[发明专利]有机硅单体流化床反应器的导热油分布器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于流化床反应器技术领域，更明确地说涉及有机硅单体流化床反应器的导热油分布器及其制造方法的创新。

背景技术

目前国内外合成有机硅单体的反应器大多为流化床反应器。主要有柱型流化床、柱锥柱型流化床、带脉冲喷流的下锥式流化床、异径流化床、带扩大顶部的下锥流化床。流化床反应器内部换热均采用指形管结构，指形管由导热油作冷却介质取出反应热。冷却介质则由导热油分布器分布到指形管。

现有的导热油分布器及指形管主要有两种结构。一种是指形管多级串联。使用时导热油先进外管，沿内外管环隙向下流动。到达底部后折回进入内管向上流动，由顶部串接弯管引入下一根管的内管中心向下流动到达底部，然后折回再从底部沿内外管环隙上升至顶部，再由侧向连接管引入下一指形管的环隙。以此类推实现多指形管串联式换热。导热油在沿多个指形管的流动中与床层内流体间壁换热，油温逐步升高，从而将反应热移出反应器。

另一种为导热油沿单级指形管流动，与床层间壁换热的结构。其床层顶部设两层花板，冷导热油先进下层花板，被均匀分布至每根指形管的环隙空间后向下流动。到达床层底部后，沿内管中心折返向上，再穿过下层花板与上层花板相连。热流体在上层花板以上空间汇集，从反应器侧壁流出反应器。采用花板结构亦可实现两板指形管串联，但二级指形管串联时应采用三层花板。采用花板结构后，气流不能穿过花板流动，气体出口设于反应器顶部侧壁，气体沿径向流出。

指形管多级串联结构的优点是：顶部不设花板，气流携带粉尘可直接穿过顶部指形管架从反应器顶部封头中心流出，避免了侧向出气易产生气体偏流、流动死区以及导致局部过热、催化剂烧结失活、反应效率降低等问题。缺点是：多级串联后形成多管程传热，排列在前的指形管中导热油温度低，排列在后的导热油温度高，亦即不同管程的指形管外管表面温度相差较大，各指形管表面与反应流体换热不均匀；导致反应床内温度不均一，出现副反应加剧和局部过热等现象，影响目的产物的实际收率。

采用花板分布指形管的反应器的优点是：可实现拟单管程传热，使各指形管表面与反应流体之间换热相对均匀，径向和轴向温度梯度较小，移热速率相对恒定。但其缺点是：必须采用侧向出料，易导致气体偏流；而且因无法设置顶部集气缓冲区，较大粒径的催化剂亦会随气体流出；若催化剂不能及时返回流化床反应器，仍采用间歇集中补料，会使床层内催化剂的总质量(或总体积)波动很大；从而影响反应速率和反应热效应，导致稳态操作点的变化，引起温度等操作参数的较大变化增加操控的难度，对产品的质量控制和产率均存在不利影响。

发明内容

本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种有机硅单体流化床反应器的导热油分布器。它既可使顶部不设花板，气流携带粉尘可绕过分布器的各管直接穿过顶部从封头中心流出，避免了侧向出气易产生气体偏流、流动死区以及导致局部过热、催化剂烧结失活、反应效率降低等问题。又可实现拟单管程传热，使各指形管表面与反应流体之间换热相对均匀，径向和轴向温度梯度较小，移热速率相对恒定。从而可避免副反应加剧和局部过热等现象，提高反应速率以及目的产物的质量和收率，降低生产成本。本发明的又一个目的是提供一种上述导热油分布器的制造方法。

为了达到上述目的，本发明安装在反应器的圆筒体上端内部，其下端与多根指形管连接。包括主管、与主管连接的一级分布器、与一级分布器连接的二级分布器和与二级分布器连接的指形管。主管包括主外管以及套装在主外管中有环隙的主内管，主外管和主内管下端各自封堵。一级分布器包括垂直连接在主外管两侧的横向管、垂直连接在主内管两侧且套装在横向管中有环隙的横向内管、垂直连接在横向管两侧并对称均布的横向支管、垂直连接在横向内管两侧并对称均布且套装在横向支管中有环隙的横向支内管。横向管和横向内管以及横向支管和横向支内管的自由端封堵。二级分布器包括垂直向下连接在横向支管上的立向管、垂直向下连接在横向支内管上且套装在立向管中有环隙的立向内管、成束连接在立向管下端由横向转立向的弯管、封堵在立向管下端的环板堵头、成束连接在立向内管下端的横向接管，立向内管下端伸出环板堵头。弯管和横向接管的端部分别与指形管的中心管和外管连接。

成束连接的弯管和横向接管以及与之连接的指形管各有4～6根，有利于均匀换热。

各环隙中固定有定位筋，可使周边均匀、流量均匀。定位筋为环状，其外圆上均布有2～3个定位突起。定位筋的尺寸刚好可以塞入相应各环隙中并可使导热油流过。