，故有極好的等溫效果。
(2) 上管箱裝填的催化劑或保護(hù)劑，可以通過設(shè)置的三個(gè)手孔全部或部分卸出單 獨(dú)更換。
(3) 由于反應(yīng)管與殼體間不是固定連接，消除了熱膨脹力，故不存在管板與殼體 焊縫拉裂的安全隱患；反應(yīng)管和殼體材質(zhì)無需用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)雙相不銹鋼，節(jié)省了大量貴 重金屬，降低了設(shè)備造價(jià)；反應(yīng)管的長(zhǎng)度可根據(jù)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的需要加長(zhǎng)，從而轉(zhuǎn)化率得 以提高，相同產(chǎn)能的設(shè)備直徑減小。大型反應(yīng)器運(yùn)輸難的問題得以緩解。
(4) 本實(shí)用新型反應(yīng)管在殼體內(nèi)可以自由伸縮，更適宜國(guó)內(nèi)中等以下規(guī)模的甲醇、 合成氨裝置的"節(jié)能減排"技術(shù)改造。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1中I處的局部放大圖。
圖3是圖i中n處的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的浮頭式等溫反應(yīng)甲醇合成塔，主要包括低壓外殼體l、 外殼體下封頭2、高溫氣體引出管3、高壓上管箱5、高壓內(nèi)封頭7、上管板8、下管板 9、內(nèi)部裝有催化劑的反應(yīng)管11、氣體分布器12以及氣體進(jìn)口管13，其中高壓上管箱5、 低壓外殼體1和外殼體下封頭2焊接為一個(gè)整體，氣體進(jìn)口管13穿過高壓上管箱5進(jìn) 入其內(nèi)部，在氣體進(jìn)口管13端部安裝氣體分布器12，上管板8和下管板9分別安裝在 低壓外殼體1內(nèi)部上下兩側(cè)，上管板8與低壓外殼體1固定連接，下管板9與低壓外殼 體1之間間隙配合。多根反應(yīng)管11安裝在上管板8和下管板9之間，在高壓上管箱5 外部裝有連通內(nèi)部的卸料手孔6;高壓內(nèi)封頭7安裝在下管板9上，高溫氣體引出管3 焊接在高壓內(nèi)封頭7底部并延伸出外殼體下封頭2，高溫氣體引出管3與外殼體下封頭 2之間采用間隙配合(圖2)，兩者之間可以相對(duì)移動(dòng)，并以密封填料進(jìn)行密封。高溫氣 體引出管3的伸出部分還裝有膨脹節(jié)4 (圖3)，在高壓內(nèi)封頭7中安裝有物料自卸裝置 10，通過自卸裝置10可以方便的更換反應(yīng)管11內(nèi)的催化劑，在外殼體下封頭2的底部 設(shè)有進(jìn)水管14。
4本實(shí)用新型的基本工作原理催化劑裝入反應(yīng)管11內(nèi)，管外充滿水(或液體)，未
反應(yīng)的氣體從進(jìn)口管13進(jìn)入高壓上管箱5,通過氣體分布器12均勻的將氣體分布到催化
劑表層并進(jìn)入反應(yīng)管，氣體在通過反應(yīng)管催化劑的過程中反應(yīng)放出的熱量被管外水吸
收，附產(chǎn)的蒸汽通過蒸汽引出管15引出，反應(yīng)后的氣體則由高溫氣體引出管3引出至 反應(yīng)器外。反應(yīng)管與低壓外殼體1之間，因熱脹產(chǎn)生的相對(duì)位移通過"浮頭"傳遞至高
溫氣體引出管，由設(shè)置的引出管波紋膨脹節(jié)4補(bǔ)償；高溫氣體引出管的位移則由反應(yīng)器
外管道補(bǔ)償。這樣就消除了傳統(tǒng)管殼式反應(yīng)器反應(yīng)管與殼體間存在的熱膨脹力。
本實(shí)用新型提供了浮頭式等溫反應(yīng)甲醇合成塔思路，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變化， 這些改進(jìn)和變化也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種浮頭式等溫反應(yīng)甲醇合成塔，主要包括低壓外殼體(1)、外殼體下封頭(2)、高溫氣體引出管(3)、高壓上管箱(5)、高壓內(nèi)封頭(7)、上管板(8)、下管板(9)、內(nèi)部裝有催化劑的反應(yīng)管(11)、氣體分布器(12)以及氣體進(jìn)口管(13)，其中高壓上管箱(5)、低壓外殼體(1)和外殼體下封頭(2)焊接為一個(gè)整體，氣體進(jìn)口管(13)穿過高壓上管箱(5)進(jìn)入其內(nèi)部，在氣體進(jìn)口管(13)端部安裝氣體分布器(12)，上管板(8)和下管板(9)分別安裝在低壓外殼體(1)內(nèi)部上下兩側(cè)，多根反應(yīng)管(11)安裝在上管板(8)和下管板(9)之間，高壓內(nèi)封頭(7)安裝在下管板(9)上，高溫氣體引出管(3)焊接在高壓內(nèi)封頭(7)底部并延伸出外殼體下封頭(2)，其特征是所述上管板(8)與低壓外殼體(1)固定連接，下管板(9)與低壓外殼體(1)之間間隙配合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮頭式等溫反應(yīng)甲醇合成塔，其特征是高溫氣體引出 管(3)與外殼體下封頭(2)之間采用間隙配合，兩者之間可以相對(duì)移動(dòng)，并以密封填 料進(jìn)行密封。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浮頭式等溫反應(yīng)甲醇合成塔，其特征是高溫氣體 引出管(3)的伸出部分裝有膨脹節(jié)(4)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浮頭式等溫反應(yīng)甲醇合成塔，其特征是在高壓上 管箱(5)外部裝有連通內(nèi)部的卸料手孔(6)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種浮頭式等溫反應(yīng)甲醇合成塔，其高壓上管箱、低壓外殼體和外殼體下封頭焊接為一個(gè)整體，氣體進(jìn)口管穿過高壓上管箱進(jìn)入其內(nèi)部，在氣體進(jìn)口管端部安裝氣體分布器，上管板和下管板分別安裝在低壓外殼體內(nèi)部上下兩側(cè)，多根反應(yīng)管安裝在上管板和下管板之間，高壓內(nèi)封頭安裝在下管板上，高溫氣體引出管焊接在高壓內(nèi)封頭底部并延伸出外殼體下封頭，所述上管板與低壓外殼體固定連接，下管板與低壓外殼體之間間隙配合，這樣相當(dāng)于將下管板與高壓內(nèi)封頭組成“浮頭”，該浮頭可以相對(duì)低壓外殼體自由移動(dòng)。由于反應(yīng)管與殼體間不是固定連接，消除了熱膨脹力，故不存在管板與殼體焊縫拉裂的安全隱患。
文檔編號(hào)C07C31/00GK201309898SQ20082021582
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者劉福華, 潘傳飛, 趙玉清, 金力農(nóng) 申請(qǐng)人:南京昊安科技工程有限公司;南京昊安工業(yè)設(shè)備有限公司