一种带内膨胀节的径向管壳式反应器的制作方法

1.本实用新型涉及一种带内膨胀节的径向管壳式反应器，属于反应装置技术领域。


背景技术：

2.目前，工业反应采用的管壳式反应器多为将催化剂装填于换热管内，反应原料与管内催化剂接触发生反应，冷却介质从反应器壳程通过，在反应管壁面进行换热将反应热导出。
3.但这种管壳式反应器仅适用于催化剂量小的反应，当需要的催化剂量大时，会受到换热管的空间限制；如果加长换热管，床层的阻力会相应增大，催化剂不易卸出。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种带内膨胀节的径向管壳式反应器，用来解决上述问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种带内膨胀节的径向管壳式反应器，包括一体设置的反应器顶部封头、反应器筒体和反应器底部封头；所述反应器顶部封头上设有进气口和第一人孔；所述反应器筒体内套设有筒壁上分布有多个气孔的内筒，所述反应器筒体内、内筒的上下两端分别设有上管板和下管板，且上管板和内筒间设有间隙、下管板和筒体间呈无间隙设置，所述上管板通过管箱筒体与管箱封头固定连接，所述管箱封头的顶端设有水蒸汽出口管，所述水蒸汽出口管上设有内膨胀节，且水蒸汽出口管通过蒸汽管路与汽包的汽包水蒸汽进口连接，所述汽包还设有汽包水蒸汽出口，且汽包的汽包出水口通过热水管路与水分布器的水分布器进水口连接，所述水分布器的上端与下管板固定连接，所述下管板的中心设有管壁分布有多个气孔的中心管，且中心管的顶端为盲端，所述下管板和上管板之间、中心管的周围固定设有多根换热管，且换热管的两端分别与管箱筒体和水分布器相通，所述换热管间充满催化剂构成催化剂床，所述下管板上还设有催化剂卸出孔；所述反应器底部封头上设有出气口和第二人孔。
7.本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述进气口和第一人孔设置于反应器顶部封头的侧上方。
8.本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述出气口设置于反应器底部封头的正下方，第二人孔设置于反应器底部封头的侧下方。
9.本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述换热管在下管板上均匀或非均匀分布。
10.本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述水分布器包括外环管，所述外环管通过水平连通管和内环管连接、通过第一纵向连通管与半圆形外环管连接，所述内环管通过第二纵向连通管与半圆形内环管连接，所述半圆形外环管和半圆形内环管均与下管板的下板面固定连接，且与换热管的下端相通。
11.本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述热水管路设为并联的两路，其中一路上设有泵和阀门，另一路上设有阀门。
12.本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述换热管内的压力大于其外侧的压力。
13.由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术效果有：
14.本实用新型采用壳程装填催化剂，催化剂装填量大，同时反应介质采用径向流动的结构，可有效降低床层阻力；下管板上设有多个催化剂卸出孔，催化剂卸出更加方便。
15.本实用新型通过调节汽包水蒸汽出口的流量控制蒸汽压力，进而控制换热管内的压力微大于其外侧的压力，减小因换热管泄露而导致的反应气随水蒸气泄露至反应器以外的几率，增加了反应器的安全性。
16.本实用新型当管程和壳程温差较大时，温差应力在内膨胀节处得以释放，换热管和筒体之间不会产生过大的破坏性温差应力，且管板承受压差，因而可降低管板厚度，减少用材，降低设备造价，应用范围广泛。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构示意图；
18.图2是图1的a-a向结构示意图；
19.图3是本实用新型的水分布器结构示意图；
20.图4为图3的剖视结构示意图；
21.其中，1、第二人孔，2、出气口，3、反应器底部封头，4、半圆形外环管，5、下管板，6、反应器筒体，7、内筒，8、气孔，9、换热管，10、中心管，11、上管板，12、管箱筒体，13、水蒸汽出口管，14、内膨胀节，15、进气口，16、蒸汽管路，17、汽包水蒸汽进口，18、第一人孔，19、反应器顶部封头，20、管箱封头，21、催化剂床，22、催化剂卸出孔，23、水分布器进水口，24、半圆形内环管，25、热水管路，26、汽包出水口，27、汽包水蒸汽出口，28、第一纵向连通管，29、连通管，30、内环管，31、外环管，32、第二纵向连通管。
具体实施方式
22.下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
23.一种带内膨胀节的径向管壳式反应器，如图1、2所示，包括一体设置的反应器顶部封头19、反应器筒体6和反应器底部封头3。所述反应器顶部封头19的侧上方设有反应介质进气口15和第一人孔18；所述反应器筒体6内套设有筒壁上分布有多个气孔8的内筒7，所述反应器筒体6内、内筒7的上下两端分别设有上管板11和下管板5，且上管板11和内筒7间设有间隙、下管板5和筒体6间呈无间隙设置，所述上管板11通过管箱筒体12与管箱封头20固定连接，所述管箱封头20的顶端设有水蒸汽出口管13，水蒸汽出口管13上设有使温差应力释放的内膨胀节14，所述水蒸汽出口管13通过蒸汽管路16与汽包的汽包水蒸汽进口17连接，所述汽包还设有汽包水蒸汽出口27，通过调节汽包水蒸汽出口27的流量控制蒸汽压力，进而控制换热管9内的压力微大于其外侧的压力，减小因换热管9泄露而导致的反应气随水蒸气泄露至反应器以外的几率。所述汽包的汽包出水口26通过热水管路25与水分布器的水分布器进水口23连接，所述热水管路25设为并联的两路，其中一路上设有泵和阀门，另一路
上设有阀门，反应初始时，开通带有泵和阀门的一路，并采用泵将汽包中的热水抽入水分布器和换热管9中，当反应正常后开通只带阀门的一路，通过调节阀门来调节热水流量。
24.如图3、4所示，所述水分布器包括外环管31，所述外环管31通过水平连通管29和内环管30连接、通过第一纵向连通管28与半圆形外环管4连接，所述内环管30通过第二纵向连通管32与半圆形内环管24连接，所述半圆形外环管4和半圆形内环管24均与下管板5的下板面固定连接，所述下管板5的中心设有管壁分布有多个气孔8的中心管10，且中心管10的顶端为盲端，所述下管板5和上管板11之间、中心管10的周围固定设有多根换热管9，换热管9在下管板5上均匀或非均匀分布，且换热管9的两端分别与管箱筒体12和水分布器的半圆形外环管4和半圆形内环管24相通，所述换热管9间充满催化剂构成催化剂床21，催化剂通过内筒7与管箱筒体12之间的环隙装入，所述下管板5上还设有催化剂卸出孔22，在填装催化剂之前，在催化剂卸出孔22上应塞入塞子。所述反应器底部封头3的正下方设有出气口2，侧下方设有第二人孔1。
25.具体应用：
26.在实际运行中，气相反应介质经进气口15进入反应器，大部分沿径向由外向内经内筒7上的气孔8流动到催化剂床21进行催化反应，催化反应的产物由中心管10的管壁气孔8流出，在中心管10内向下流动并从出气口2流出。
27.通过调节汽包水蒸汽出口27的流量控制蒸汽压力，进而控制换热管9内的压力微大于其外侧的压力，减小因换热管9泄露而导致的反应气随水蒸气泄露至反应器以外的几率。在反应初始阶段，水蒸汽加热反应器内的反应原料，正常工作状态下又能将反应进行中放出的热量移出。