[发明专利]一种组合式换热反应器

说明书

本发明公开了石油化工技术领域一种组合式换热反应器，由顶部封头、底部封头、反应器筒体组成，在反应器筒体下部分别设置有原料油进口、原料油出口，其特征在于：在所述反应器底部设置有螺旋缠绕换热管芯体，螺旋缠绕换热管芯体上方和催化剂床层间设置有过滤分配盘。采用本发明组合式换热反应器具有如下优点：1)结构紧凑，有效减少投资；2)螺旋缠绕管束换热系数高，相应的减少了换热面积，降低了工程造价；3)传热温差小，换热效率高，提升了换热深度，降低了装置能耗和运行成本。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及石油化工装置中的换热反应器。

背景技术

催化加氢过程是指石油馏分在氢气存在条件下的催化加工过程，根据生产目的不同，可分为加氢精制、加氢裂化、加氢处理、润滑油加氢等工艺流程。反应过程是在装置的关键设备反应器内完成的，典型的工艺流程示意图如附图1所示,具体工艺为：原料油5经过进料泵8加压后，与反应流出物/混合氢换热器4加热过来的循环氢7混合，从组合式反应器1底部进入螺旋缠绕管束内，被管束外部的反应流出物6加热后，从螺旋缠绕管束内流出后，进入反应进料加热炉2继续加热，然后从顶部进入反应器1在催化剂的作用下与循环氢7在组合式反应器1内反应，反应流出物6从组合式反应器1底部流出进入反应流出物/混氢换热器4的管程，与循环氢7换热后进入后续的分离器中。

现有技术流程图中反应流出物-混合进料换热器也是装置中的核心设备，其管壳程所走流体均为高温高压介质，根据装置处理量一般为2到3台串联。目前所采用的结构普遍为螺纹锁紧环换热器。对于高高压螺纹锁紧环换热器存在以下问题：

1、高高压螺纹锁紧环换热器设计繁琐，制造困难，不易大型化。由于管壳程压力高，筒体、管箱、管板厚度大，单位换热面积的用材量巨大，每台换热器投资大；

2、螺纹锁紧环换热器结构复杂，内构件多，装配比较复杂，间隙控制比较严格，管箱的拆装需要大型专用工具，拆装检修周

期较长；

3、虽然可以通过在线紧固垫片的方式减少泄漏，但是依然存

在泄漏的风险；

4、占地面积大，管道设计难度高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合式换热反应器，用于提高反应流出物与原料油的换热效率，减少工艺流程中的高高压换热器的数量，减少占地面积，降低装置投资。以解决现有技术中高高压螺纹锁紧环换热器设计繁琐，占地面积大，以及投资、运行成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种组合式换热反应器，主要由顶部封头、底部封头、反应器筒体组成，在反应器筒体下部分别设置有原料油进口、原料油出口，其特征在于：在所述反应器底部设置有螺旋缠绕换热管芯体，螺旋缠绕换热管芯体上方和催化剂床层间设置有过滤分配盘。

本发明一种组合式换热反应器，其进一步特征在于：所述反应器筒体上设置有催化剂支撑格栅，所述过滤分配盘设置在最下面一层催化剂支撑格栅下方。

本发明一种组合式换热反应器，其进一步特征在于：所述螺旋缠绕换热管芯体由中心筒体、换热管、支撑圈、垫条、管卡组成；所述中心筒体上端与过滤分配盘相焊，下端设有支撑筋；所述换热管束按照螺旋线形状紧密地缠绕在过滤分配盘和支撑筋之间的中心筒体上，相邻两层换热器管的缠绕方向相反；在相邻换热管的层间和管间设置有垫条，所述垫条都沿着中心筒体的轴向均匀布置在每层换热管的绕管中心圆上，所述垫条与换热管之间用管卡固定连接。

本发明一种组合式换热反应器，其进一步特征在于：在所述原料油进口和原料油出口的法兰和对应法兰间设置有管板，换热管束的两端分别连接在管板上。