[发明专利]可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器及查漏堵漏方法

说明书

本发明提供一种可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，主要包括反应器主体、位于反应器主体上部的水汽化移热系统；水汽化移热系统包括汽水室、足够数量和换热面积的换热套管；水冷套管由内管和外管嵌套而成，外管向上开口于汽水室底板，向下延伸到催化剂床层底部或之下位置并在下端封口；内管下端延伸至外管底部，内管上端口延伸至高于外管上端口之处，内管主要向下流水或含少量汽的沸水，外管主要向上流蒸汽和沸水的混合物。该反应器具有自限温的催化剂床层均温段，通过控制汽水室蒸汽压力可控制均温段的温度条件。本发明还提供所述垂直水冷套管反应器的低温、带温查漏堵漏方法。

技术领域

本发明属化工反应器领域，涉及一种可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器及查漏堵漏方法。

现有技术

化工反应器，在较高温度、较高压力条件下运转的反应器，通常较难避免内构件泄漏的问题，如甲醇合成、环氧乙烷合成反应器，尤其是处理腐蚀性物料的高温高压反应器。对工艺过程影响不大的反应器内漏，一般不必要立即处理，可延缓至装置中修或大修的时候再进行较完善的处理；但有些泄漏对工艺过程的影响较大，可能需要尽快处理，处理时间又不能太长，最好能带温查漏堵漏，以免对其它设备或关联装置的连续运转造成过大影响。

比如CN201510698217.9公开的水冷径向反应器，其主要结构包括装填催化剂的径向反应筐、垂直向下分布在径向反应筐催化剂床层中的很多根水冷套管，水冷套管由下端封闭的外管和下端开口的内管嵌套而成，外管上端开口于汽室并焊接在汽室底板，内管从外管上端口向上延伸，穿过汽室、焊接在汽室顶板并向水室开口；水冷过程中，冷却水由水室进入套管的内管，向下流至内管下端口转而在外管中向上流，上流时吸热汽化。该反应器或其类似结构，用于强放热反应时，通过控制或调整汽室蒸汽压力即可控制或调整催化剂床层的温度条件，反应器加工能力较大，反应效果受进料条件波动的影响不大，催化剂寿命较长。

上述垂直水冷套管反应器中的水冷套管，在较高温度条件如200-350℃长期运转过程中，尤其在处理腐蚀性物料如含H₂S物料的反应器中，难免因化学腐蚀、电化学腐蚀而发生蒸汽或水的泄漏。由于水冷套管数量很多，间距小，换热面积很大，发生泄漏的位置大多是水冷套管位于催化剂床层中的部分，较难查漏。

水冷套管发生蒸汽泄漏时，因蒸汽温度略低于该位置附近催化剂和物料流的温度，会降低该位置附近催化剂和物料流的温度，造成反应条件劣化，降低反应效果；也可能改变物料的反应配比而降低反应效果或改变化学平衡，或者水、汽的漏入会引起催化剂性能变化乃至失活。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种可查漏堵漏的垂直水冷套管反应器，主要包括反应器主体、位于反应器主体上部的水汽化移热系统，反应器主体和水汽化移热系统不连通；

反应器主体包括壳体、催化剂反应床层、进出料管路及接口、催化剂装卸结构；

水汽化移热系统包括汽水室、足够数量和换热面积的主要起水冷作用的金属套管；汽水室设进水口、蒸汽排出口；水冷套管由内管和外管嵌套而成，外管向上开口于汽水室底板，向下延伸到催化剂床层底部或之下位置并在下端封口；内管下端延伸至外管底部，内管上端口延伸至高于外管上端口之处，内管主要向下流水或含少量汽的沸水，外管主要向上流蒸汽和沸水的混合物。