[发明专利]用于高温工业过程的具有改进的安全特征的装置

说明书

本申请是第201010177462.2号中国发明专利申请的分案申请，第201010177462.2号中国发明专利申请是第200710152991.5号中国发明专利申请的分案申请，第200710152991.5号中国发明专利申请又是2001年5月23日提交的、申请号为01119189.9的发明专利申请的分案申请。

本发明一般涉及高温工业过程，尤其涉及反应器装置及其在相关过程中的应用。

用反应器生产化学制品如氢氰酸和硝酸已经有一段时间是公知的。例如，Andrussow在美国专利1934838中公开了由氨和烃气一步合成氢氰酸，其中在铂族金属催化剂存在的情况下由空气通过联立反应供应热量。其它专利中描述了关于该过程的多种修改和改进。

为了提高效率，经常将一绝热体加在反应器的外部以防止热量损失。但包含反应器的材料限制了其能够安全运行的温度。有时为反应器装一水套来防止反应器过热以及容器的潜在破坏。在水套运行中断情况下，外部绝热的反应器温度会上升到导致反应器或装有凸缘的联接件或其它容器破坏的程度，使危险化学制品释放到大气中。外部绝热体虽然提高了效率，但也会增加反应器破坏的可能性。曾经尝试过用耐火材料从内部对反应器进行绝热，但耐火材料通常容易由于热或机械振动而破裂，使得过程的开始和停止以及不损坏耐火材料而去掉反应器头部来维修变得很困难或者不可能。同样极端困难的是维修悬吊的耐火材料，如在半球形或圆锥形反应器头部的内表面上，这是因为耐火材料的拉伸强度相对较低。

另外，常规反应器结构如图1中所示系统呈现出以流量分离为特征的很差的流量分配。如图1所示，进入具有耐火材料4的反应器2中的很差的流量分配会在反应器2的左侧产生向上流量，在壁8上产生分解和烟灰聚积物6。如图1中所示紊流的喷射效果还会使催化剂寿命缩短，因为该流量仅使用有限部分的催化剂9。另外，在包含高易燃原料混合物的过程中，如富氧HCN或富氧氨氧化反应器，图1中所示流量分配产生了相当大的回火和爆燃的可能性。

另外，反应器头部一般包括较大的焊接颈部或搭接凸缘，用于联接到筒体、换热器或其它支承反应器头部的装置上。该较大焊接颈部或搭接凸缘的设计和制造通常非常昂贵，密封表面必须小心维护，以确保反应器与例如筒体之间的正确密封。当反应器运行过程中以及包含潜在危险的高温化学制品如Andrussow过程中存在的HCN时，联接表面的维护特别重要。当由于维护或其它原因而必须移动反应器头部时，操作者必须格外小心，以保护凸缘免受损坏，从而反应器能够很快恢复运行。操作者通常简单地将反应器放置在一块木材、一个板或某些其它材料上来保护凸缘；尽管在正确放置的情况下一块木材或其它板有时足以保护凸缘免受损坏，但如果操作者没有扼住凸缘并将反应器头部直接放置在普通植物格栅上，凸缘表面上反应器头部的重量将很可能使其不能使用(如果凸缘表面被刮刻或翘曲，它将不能正确密封)。

最后，其上放置有反应器头部的普通筒体的物理高度使插入和取出物品如催化剂、分配器、支承件或任何其它要放置在筒体内部的组件变得很困难。筒体壁通常为4英尺或更高，需要操作者爬上壁上方的一平台，身体进入筒体中来安装或更换催化剂。不仅爬进和爬出筒体需要时间，而且筒体被分成一限定的空间，进入一限定的空间需要获得许可，供应呼吸空气，需要和注意另一个工人作为看守人，有时需要昂贵和费时的安全预防措施。因此需要一种结构来消除对这些预防措施的需要，并易于安装催化剂。

本发明用于克服或至少减小上述一个或多个问题的影响。

在一个实施例中，一种用于高温工业过程的装置包括至少一个凸缘联接件，其中通过连接到该至少一个凸缘上的至少一个支承突耳防止该至少一个凸缘联接件的至少一个凸缘受到机械损坏。该装置还可包括一连接到该至少一个凸缘上的冷却套，该冷却套由1/2管制成。

在另一实施例中，描述了一种用于高温工业过程的装置，包括至少一个凸缘联接件，其中该凸缘由所连接的1/2管冷却套冷却。

在某些实施例中，一种用于高温工业过程的装置包括一具有第一截面尺寸的入口管道部分；一具有第二截面尺寸的下游加工部分；一联接该入口管道部分和该下游加工部分的入口过渡部分；该过渡部分包括由耐火陶瓷纤维制成的内部绝热体。该第二截面尺寸可大于该第一截面尺寸，该内部绝热体可形成一圆锥形内表面。另外，该入口过渡部分可形成一半球形外形。该过渡部分可以是一反应器头部，该反应器头部包括一通向该下游加工部分的凸缘联接件。