[实用新型]组合冷管内部换热催化反应器

说明书

本实用新型的内容是关于内部进行热交换的催化反应器，是一种化学反应工程单元操作设备。可用作氨合成塔，甲醇合成塔和其他需要内部进行换热的化工设备。

现有技术中有一种由南京化学工业公司设计院本人参与设计的φ800mm双层并流交叉换热的氨合成塔，虽然与同样规格的其他类型氨合成塔相比，操作稳定，弹性大。在操作条件基本相同情况下，氨产量是其他类型塔的1.4倍。但是，该塔装填催化剂非常复杂，既费工又费力。南化设计院也曾做过一些改进，即改成对向流动低阻力催化反应器并取得了专利权（专利号85204137·3）。这一改进的主要成果是把原来的分段装填催化剂改成一次装填催化剂。该设备集气盒采用菱形集气器，冷管组则由上下环管和以冷管组成。通过实际制造，安装和使用，发现制造安装仍旧比较困难。某些部件的组焊焊缝无法进行中间检查，焊完后试压，如发现泄漏，返修比较麻烦，制造质量较难保证。投入使用后的检查修理较为不便。

造成制造、安装困难和制造质量难保证等问题的原因是由如下结构所致：

菱形集气器，它是一个铆焊件，但制造精度要求又高，在内件组装时不得不采取强行安装，既增加了劳动强度又使设备的某些部件产生了过大的安装应力。因此，导致了使用寿命不长。这种结构的集气器使安装后的内件拆卸一定要采用割开催化剂筐筒体的破坏性拆卸，所以对在运输中易损坏的冷管组不能进行现场安装前的复检，往往在投产不久就发生泄漏。同时还会造成冷管布置不均匀致使催化剂层，同平面温差较大和催化剂装填不流畅等问题。

冷管组，它主要是由上下环管和四层冷管组成。由于密焊在环管上的冷管有四层，故一次性焊接质量要绝对保证。否则，该冷管组焊完后进行试压，发现渗漏返修很困难。最后焊接的两层冷管，在施焊时有看不见熔池的部位，所以焊接质量很难保证。

该设备的催化剂筐上部盖采用焊死结构，这样对催化剂的更换，内部填料箱填料的更换和冷管组、集气器的检查更换都有困难。

本实用新型的目的在于提供一种优于上述对向流动低阻力催化反应器。该设备在制造、检查、安装、更换催化剂和检修方面都比较方便，冷管布置更加均匀，高压空间的利用更加充分。与原对向流动低阻力催化反应器相比，本实用新型的冷管组采用组合冷管组；集气器采用了星形集气器，催化剂筐上部顶盖采用了温差式自紧密封。组合冷管组，是由一个或多个大小不同的冷管组套装而成的。每一冷管组仅有两层冷管焊接在环管上，这样冷管与环管焊接时没有看不见熔池部位的缺点，焊完后试试压发现渗漏容易返修。所有焊缝都能进行检查，冷管组的质量容易保证。星形集气器的径向截面空隙大，制造精度要求不高，结构又很简单，制造容易。星形集气器与组合冷管组配合使用可使催化剂筐内件拆装自如，减少了组装的工作量和劳动强，避免了安装应力的产生。对在运输中可能会造成损坏的冷管组能进行复检返修。冷管分布比原“反应器”均匀，以减小同平面温差。催化剂的装填量比原“反应器”增加百分之一点五以上，提高了高压空间的利用率。星形集气器径向截面空隙大使下段催化剂在装填催化剂时流动畅通，所以可装填得比原塔匀实。催化剂筐上部顶盖采用温差式自紧密封的可拆结构。这样，对催化剂的更换，内部填料箱填料的更换，冷管组和集气器的检查修理和更换都比原“反应器”方便。本设备根据需要可做成反应气体在两段催化剂层中的流向可认是对向的也可以是背向的（背向时星形集气器改成星形分布器）。

附图描述了本实用新型的一个实例。

图1：  为组合冷管内部换热催化反应器总体示意图。

1－冷气入口

2－催化剂筐筒体

3－壳体

4－冷气出口

5－气体入口

6－器内换热器

7－中心管

8－下组合冷管组

9－上组合冷管组

10－上段催化剂层

11－下段催化剂层

12－星形集气器

13－导气管

14－气体出口

15－副线进口