专利名称：一种用于气固径向反应器的扇形管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油化工行业气固径向反应器用扇形管。
技术背景现有的气固径向反应器内部均设有布气装置和集气装置，它们分别安装于反应器的中心和四周，两者 之间的空隙填装催化剂，构成催化剂床层。安装于反应器中心位置的圆筒形设备我们称之为中心管，沿器 壁均匀分布的扁筒状设备我们称之为扇形管，根据气体流动方向的不同，它们分别充当气体的分流流道或 集流流道。现在工业应用的扇形管主要由圆弧面形的扇形板和背板组成，两者之间构成扇形管的空腔。扇 形板有孔板式结构(板上冲长槽孔)和筛网结构(约翰逊网)。其特点在于，背板的弯曲方向和反应器筒 体的弯曲方向相同，半径比反应器筒体半径略小；扇形板的弯曲方向与背板弯曲方向相反，其半径比背板 半径小的多。美国专利US5， 209，卯8公开的环球油品公司(UOP)发明的一种扇形管，采用薄钢板冲孔巻制而 成，由于扇形板的开孔率较高，冲孔量大，受冲孔工艺的限制， 一般采用1.2 1.5mm的薄钢板制造，这 样使得扇形管的强度较低，再加上其长度较大(一般8000 15000mm),容易失稳，产生变形损坏。在实 际工业应用中(如催化重整反应)，工作状态以及温度的改变使得催化剂床层发生变化，特别是遭遇突然 停车时，催化剂在反应器内部囤积的气体推动下向扇形管运动，扇形管承受外力，类似与外压长圆筒失稳 变形严重。中国专利ZL93247401.2公开的扇形筒，结构与上述美国专利公开的扇形管类似，只是其扇形 板由竖向筋条及焊接在筋条上的筛网构成。其优点是其扇形板使用筛网和竖向筋条代替了开孔板，减少了 冲孔工艺;缺点是将此扇形筒应用于移动床气固径向反应器时，催化剂与扇形筒的扇形板之间的磨损较大。 中国专利ZL200520031905.1公开的气固径向反应器扇形筒，结构与上述两专利公开的扇形筒类似，其扇 形板为条形网，由水平布置的筋板和垂直布置的金属条焊接而成。这种扇形筒的优点是提高了扇形筒的整 体强度，减小了催化剂的磨损；缺点是加工工艺复杂，成本较高，且其开孔率较现有扇形管变化较大，不 利于现有装置的改进。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是现有的扇形管强度较低，抗失稳变形能力差，催化剂与扇形管的 扇形板之间磨损较大的问题，以及加工工艺复杂等问题。为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是 一种气固径向反应器扇形管，包括升气筒、顶板、 盲筒、背板、扇形板、底板、加强圈，背板和扇形板为圆弧面形，背板的弯曲方向和反应器筒体的弯曲方 向相同，且两者中心线同轴，扇形板的弯曲方向与筒体弯曲方向相反，加强園弯曲方向与扇形板相同，且 二者中心线同轴。其特征在于扇形板上安装有加强圈，加强圈水平布置，两者焊接连接。所述的加强圈 为半圆管，焊接在扇形筒的表面，其所对应圆心角略大于扇形板所对圆心角。加强圈的截面形状为半圆环、 半圆或矩形；加强園安装在扇形板的外部或扇形板的内部，相邻两加强圈之间的距离为0.5 2m,加强圏截面直径为10 30mm。采用本实用新型，具有如下的有益效果(1)本实用新型气固径向反应器扇形管，其扇形板上煨焊有加强圈。加强圈可以由半圆管制作，也可以由半圆钢制作，可以焊接在扇形板的外部，也可以焊接在扇形 板的内部，其尺寸和数量也可以根据要求变化，因此使扇形管的抗失稳变形能力大大提高，防止在使用过程中产生失稳变形损坏；(2)本实用新型扇形管加强圈焊接后，焊接区域进行磨平处理，使用半圆形加强 圈也是为了使扇形板与加强園平滑过渡，这就使得此扇形管应用于移动床径向反应器时,催化剂流动平滑， 磨损较小。(3)本实用新型在原有扇形管基础上施加加强圈，工艺简单，成本较低，开孔率变化不大，对于老装置的更新较为方便，不用考虑开孔率的变化对操作工艺的影响。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式
并不限制本实 用新型要求保护的范围。
图1是本实用新型扇形管的侧向视图图2是图1的顶部俯视图 图3是图1的底部仰视图图4是图1中I部放大剖视图，加强圈在扇形板外部，横截面为半圆环形 图5是图1中I部放大剖视图，加强圃在扇形板外部，横截面为半圆形 图6是图1中I部放大剖视图，加强闥在扇形板内部，横截面为半圆形 图7是图1中I部放大剖视图，加强圑在扇形板内部，横截面为半圆环形 图8是图1中I部放大剖视图，加强圑在扇形板内部，横截面为矩形具体实施方式
参见图1所示本实用新型的扇形管，并参见图2至图8。图1所示扇形管包括升气筒1、顶板2、盲 筒3、扇形板4、背板6、加强鬮5和底板7。扇形板4和背板6为圆弧面形，背板6的弯曲方向与反应器 筒体相同，并且二者的中心线同轴；扇形板4的弯曲方向和反应器筒体相反，它与背板6共同构成扇形简 的内部空腔。顶板2焊接在盲筒的顶端，升气筒l焊接在顶板l上；盲筒下端与扇形板4和底板7相连。 背板6和盲筒3均采用不开孔的实心板。扇形板4上开设长槽孔，开孔方式与传统孔板式扇形管类似，长条孔水平布置。长槽孔的宽度一般为 0.5 L5mm，长度一般为5 15mm，整个扇形板的开孔率一般为30 50%。扇形板4每隔一定距离留有 一段不开孔的区域，为安装加强園5的位置。加强圈5可以用半圆管制作(参见图4、图7),也可以用半圆钢制作(参见图5，图6)，也可以由矩 形钢制作(参见图8)。当采用半圆管结构时，焊接后对其两端进行封口，以防催化剂流入。加强圈5焊 接连接在扇形板4的未开孔区域，水平等间距布置，数囊根据扇形管的整体长度进行调整， 一般为5 10 个。根据不同的要求，加强圑5可以施加在扇形管的外围(参见图4，图5)，也可以施加在扇形管的内部(参见图6，图7，图8)。当加强圑施加在扇形管的外部时，其与扇形板4的连接部分进行圆滑处理，以 减小对催化剂的磨损损失。本实用新型扇形管底板7上开设有与扇形板4上相同的长槽孔(参见图3)，这与传统的扇形管不同， 其优点在于 一方面可以使发应过程中堆积在扇形管内的催化剂粉尘及细小催化剂颗粒及时排出，避免扇 形管内因粉尘积聚而结焦以及催化剂流失另一方面，扇形筒内发应气体从底部流出，可以吹起反应器底 部催化剂使之参与反应，清扫死角，提高反应效率。参见图2,本实用新型扇形管的一些主要结构参数如下:扇形管空腔的横截面宽度一般为50 500mm， 扇形板4与背板6所对的圆心角一般为2° 180°，背板6的外直径与反应器筒体内壁的直径大致相同， 一般为1 5m。其中扇形管空腔的横截面宽度是指扇形板4的圆弧形表面和背板6的圆弧形表面之间的最 大距离。本实用新型的扇形管，其所有部件的材料均采用不锈钢(如0Crl8Ni9等)，各部件之间一般采用焊接 连接，扇形板4和背板6可采用整板冲压制造。本实用新型扇形管所有部件，其板厚均与常规扇形管中相 应各部件的板厚相同。本实用新型扇形管在固定床或移动床气固径向反应器中的布置，采用常规的方式，即沿反应器筒体的 内壁均匀设置，其背板6紧靠反应器筒体的内壁。相邻的两个扇形管之间留有供扇形管膨胀的间隙，该间 隙宽度一般为3 500nmi。本实用新型的扇形管可应用于石油炼制及石油化工行业中各种常用的向心n型固定床或移动床气固 径向反应器、向心z型固定床或移动床气固径向反应器、离心n型固定床或移动床气固径向反应器、离心Z型固定床或移动床气固径向反应器，具体说明从略。本实用新型扇形管用于各种向心式固定床或移动床 气固径向反应器时，扇形管构成气体反应物的分流流道，中心管构成气体产物的集流流道；当本实用新型 扇形管应用于各种离心式固定床或移动床气固径向反应器时，扇形管构成气体产物的集流流道，中心管构 成气体反应物的分流流道。本实用新型扇形管特别适用于催化重整过程所使用的固定床或移动床气固径向 反应器，也可应用于石油炼制及石油化工工业中其他的一些烃类原料催化转化过程以及吸附过程中使用的 固定床或移动床气固径向反应器。本实用新型扇形管可广泛应用于上述气固径向反应器的旧装置的改造和 新装置的设计中。
权利要求1. 一种用于气固径向反应器的扇形管，包括升气筒(1)、顶板(2)、盲筒(3)、扇形板(4)、背板(6)和底板(7)；扇形板(4)和背板(6)为圆弧面形，背板(6)的弯曲方向与反应器筒体相同，并且二者的中心线同轴；扇形板(4)的弯曲方向和反应器筒体相反，它与背板(6)共同构成扇形筒的内部空腔，其特征在于扇形板(4)上安装有加强圈(5)，加强圈(5)水平布置，两者焊接连接。
2、 根据权利要求1所述的一种用于气固径向反应器的扇形管，其特征在于加强圈(5)的截面形 状为半圆环、半圆或矩形；加强圃(5)安装在扇形板(4)的外部或扇形板(4)的内部，相邻两加强圈 之间的距离为0.5 2m，加强園截面直径为10 30mm。
3、 根据权利要求1所述的一种用于气固径向反应器的扇形管，其特征在于所述扇形板的底板(7) 上开设有与扇形板(4)相同或相似的长槽孔。
专利摘要本实用新型涉及一种石油化工行业气固径向反应器用扇形管。其包括升气筒、顶板、盲筒、背板、扇形板、底板、加强圈，背板和扇形板为圆弧面形，背板的弯曲方向和反应器筒体的弯曲方向相同，且两者中心线同轴，扇形板的弯曲方向与筒体弯曲方向相反，加强圈弯曲方向与扇形板相同，且二者中心线同轴。其特征在于所述的加强圈为半圆管，焊接在扇形筒的表面，其所对应圆心角略大于扇形板所对圆心角。其优点在于可使扇形管的抗失稳变形能力大大提高，防止在使用过程中产生失稳变形损坏；工艺简单，成本较低，开孔率变化不大，对于老装置的更新较为方便，不用考虑开孔率的变化对操作工艺的影响。
文档编号B01J8/02GK201101960SQ200720036958
公开日2008年8月20日 申请日期2007年5月11日 优先权日2007年5月11日
发明者何云松, 刘文明, 刘雪东, 奚冬兴, 朱瑞松 申请人:江苏工业学院;中国石化扬子石油化工有限公司