一种丙烯聚合釜的内换热装置的制作方法

1.本实用新型属于化工设备技术领域，具体涉及一种丙烯聚合釜的内换热装置。


背景技术：

2.间歇式液相本体法制备聚丙烯工艺自七、八十年代开发、生产以来，始终存在不易控、难操作等问题，主要原因是反应设备不能很好地满足工艺要求，最大问题是不能及时、有效地把富裕的反应热撤出，迫使操作人员只能采取“撤火”式的操作方法，提前终止化学反应，致使丙烯聚合不能进入完全化学反应状态，结果导致聚丙烯产量较低，质量也不稳定。丙烯聚合反应是一种放热反应，对于本体聚合，随着聚合物的生成，由于丙烯浓度越高、反应越激烈，因而及时有效地撤热是控制反应的关键，传统的丙烯聚合釜常早期采用单指形管作为内冷撤热，后为了增大换热面积，逐渐出现了u型管，但是u型管在使用过程中也同样存在很大缺陷，比如聚合釜内的部分固相物料易堵塞或滞留在u型管的两管之间，不仅使得釜内物料得不到更新，而且还大大降低了换热面积；u型管的走向结构使内部存在死角位置，导致u型管内部冷却水流速较慢；此外，原u型管仅限于对聚合釜内的反应物料进行有限的热交换，没有对釜内气相部分进行撤热技术设计，使釜内压力极易升高超压。因此，急需一种能够解决上述问题的丙烯聚合釜的内换热装置。


技术实现要素：

3.针对上述存在的问题，本实用新型提供一种丙烯聚合釜的内换热装置。
4.本实用新型的技术方案是：
5.一种丙烯聚合釜的内换热装置，包括釜体，所述釜体内部设有至少一个内冷管组，所述内冷管组通过安装支架固定在所述釜体的内壁上，所述内冷管组与冷却进液管和冷却出液管相连，每个所述内冷管组包括上端通过管道依次相连的一个第一换热管件和至少一个第二换热管件，且至少所述第一换热管件和相邻的所述第二换热管件之间的连接管道位于所述釜体内物料的上部。
6.优选的，所述第一换热管件包括第一内管和第一外管，所述第一内管的底端延伸到所述第一外管内部的底部，冷却液经所述第一内管向下流动，然后进入所述第一外管向上流动，所述第二换热管件包括第二内管和第二外管，所述第二内管的底端延伸到所述第二外管内部的底部，冷却液经所述第二内管向下流动，然后进入所述第二外管向上流动。
7.优选的，所述第一内管的上端与所述冷却进液管相连，所述第一外管的上端通过第一连接管与相邻所述第二换热管件的所述第二内管相连，所述第一连接管为所述第一换热管件和相邻的所述第二换热管件之间的连接管道。
8.优选的，所述第一连接管采用直管或蛇形管。
9.优选的，所述内冷管组末端处的所述第二换热管件的所述第二外管的上端与所述冷却出液管相连。
10.优选的，每个所述内冷管组的所述第二换热管件的数量至少为两个，所述第二外
管的上端通过第二连接管与相邻的另一个所述第二换热管件的所述第二内管相连，所述第二连接管为相邻的两个所述第二换热管件之间的连接管道。
11.优选的，所述第一内管和所述第一外管之间连接有至少一个导流叶片组，所述第二内管和所述第二外管之间也连接有至少一个导流叶片组，每个所述导流叶片组由多个周向均匀分布的导流板组成，所述导流板倾斜设置。
12.优选的，所述第一外管中冷却液流动的截面积与所述第一内管中冷却液流动的截面积之比为1.5:1—2.5:1，所述第二外管中冷却液流动面积与所述第二内管中冷却液流动的截面积之比为1.5:1—2.5:1。
13.优选的，所述内冷管组的数量至少为两个，且所述釜体内部的所有所述第一换热管件和所述第二换热管件周向均匀分布在所述釜体的内壁处。
14.优选的，所述釜体内设有转轴，所述转轴上设有螺带，所述转轴在驱动装置的作用下转动。
15.本实用新型的有益效果是：
16.本实用新型的冷却管组包括上端通过管道依次相连的一个第一换热管件和至少一个第二换热管件，第一换热管件和相邻的第二换热管件之间的连接管道位于釜体内物料的上部，从而能够对上部的气相部分起到至关重要的冷却的作用，从而有助于提高该设备的可操控性和可靠性，此外，本实用新型的第一换热管件和第二换热管件之间呈n型，这样开放式的底部杜绝了物料滞留在原u型管两管之间的现象，既保证了热交换的设计面积，又使物料得到不断更新；本实用新型的第一换热管件和第二换热管件均采用内外管结合的形成，冷却液经内管向下流动，然后进入到外管向上运动，这样有助于提高换热管件内冷却液的流速，保证换热效果；本实用新型还在第一内管和第一外管之间设有导流叶片组，在第二内管和第二外管之间也设有导流叶片组，通过倾斜设置的导流板可促进冷却液在内管和外管之间呈旋流状态流动，促进第一换热管件和第二换热管件内的冷却液能够充分、不间断地更新；本实用新型内换热装置的换热效率高，提升了聚合釜的可操控性和安全性，大大缩短了反应时间，降低了能源消耗和物料消耗，达到并超过丙烯/聚丙烯转换率的工艺指标，使聚丙烯的产能和产品质量同时均得到了大幅度提高，创造了较高的经济效益和良好的社会效益。
附图说明
17.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
18.图1是本实用新型的结构示意图；
19.图2是实用新型的内冷管组的结构示意图；
20.图3是本实用新型内冷管组的另一种结构示意图。
21.图中标记为：1、釜体；2、冷却进液管；3、冷却出液管；4、第一换热管件；5、第二换热管件；6、第一内管；7、第一外管；8、第二内管；9、第二外管；10、第一连接管；11、第二连接管；12、导流板；13、安装支架；14、转轴；15、螺带；16、驱动装置。
具体实施方式
22.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式
并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
23.实施例1
24.如图1和图2所示，一种丙烯聚合釜的内换热装置，括釜体1，釜体1内设有转轴14，转轴14上设有螺带15，转轴14在驱动装置16的作用下转动。
25.釜体1内部设有4
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6个内冷管组，内冷管组通过安装支架13固定在釜体1的内壁上，内冷管组与冷却进液管2和冷却出液管3相连，每个内冷管组包括上端通过管道依次相连的一个第一换热管件4和一个第二换热管件5，第一换热管件4和相邻的第二换热管件5之间的连接管道位于釜体1内物料的上部，且釜体1内部的所有第一换热管件4和第二换热管件5周向均匀分布在釜体1的内壁处，这样有助于有效地缩小或消除釜体1内物料的温差，保证化学反应的平稳进行。
26.第一换热管件4包括第一内管6和第一外管7，第一内管6的底端延伸到第一外管7内部的底部，冷却液经第一内管6向下流动，然后进入第一外管7向上流动，第二换热管件5包括第二内管8和第二外管9，第二内管8的底端延伸到第二外管9内部的底部，冷却液经第二内管8向下流动，然后进入第二外管9向上流动，第一内管6的上端与冷却进液管2相连，第一外管7的上端通过第一连接管10与相邻第二换热管件5的第二内管8相连，第一连接管10为第一换热管件4和相邻的第二换热管件5之间的连接管道，第二换热管件5的第二外管9的上端与冷却出液管3相连。在该实施例中，第一连接管10位于釜体1内物料的上部，能够对上部的气相部分起到至关重要的冷却的作用，第一连接管10可以采用直管，此外，为了增大第一连接管10的换热面积，第一连接管10还可以采用蛇形管。
27.第一外管7中冷却液流动的截面积与第一内管6中冷却液流动的截面积之比为1.5:1—2.5:1，第二外管9中冷却液流动面积与第二内管8中冷却液流动的截面积之比为1.5:1—2.5:1，本实用新型的第一换热管件4和第二换热管件5均采用内外管结合的形成，在使用过程中，采用冷水作为冷却液，冷却液经第一内管6向下流动，然后进入第一外管7向上流动，并经第一连接管10进入第二内管8向下流动，然后进入第二外管9向上流动，最后经冷却出液管3流出，这样有助于提高换热管件内冷却液的流速，保证换热效果。此外，第一内管6和第一外管7之间连接有至少一个导流叶片组，第二内管8和第二外管9之间也连接有至少一个导流叶片组，每个导流叶片组由多个周向均匀分布的导流板12组成，导流板12倾斜设置，通过倾斜设置的导流板12可促进冷却液在内管和外管之间呈旋流状态流动，促进第一换热管件4和第二换热管件5内的冷却液能够充分、不间断地更新。
28.本实用新型的冷却管组包括上端通过管道依次相连的一个第一换热管件4和至少一个第二换热管件5，第一换热管件4和相邻的第二换热管件5之间的连接管道位于釜体1内物料的上部，从而能够对上部的气相部分起到至关重要的冷却的作用，从而有助于提高该设备的可操控性和可靠性，此外，本实用新型的第一换热管件4和第二换热管件5之间呈n型，这样开放式的底部杜绝了物料滞留在原u型管两管之间的现象，既保证了热交换的设计面积，又使物料得到不断更新；本实用新型内换热装置的换热效率高，提升了聚合釜的可操控性和安全性，大大缩短了反应时间，降低了能源消耗和物料消耗，达到并超过丙烯/聚丙烯转换率的工艺指标，使聚丙烯的产能和产品质量同时均得到了大幅度提高，创造了较高
的经济效益和良好的社会效益。
29.实施例2
30.如图3所示，一种丙烯聚合釜的内换热装置，与实施例1不同的是，本实施例的釜体1内部设有4
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6个内冷管组，且釜体1内部的所有第一换热管件4和第二换热管件5周向均匀分布在釜体1的内壁处。该内冷管组与冷却进液管2和冷却出液管3相连，每个内冷管组包括上端通过管道依次相连的一个第一换热管件4和两个第二换热管件5，第一换热管件4和相邻的第二换热管件5之间的连接管道第一连接管10位于釜体1内物料的上部，第二外管9的上端通过第二连接管11与相邻的另一个第二换热管件5的第二内管8相连，第二连接管11为相邻的两个第二换热管件5之间的连接管道，该第二连接管11也位于釜体1内物料的上部，从而能够增强该内换热装置对上部的气相部所分起到冷却的作用，相邻的两个第二换热管件5之间也呈n型，开放式的底部也杜绝了物料滞留在原u型管两管之间的现象，既保证了热交换的设计面积，又使物料得到不断更新。
31.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。