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流化床反應器的制作方法

文檔序號:5001170閱讀:766來源:國知局
專利名稱:流化床反應器的制作方法
技術領域
本實用新型涉及一種化學反應器,特別是涉及一種流化床反應器。
背景技術
目前,直接合成甲基氯硅烷單體所用的流化床反應器,由于其結構上存在的不合理性,使其反應生成物中所含的有效成份偏低,導致生產成本偏高,影響經(jīng)濟效益。而流化床的關鍵部分為床體底部的氣體分布器及床體內部的換熱裝置,前者影響到原料氣的流化質量,后者將影響反應器的換熱效率。現(xiàn)在大多數(shù)的氣體分布器被設計成篩板型、球冠型及類似結構,這類結構不僅存在氣孔易堵塞,反應周期短,檢修不方便等缺點,而且在一個生產周期內,其前后的流化質量存在較大差異,導致反應及不穩(wěn)定。而另一關鍵部件——設置在床體內部的換熱裝置,多數(shù)被設計成U型管結構,或帶內外管的指形管結構,U型管結構的缺點在于一是相鄰換熱管之間是通過其上下端的U形彎頭或橫向短管連接的,影響了物料流化的通道,不利于流化,二是這種形式的換熱管在與外管連接時,往往接口較多,給安裝、檢修帶來不便,由于上述原因,現(xiàn)在有些流化床反應器采用了帶內外套管的指形管結構,這種結構盡管避免了U型管結構的缺點,但是在換熱管的布管方式上以及對進入換熱管的導熱油的分配上還存在著不足之處,例如,有些較大型的流化床利用導熱油分配箱來分配導熱油,這種分配箱減少了內部的換熱管與外管連接接頭的數(shù)量,方便了安裝、檢修,但這種分配箱在分配導熱油時,是把進入油箱的導熱油同時分配給每根換熱管然后又同時排出的,而當換熱管數(shù)量較多時,則需要選用大流量的導熱油泵來供油,給油泵選型帶來不便,況且,每次循環(huán)泵入的導熱油在換熱管中流經(jīng)的時間過短,帶走熱量有限,導致傳熱效率低而動力消耗高,影響經(jīng)濟效益。
實用新型內容為了提高流化床反應器的流化質量及傳熱效率,本實用新型從改進氣體分布器及換熱裝置的結構入手,為直接合成甲基氯硅烷提供一種安裝、檢修方便,原料氣體分布均勻、流化質量高、傳熱效果好的流化床反應器。
本實用新型流化床反應器結構如(圖一)所示,包括中心進料口1,下封頭2,氣體分布器3,側向進料口4,錐形筒體5,半管夾套6,筒體7,指形換熱管8,中心假管9,耳式支座10,固定管板11,導熱油出口12,導熱油進口13,多腔式導熱油分配器14,導熱油進口15,可調式中心出料管16,分布在筒體、封頭上的工藝管口及檢測口。其中氣體分布器設計成布滿細小篩孔的錐形板結構,這種分布器的錐角、開孔率、篩孔直徑以及篩孔的排列方式經(jīng)過嚴格計算及反復試驗使其達到最佳效果,由于分布器帶有錐角,形成了一定的下滑坡度,因此,當床體內的固體物料回落到分布器上時,不會因為堆積而堵塞氣孔,實踐證明,經(jīng)過這種分布器整流的原料氣不僅流化質量好,而且狀態(tài)穩(wěn)定,持續(xù)時間長,有效地促進了反應的進行。反應器的換熱裝置由設置在床體內部的換熱管、床體上部的固定管板及導熱油分配器組成,換熱管為內外套管式的指形管結構,這種結構的優(yōu)點在于取消了位于換熱管下端的U形彎頭或短管,從而使整個床體部分保持了較高的空隙率,有利于改善流化質量。換熱管的數(shù)量、大小以及排列方式會直接影響到反應器的傳熱效率,由于反應生成熱在整個床截面內并不是均勻分布的,為了達到均衡換熱的要求,只采用單一均勻的布管方式是不合理的,因此,我們采取了由正三角形和輻射形相結合的組合式布管,這種布管型式,中密外疏,有利于均衡換熱。固定管板用來懸掛床體內的換熱管,并將導熱油與反應物料分隔,管板下方是反應床,而其上方是導熱油分配器。導熱油分配器用來分配流經(jīng)各換熱管中的導熱油,這種導熱油分配器被設計成多腔式結構,其特點在于,進入分配器的導熱油并不同時分配給所有的換熱管而后又同時排出,而是將所有的換熱管分成相等數(shù)量的幾組,每組對應一個油腔,相鄰油腔和油腔之間通過開孔而連通,這樣,便可以使導熱油首先進入一個油腔,通過該油腔將導熱油分配給相應的一組換熱管,然后折回到另一油腔,再通過這個油腔將油分配給該油腔對應的一組換熱管,如此循環(huán),直至排出。這種結構的優(yōu)點是,當換熱管數(shù)量較多時,可以先通過計算把換熱管分成等數(shù)量的幾組,然后再計算出進入每組換熱管的導熱油的流量以及進出口的壓降,這樣,即方便油泵的選型,又節(jié)約了動力消耗。合成氣出口設置在管板中心,并設計成可折結構,有利于對出口的插入位置進行調整。分布在筒體、封頭上的多個測溫口、測壓口用于溫度及壓力的檢測和控制,取樣口用于對反應生成物進行取樣分析以便極時作出調整。
本實用新型流化床反應器的工作過程是含氣、固兩相的混合原料由中心進料管進入,與從側向進料口進入并經(jīng)分布器整流的氣體原料均勻混合并進行反應,生成的產物通過合成氣出口導出,在一個生產周期結束后,通過折除封頭及換熱裝置來對反應器進行清洗和檢修,反應器內的溫度及壓力分別由各測溫口和測壓口檢測并控制,床體外壁的半管和床體內部的指形換熱管通過導熱油的循環(huán),來帶入反應啟動所需要的熱量以及移出反應生成熱。
本實用新型流化床反應器的優(yōu)點是1.采用的錐形氣體分布器,流化質量好,氣孔不易堵塞,而且流化狀態(tài)穩(wěn)定,持續(xù)時間長。2.采用了組合式布管方式,有利于均衡傳熱。3.采用了多腔式導熱油分配器,提高了傳熱效率,節(jié)約了動力消耗。4.采用了固體原料由中心管進料的方式,有利于氣固兩相均勻混合,同時也改善了流化質量。5.采用了可折式的合成氣出口,便于調節(jié)出口管的插入深度。


圖一本實用新型流化床反應器結構示意圖圖二錐形氣體分布器結構示意圖圖三多腔式導熱油分配器圖四換熱管排列方式
權利要求1.一種流化床反應器,其特征是該反應器包括床體,與床體下端連接并設有原料進口的下封頭,夾持在下封頭及床體之間的氣體分布器,設置在床體內部的由換熱管、管板及導熱油分配器組成的換熱結構,盤繞在床體外壁的半管夾套,設置在管板中心的合成氣出口,分布在床體及封頭上的檢測口、排渣口、導熱油進出口。
2.如權利要求1所述的流化床反應器,其特征在于,氣體分布器為錐形結構;固體物料與部分氣體物料混合后由中心進料管直接進入反應器內;換熱管的排列方式為正三角形和等徑輻射形相結合的組合布管方式;導熱油分配器為多腔式結構;合成氣出口為可拆結構。
專利摘要本實用新型提供一種流化床反應器,包括床體,與床體下端連接并設有原料進口的下封頭,夾持在下封頭及床體之間的氣體分布器,設置在床體內部的由換熱管、管板及導熱油分配器組成的換熱結構,盤繞在床體外壁的半管夾套,設置在管板中心的合成氣出口,分布在床體及封頭上的檢測口、排渣口、導熱油進出口。這種新型的流化床反應器流化質量好,傳熱效率高,安裝、維修方便,專用于直接法合成甲基氯硅烷單體。
文檔編號B01J8/24GK2623329SQ0320068
公開日2004年7月7日 申請日期2003年1月7日 優(yōu)先權日2003年1月7日
發(fā)明者湯慶成, 陳志法, 葛有根, 易有彬, 聶忠華, 陳小明, 尹躍龍, 宋小明, 曾陽, 羅斯格, 蔡孝華 申請人:藍星化工新材料股份有限公司江西星火有機硅廠
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