[实用新型]一种水路自然循环的直管联箱蛇管式反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化工反应器，尤其涉及的是一种水路自然循环的直管联箱蛇管式反应器。

背景技术

现有的加氢反应器一般为列管式反应器或板式反应器，列管式反应器，管内装填催化剂、管外是水。加氢反应器的列管为φ45×4～φ70×4，目前在市场上已投运的最大产能为10万吨的乙二醇，加氢反应器规格做到φ6800H_催＝10000的规格，因热应力消除不彻底，床层阻力高，反应器泄露，装置处于停产状态。在市场上很多地方投入运行的乙二醇装置，实际单系列为5万吨的乙二醇产能，20万吨乙二醇的加氢反应采用两个系列，四台φ4200、H_催＝6000的加氢反应器并联运行，存在催化剂装填少、移热能力差、阻力大、能耗高、副反应物多、装置难以放大等缺陷；板式加氢反应器的板内走水、板外装填催化剂、气体为全径向流动，理论上可以满足装置大型化乙二醇装置，实际工程上不适合加氢反应使用。由于乙醇与乙二醇会发生增碳反应，如果床层出现超温容易形成结焦。

板式加氢反应器的换热元件时由若干个150～400(板宽)×H(板高)的长方体板围成圆周面，此圆周面实际是一个多边型的，催化剂会出现厚薄不均匀，容易发生催化剂床层局部过热，出现结焦现象，没有办法投入实际的运行。

现有的羰化反应器一般为列管式反应器或板式反应器，列管式反应器，管内装填催化剂、管外是水。羰化反应器的列管为φ25×2～φ32×2，目前在市场上已投运的最大产能为10万吨的乙二醇，羰化反应器规格做到φ6000H_催＝8000的规格，因热应力消除不彻底，床层阻力高，反应器泄露，装置处于停产状态。在市场上很多地方投入运行的乙二醇装置，实际单系列为5万吨的乙二醇产能，20万吨乙二醇的羰化反应采用两个系列，四台φ4600、H_催＝6000的羰化反应器并联运行，存在催化剂装填少、移热能力差、阻力大、能耗高、容易发生分解爆炸、副反应物多、管板易烧穿、装置难以放大等缺陷；

板式羰化反应器的换热元件时由若干个150～400(板宽)×H(板高)的长方体板围成圆周面，此圆周面实际是一个多边型的，催化剂会出现厚薄不均匀，容易发生催化剂床层局部过热，实际工程上不适合羰化反应使用，由于亚硝酸甲酯在140℃就开始发生热分解反应，155～160℃时亚硝酸甲酯就会发生完全热分解，而且发生热分解反应放出热量大(3216j/g CH₃ONO)，同时是一个体积增大反应(2CH₃ONO→CH₃OH+CH₂O+2NO)，导致温度和压力快速升高，势必造成事故发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种水路自然循环的直管联箱蛇管式反应器，在径向和轴向上消除应力满足生产需要。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括承压壳体、催化剂框体和换热管束，所述催化剂框体和换热管束分别设置在承压壳体内；所述换热管束包括出水管、上直管联箱、蛇管、下直管联箱、支管、环管和进水管，所述出水管连接在承压壳体的顶部，所述上直管联箱分别连接出水管的进口和蛇管的出口，所述蛇管沿承压壳体的轴向分布，所述下直管联箱的分别连接所述蛇管的进口和支管的出口，所述进水管连接在承压壳体的底部，所述环管分别连接进水管和支管；所述上直管联箱和下直管联箱结构相同，分别包括沿承压壳体径向等角度设置的多个连接管，所述连接管垂直设置在所述承压壳体的横截面上，所述连接管的一端连接蛇管，另一端连接对应的管路。

所述承压壳体包括上封头、壳体、支撑平台、下封头；所述上封头和壳体通过法兰连接，所述支撑平台设置在下封头上，所述下封头固定在壳体的底部。承压壳体不参与反应，主要承受压力，不接触高温反应气体。

作为本实用新型的优选方式之一，所述上封头上设有热电偶口、出水口和上气口，所述出水管设置在出水口内。

作为本实用新型的优选方式之一，所述下封头上设有下气口、进水口和催化剂自卸口；所述进水管设置在进水口内。

所述催化剂框体包括平盖、外气筒、内气筒；所述平盖设置在上直管联箱的顶部，所述外气筒沿壳体的轴向设置，所述内气筒套设在外气筒内，所述蛇管设置于外气筒和内气筒之间的空隙内，所述外气筒和壳体之间具有空隙，所述上直管联箱和下直管联箱分别设置在外气筒的顶部和底部，所述下直管联箱支撑在支撑平台上，所述出水管、平盖、上直管联箱、外气筒、蛇管、内气筒、下直管联箱、支管、环管、进水管形成的空间内装填催化剂。