[发明专利]一种内置模块化取热器的轴向流固定床反应器

说明书

本申请公开了一种内置模块化取热器的轴向流固定床反应器，所述反应器包括反应器壳体、模块化取热器和取热器支撑结构；其中，所述模块化取热器包括多个独立取热器，所述独立取热器通过各自独立的换热介质进口管线和换热介质出口管线与反应器壳体上的对应管线相连。

技术领域

本发明涉及一种内置模块化取热器的轴向流固定床反应器，属于化工设备技术领域。

背景技术

化工装置内主反应为放热反应的，其主反应器一般都具备取热功能。对于轴向流固定床反应器而言，现有技术中常见的列管式固定床反应器，是反应器壳体内能够均匀布满换热管(或反应管)的一种反应器形式，如CN 103769005B公开的反应器结构形式。对于该类型反应器，管程和壳程分别作为反应场所和取热场所，催化剂装填在换热管中，反应介质通过换热管时与催化剂接触发生反应，反应放热通过壳层的换热介质移出。但列管式固定床反应器在装置规模放大的过程中，由于设备结构的限制，容易引起设备制造难度大和管接头泄漏的问题，如反应器直径增大，管板直径随之增大，厚度增加，大型锻件的加工难度较大；再如选用更长的换热管，由于管程换热管与壳程筒体膨胀量之差随管长的增加等比例增加，造成换热管与管板焊接接头应力水平较高，易引发泄漏。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种内置模块化取热器的轴向流固定床反应器，所述反应器包括反应器壳体、模块化取热器和取热器支撑结构；其中，

所述模块化取热器包括多个独立取热器，所述独立取热器通过各自独立的换热介质进口管线和换热介质出口管线与反应器壳体上的对应管线相连。

本发明的模块化取热器，其含义在于，模块化取热器内的独立取热器之间互不干涉，可以根据不同结构反应器的需求，对模块化取热器进行多样化的组合式结构设计，并可以实现单个独立取热器或部分独立取热器的安装、拆卸和更换。

通过把壳体内的取热器进行模块化，相对独立地进行组合和拼装，解决装置规模放大过程中，反应器直径放大受结构限制的问题。所述多个取热器可进行拼装组合，以解决在反应器轴向横截面内均匀布满换热管的目的。

优选地，所述反应器壳体包括反应器上封头、反应器筒体、反应器下封头；

所述反应器上封头上设置反应介质进口和进料分布器；

所述反应器下封头上设置反应介质出口和催化剂卸料口。

优选地，所述反应器筒体的上部上设置多个换热介质出口，所述换热介质出口与所述独立取热器的换热介质出口管线相连。

优选地，所述反应器筒体的下部上设置多个换热介质进口，所述换热介质进口与所述独立取热器的换热介质进口管线相连。

优选地，所述独立取热器还包括换热管、上管板、上管箱、下管板和下管箱，所述换热介质进口管线设置在所述独立取热器的下管箱上。

优选地，所述换热介质出口管线采用弯曲迂回的结构形式与反应器壳体上的对应管线相连。

反应器内，独立取热器的上管箱与反应器换热介质出口相连的管线，采用弯曲迂回的结构形式与反应器壳体相连，目的是通过弯曲结构缓冲取热器部件向上的膨胀，减小换热介质出口管线与反应器壳体之间的应力水平，达到保护设备的目的。

优选地，所述模块化取热器上可拆卸地设置固定格栅板，所述固定格栅板用于固定所述独立取热器的换热管，并对所述独立取热器进行限位和固定。

本发明的独立取热器是一个相对较小的管束，独立取热器的换热管直管段在上下方向上隔一定间距需要做限位和固定，、固定格栅板的外形由独立取热器管束的外形决定，也就相当于格栅板的外环包裹着管束，独立取热器自身形成一个完整和稳定的取热模块，只需要在下管箱位置支撑，它本身就是直立的和稳定的。整个反应器内部由多个独立取热器组合，每一个取热器都可以单独吊出来和安装进去，和其他的取热器，不发生关系。