專利名稱：立式內(nèi)換熱式催化合成塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種塔內(nèi)可裝填催化劑并設(shè)置有換熱結(jié)構(gòu)的立式內(nèi)換熱式催化合成塔。
立式合成塔是甲醇、合成氨等許多化工產(chǎn)品生產(chǎn)中的常用合成反應(yīng)設(shè)備。結(jié)構(gòu)中除應(yīng)有供裝填催化劑的催化床外，一般還需設(shè)置有換熱裝置，既可移出反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量，也有利于節(jié)約和綜合利用能源。如目前所用的一種單床式甲醇合成塔，在塔內(nèi)沿軸向均勻地布滿冷卻管，催化劑裝填于冷卻管外空間。工作時，冷的進塔氣由各冷卻管自下而上運行，既帶走了管間床層的反應(yīng)熱，同時也使自身被預(yù)熱；出冷卻管上端后，再自上而下地經(jīng)過催化床進行反應(yīng)，最后從塔底出塔。此種結(jié)構(gòu)的合成塔由于冷卻管處于所裝填的催化劑床層中，其冷管與總管的焊接部位易損壞，且損壞后不易發(fā)現(xiàn)和檢修。同時因冷卻管易過熱，材料必須采用不銹鋼，成本高。
本實用新型的目的是針對上述情況，提供一種新結(jié)構(gòu)的立式內(nèi)換熱式催化合成塔，既可有利于獲得較高的反應(yīng)合成率，又能降低對冷卻管所用材料的要求，提高熱交換效率，并易于對設(shè)備的檢查和維修。
本實用新型的立式內(nèi)換熱式催化合成塔，塔內(nèi)可裝填催化劑并設(shè)置有換熱結(jié)構(gòu)。其中塔體內(nèi)的中央沿軸向設(shè)置有一間接式換熱裝置，并經(jīng)分隔結(jié)構(gòu)沿軸向排布有供裝填催化劑的兩個相互隔離的第一催化床和第二催化床。各催化床與所說換熱裝置間分別經(jīng)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)保留有氣流通道。該換熱裝置的內(nèi)管進口端接進塔氣口；第一催化床的始、末兩端分別與所說換熱裝置的內(nèi)管(即管程)出口端和管外腔體(即殼程)的進口相通；第二催化床的始、末兩端分別與所說換熱裝置的管外腔體的出口及出塔氣口相通。其中所說的間接式換熱裝置可以為常用的列管式、盤管式、螺旋板式或板殼式等結(jié)構(gòu)形式的換熱器。用于使各催化床與所說換熱裝置間保持有氣流通道的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，在可采用的多種常用方式中，以采用保持有氣流間隙方式位于換熱裝置之外的套置管筒型結(jié)構(gòu)為好，可使結(jié)構(gòu)簡化緊湊。
本實用新型合成塔在使用時，即可以單塔使用，也可以采用兩塔、三塔或多塔串聯(lián)的方式使用。根據(jù)需要，還可以在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在第一催化床層之上至少疊置一層目前常規(guī)形式帶冷激結(jié)構(gòu)的絕熱催化床的結(jié)構(gòu)。
由于本實用新型合成塔采用了中央設(shè)置形式的換熱器裝置，在保證熱交換效率的同時又使其經(jīng)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)而與催化床中的催化劑分隔開，不直接接觸，有效地方便了對換熱裝置的檢修和更換，同時還解決了換熱器、催化床和塔體外殼間不同膨脹差的問題。
以下用附圖所示的實例對本實用新型的上述內(nèi)容作進一步說明。但不應(yīng)將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于下述的實例。


圖1本實用新型合成塔的一種結(jié)構(gòu)形式圖2本實用新型合成塔的另一種結(jié)構(gòu)形式在如
圖1所示的立式內(nèi)換熱式催化合成塔中，在塔體1內(nèi)的中央沿軸向設(shè)置有一管外帶有桿式或板式折流結(jié)構(gòu)的中央列管式換熱裝置8。塔內(nèi)中央設(shè)有一分隔結(jié)構(gòu)3，由該分隔結(jié)構(gòu)3在塔內(nèi)分隔成沿軸向排布用于裝填催化劑的上、下兩個相互隔離的催化床2、4，并使各催化床與所說換熱裝置8間分別經(jīng)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)9保留有氣流通道。該導(dǎo)流結(jié)構(gòu)9為以保持有氣流間隙的方式位于換熱裝置之外的套置管筒型結(jié)構(gòu)。該換熱裝置8的內(nèi)管進口端接進塔氣口6。第一催化床2的上下始末兩端分別與換熱裝置8的內(nèi)管出口端13和管外腔體的進口端10相通；第二催化床4的上、下始末兩端分別與所說換熱裝置8的管外腔體出口7及出塔氣口5相通。
在圖2所示的合成塔中，基本結(jié)構(gòu)與
圖1所示的塔相同，差別僅在于在第一催化床2之上疊置有一層常規(guī)形式帶冷激結(jié)構(gòu)11的絕熱催化床12。
權(quán)利要求1.一種立式內(nèi)換熱式催化合成塔，塔內(nèi)可裝填催化劑并設(shè)置有換熱結(jié)構(gòu)，其特征在于在塔體(1)內(nèi)的中央沿軸向設(shè)置有一間接式換熱裝置(8)，并經(jīng)分隔結(jié)構(gòu)(3)沿軸向排布有用于裝填催化劑的兩個相互隔離的第一催化床(2)和第二催化床(4)，各催化床與所說換熱裝置(8)間分別經(jīng)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)(9)保留有氣流通道，所說換熱裝置(8)的內(nèi)管進口端接進塔氣口(6)，第一催化床(2)的始、末兩端分別與所說換熱裝置(8)的內(nèi)管出口端(13)和管外腔體的進口(10)相通，第二催化床(4)的始、末兩端分別與所說換熱裝置(8)的管外腔體的出口(7)及出塔氣口(5)相通。
2.如權(quán)利要求1所述的催化合成塔，其特征在于所說的換熱裝置(8)為中央列管式換熱器。
3.如權(quán)利要求1所述的催化合成塔，其特征在于所說的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)(9)為以保持有氣流間隙的方式位于換熱裝置(8)之外的套置管筒型結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的催化合成塔，其特征在于所說的第一催化床(2)之上可疊置至少一層帶冷激結(jié)構(gòu)(11)的絕熱催化床(12)。
專利摘要本實用新型涉及的是一種立式內(nèi)換熱式催化合成塔,塔內(nèi)可裝填催化劑并設(shè)置有換熱結(jié)構(gòu)。其中塔體內(nèi)的中央沿軸向設(shè)置有一間接式換熱裝置,并經(jīng)分隔結(jié)構(gòu)沿軸向排布有用于裝填催化劑的第一、第二兩個相互隔離的催化床。各催化床與所說換熱裝置間分別經(jīng)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)保留有氣流通道。該換熱裝置中的內(nèi)管的進口端接進塔氣口;第一催化床的始、末兩端分別與所說換熱裝置的內(nèi)管出口端和管外腔體進口相通;第二催化床的始、末兩端分別與所說換熱裝置的管外腔體的出口和出塔氣口相通。
文檔編號B01J8/04GK2358986SQ9822840
公開日2000年1月19日 申請日期1998年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月9日
發(fā)明者曾紀龍, 熊興和 申請人:中國成達化學(xué)工程公司