[实用新型]套管型换热式转化炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油化工技术，尤其涉及一种套管型换热式转化炉。

背景技术

换热式转化工艺是一种节气节能的先进工艺，上世纪九十年代中期，我国化工行业首先成功开发出以烃类气为原料年产15000吨合成氨的换热式转化工艺，实践证明，该工艺节气效果显著。实现换热式转化工艺过程的关键设备是换热式转化炉，其主要功能就是在烃类原料气中加入水蒸汽，使烃类气中的甲烷在催化剂的作用下，进行转化反应，此反应是吸热反应。最早使用的换热式转化炉，无论是国内还是国外，都是采用管壳式结构，属压力容器范畴。

专利号为201120045196.8的专利《换热式转化炉》中提供了一种换热式转化炉，不属于压力容器范畴，已成功运用在以烃类气为原料的合成氨和甲醇的工厂，取得了良好的经济效益和社会效益。

但是，这种换热式转化炉催化剂是装在内套管中，高温气体都是走管间，而管间的高温二段气不可避免地要向管外大气散热，在相同保温厚度的情况下，温度越高散热损失越大，对管内甲烷转化是极为不利的。另外，催化剂装在内管中，内管的管径又不能太大，否则传热半径太大，催化剂床层中心温度升不上去，甲烷转化率会降低，所以催化剂的装量因管径小而减少，要满足一定生产规模催化剂的装量，就必须增加转化管的数量，增大了投资，也增加了产品成本，降低了企业的经济效益。

实用新型内容

本实用新型提供一种套管型换热式转化炉，以提高换热式转化炉的甲烷转化效率。

本实用新型提供一种套管型换热式转化炉，包括：内套管、外套管、集气管、管状螺旋圈、支座以及翅片；

其中，所述外套管套在所述内套管外侧且所述外套管和所述内套管之间形成环形空间，所述管状螺旋圈设置在所述内套管的内壁上，所述翅片设置在所述内套管的外壁上，所述支座设置在所述内套管、以及所述外套管的底部，所述集气管设置在所述支座的下方且与所述内套管连通；

所述外套管的侧壁上部开设有进气口，所述外套管的侧壁下部开设有出气口，所述内套管的顶部呈90度弯曲且穿过所述外套管的侧壁；

所述进气口用于提供原料气进入所述环形空间的接口，所述出气口用于提供转化后的一段转化气流出所述环形空间的接口，所述集气管用于提供高温二段转化气进入所述内套管的接口，所述内套管的顶端用于提供降温后的所述二段转化气流出的接口。

进一步的，所述集气管的内侧设置有耐火混凝土层，且所述集气管的外侧设置有冷却水夹套。

进一步的，所述集气管与所述内套管通过焊接直接连通；或者，所述集气管通过连接短管与所述内套管连通。

进一步的，在所述进气口的下方，所述外套管的侧壁向外呈现半圆状凸起，形成膨胀节。

进一步的，所述翅片的数量为6个或者8个。

进一步的，所述环形空间内装填有催化剂。

进一步的，所述内套管的直径为60×5毫米～76×6毫米，所述内套管的长度为7500毫米～11500毫米；所述外套管的直径为150×10毫米～160×11毫米，所述外套管的长度为8000毫米～12000毫米。

本实用新型套管型换热式转化炉，原料气由原来走内套管内，改为走内套管和外套管之间的环形空间，因为高温二段转化气比原料气的温度高，在相同保温厚度的情况下，热损降低约20％，更有利于环形空间内的甲烷转化。在内套管内设置管状螺旋圈，改变了内套管内二段转化气的流动状态，提高内套管内的给热系数，也有利于甲烷转化。催化剂装填在内套管和外套管之间的环形空间中，而不是装在内套管中，与现有技术中相同规格的内、外套管相比较，催化剂的装填量可以增加50％以上，因此，在相同生产规模的前提下，可以减少套管型换热式转化炉的管道数量，降低设备投资。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实用新型或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型套管型换热式转化炉的一个结构示意图；

图2为本实用新型套管型换热式转化炉A-A’剖面的一个结构示意图；

图3为本实用新型套管型换热式转化炉A-A’剖面的另一个结构示意图；

图4为本实用新型套管型换热式转化炉的另一个结构示意图。

具体实施方式