專利名稱：流化床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化學(xué)反應(yīng)器，特別是涉及一種流化床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前，直接合成甲基氯硅烷單體所用的流化床反應(yīng)器，由于其結(jié)構(gòu)上存在的不合理性，使其反應(yīng)生成物中所含的有效成份偏低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本偏高，影響經(jīng)濟(jì)效益。而流化床的關(guān)鍵部分為床體底部的氣體分布器及床體內(nèi)部的換熱裝置，前者影響到原料氣的流化質(zhì)量，后者將影響反應(yīng)器的換熱效率?，F(xiàn)在大多數(shù)的氣體分布器被設(shè)計(jì)成篩板型、球冠型及類似結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)不僅存在氣孔易堵塞，反應(yīng)周期短，檢修不方便等缺點(diǎn)，而且在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，其前后的流化質(zhì)量存在較大差異，導(dǎo)致反應(yīng)及不穩(wěn)定。而另一關(guān)鍵部件——設(shè)置在床體內(nèi)部的換熱裝置，多數(shù)被設(shè)計(jì)成U型管結(jié)構(gòu)，或帶內(nèi)外管的指形管結(jié)構(gòu)，U型管結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于一是相鄰換熱管之間是通過其上下端的U形彎頭或橫向短管連接的，影響了物料流化的通道，不利于流化，二是這種形式的換熱管在與外管連接時(shí)，往往接口較多，給安裝、檢修帶來不便，由于上述原因，現(xiàn)在有些流化床反應(yīng)器采用了帶內(nèi)外套管的指形管結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)盡管避免了U型管結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，但是在換熱管的布管方式上以及對(duì)進(jìn)入換熱管的導(dǎo)熱油的分配上還存在著不足之處，例如，有些較大型的流化床利用導(dǎo)熱油分配箱來分配導(dǎo)熱油，這種分配箱減少了內(nèi)部的換熱管與外管連接接頭的數(shù)量，方便了安裝、檢修，但這種分配箱在分配導(dǎo)熱油時(shí)，是把進(jìn)入油箱的導(dǎo)熱油同時(shí)分配給每根換熱管然后又同時(shí)排出的，而當(dāng)換熱管數(shù)量較多時(shí)，則需要選用大流量的導(dǎo)熱油泵來供油，給油泵選型帶來不便，況且，每次循環(huán)泵入的導(dǎo)熱油在換熱管中流經(jīng)的時(shí)間過短，帶走熱量有限，導(dǎo)致傳熱效率低而動(dòng)力消耗高，影響經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)用新型內(nèi)容為了提高流化床反應(yīng)器的流化質(zhì)量及傳熱效率，本實(shí)用新型從改進(jìn)氣體分布器及換熱裝置的結(jié)構(gòu)入手，為直接合成甲基氯硅烷提供一種安裝、檢修方便，原料氣體分布均勻、流化質(zhì)量高、傳熱效果好的流化床反應(yīng)器。
本實(shí)用新型流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)如(圖一)所示，包括中心進(jìn)料口1，下封頭2，氣體分布器3，側(cè)向進(jìn)料口4，錐形筒體5，半管夾套6，筒體7，指形換熱管8，中心假管9，耳式支座10，固定管板11，導(dǎo)熱油出口12，導(dǎo)熱油進(jìn)口13，多腔式導(dǎo)熱油分配器14，導(dǎo)熱油進(jìn)口15，可調(diào)式中心出料管16，分布在筒體、封頭上的工藝管口及檢測(cè)口。其中氣體分布器設(shè)計(jì)成布滿細(xì)小篩孔的錐形板結(jié)構(gòu)，這種分布器的錐角、開孔率、篩孔直徑以及篩孔的排列方式經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算及反復(fù)試驗(yàn)使其達(dá)到最佳效果，由于分布器帶有錐角，形成了一定的下滑坡度，因此，當(dāng)床體內(nèi)的固體物料回落到分布器上時(shí)，不會(huì)因?yàn)槎逊e而堵塞氣孔，實(shí)踐證明，經(jīng)過這種分布器整流的原料氣不僅流化質(zhì)量好，而且狀態(tài)穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，有效地促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行。反應(yīng)器的換熱裝置由設(shè)置在床體內(nèi)部的換熱管、床體上部的固定管板及導(dǎo)熱油分配器組成，換熱管為內(nèi)外套管式的指形管結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于取消了位于換熱管下端的U形彎頭或短管，從而使整個(gè)床體部分保持了較高的空隙率，有利于改善流化質(zhì)量。換熱管的數(shù)量、大小以及排列方式會(huì)直接影響到反應(yīng)器的傳熱效率，由于反應(yīng)生成熱在整個(gè)床截面內(nèi)并不是均勻分布的，為了達(dá)到均衡換熱的要求，只采用單一均勻的布管方式是不合理的，因此，我們采取了由正三角形和輻射形相結(jié)合的組合式布管，這種布管型式，中密外疏，有利于均衡換熱。固定管板用來懸掛床體內(nèi)的換熱管，并將導(dǎo)熱油與反應(yīng)物料分隔，管板下方是反應(yīng)床，而其上方是導(dǎo)熱油分配器。導(dǎo)熱油分配器用來分配流經(jīng)各換熱管中的導(dǎo)熱油，這種導(dǎo)熱油分配器被設(shè)計(jì)成多腔式結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)在于，進(jìn)入分配器的導(dǎo)熱油并不同時(shí)分配給所有的換熱管而后又同時(shí)排出，而是將所有的換熱管分成相等數(shù)量的幾組，每組對(duì)應(yīng)一個(gè)油腔，相鄰油腔和油腔之間通過開孔而連通，這樣，便可以使導(dǎo)熱油首先進(jìn)入一個(gè)油腔，通過該油腔將導(dǎo)熱油分配給相應(yīng)的一組換熱管，然后折回到另一油腔，再通過這個(gè)油腔將油分配給該油腔對(duì)應(yīng)的一組換熱管，如此循環(huán)，直至排出。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)換熱管數(shù)量較多時(shí)，可以先通過計(jì)算把換熱管分成等數(shù)量的幾組，然后再計(jì)算出進(jìn)入每組換熱管的導(dǎo)熱油的流量以及進(jìn)出口的壓降，這樣，即方便油泵的選型，又節(jié)約了動(dòng)力消耗。合成氣出口設(shè)置在管板中心，并設(shè)計(jì)成可折結(jié)構(gòu)，有利于對(duì)出口的插入位置進(jìn)行調(diào)整。分布在筒體、封頭上的多個(gè)測(cè)溫口、測(cè)壓口用于溫度及壓力的檢測(cè)和控制，取樣口用于對(duì)反應(yīng)生成物進(jìn)行取樣分析以便極時(shí)作出調(diào)整。
本實(shí)用新型流化床反應(yīng)器的工作過程是含氣、固兩相的混合原料由中心進(jìn)料管進(jìn)入，與從側(cè)向進(jìn)料口進(jìn)入并經(jīng)分布器整流的氣體原料均勻混合并進(jìn)行反應(yīng)，生成的產(chǎn)物通過合成氣出口導(dǎo)出，在一個(gè)生產(chǎn)周期結(jié)束后，通過折除封頭及換熱裝置來對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行清洗和檢修，反應(yīng)器內(nèi)的溫度及壓力分別由各測(cè)溫口和測(cè)壓口檢測(cè)并控制，床體外壁的半管和床體內(nèi)部的指形換熱管通過導(dǎo)熱油的循環(huán)，來帶入反應(yīng)啟動(dòng)所需要的熱量以及移出反應(yīng)生成熱。
本實(shí)用新型流化床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是1.采用的錐形氣體分布器，流化質(zhì)量好，氣孔不易堵塞，而且流化狀態(tài)穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。2.采用了組合式布管方式，有利于均衡傳熱。3.采用了多腔式導(dǎo)熱油分配器，提高了傳熱效率，節(jié)約了動(dòng)力消耗。4.采用了固體原料由中心管進(jìn)料的方式，有利于氣固兩相均勻混合，同時(shí)也改善了流化質(zhì)量。5.采用了可折式的合成氣出口，便于調(diào)節(jié)出口管的插入深度。


圖一本實(shí)用新型流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖圖二錐形氣體分布器結(jié)構(gòu)示意圖圖三多腔式導(dǎo)熱油分配器圖四換熱管排列方式
權(quán)利要求1.一種流化床反應(yīng)器，其特征是該反應(yīng)器包括床體，與床體下端連接并設(shè)有原料進(jìn)口的下封頭，夾持在下封頭及床體之間的氣體分布器，設(shè)置在床體內(nèi)部的由換熱管、管板及導(dǎo)熱油分配器組成的換熱結(jié)構(gòu)，盤繞在床體外壁的半管夾套，設(shè)置在管板中心的合成氣出口，分布在床體及封頭上的檢測(cè)口、排渣口、導(dǎo)熱油進(jìn)出口。
2.如權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，氣體分布器為錐形結(jié)構(gòu)；固體物料與部分氣體物料混合后由中心進(jìn)料管直接進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)；換熱管的排列方式為正三角形和等徑輻射形相結(jié)合的組合布管方式；導(dǎo)熱油分配器為多腔式結(jié)構(gòu)；合成氣出口為可拆結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種流化床反應(yīng)器，包括床體，與床體下端連接并設(shè)有原料進(jìn)口的下封頭，夾持在下封頭及床體之間的氣體分布器，設(shè)置在床體內(nèi)部的由換熱管、管板及導(dǎo)熱油分配器組成的換熱結(jié)構(gòu)，盤繞在床體外壁的半管夾套，設(shè)置在管板中心的合成氣出口，分布在床體及封頭上的檢測(cè)口、排渣口、導(dǎo)熱油進(jìn)出口。這種新型的流化床反應(yīng)器流化質(zhì)量好，傳熱效率高，安裝、維修方便，專用于直接法合成甲基氯硅烷單體。
文檔編號(hào)B01J8/24GK2623329SQ0320068
公開日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2003年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月7日
發(fā)明者湯慶成, 陳志法, 葛有根, 易有彬, 聶忠華, 陳小明, 尹躍龍, 宋小明, 曾陽, 羅斯格, 蔡孝華 申請(qǐng)人:藍(lán)星化工新材料股份有限公司江西星火有機(jī)硅廠