具有流体均匀分布功能的甲醇塔再沸器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于甲醇塔再沸器设备技术领域，特别涉及采用过氧化氢法制备环氧丙烷所使用的具有流体均匀分布功能的甲醇塔再沸器。
【背景技术】
[0002]环氧丙烷，又名氧化丙烯、甲基环氧乙烷，为无色醚味液体，低沸点、易燃，是一种重要的有机化工原料，是石油化工生产中重要的大宗有机化工产品，也是精细化工最重要的中间产品之一，主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等，其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弾件体、胶粘剂和凃料等的重要原料,各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。环氧丙烷还是重要的丙烯衍生物，每年约7%的丙烯用于环氧丙烷生产。
[0003]环氧丙烷的生产工艺主要有氯醇化法、共氧化法(也称间接氧化法)和直接氧化法。如今世界生产环氧丙烷的主要工业化方法为氯醇化法，该方法的缺点是水资源消耗大，且会产生大量的废水和废渣需要排放，每生产I吨环氧丙烷产生40?50吨含氯化物的皂化废水和2吨以上的废渣，该废水具有温度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和悬浮物含量高的“五高”特点，难以处理，对环境污染严重；同时，氯醇法还消耗大量高能耗的氯气和石灰原料，而氯和钙在废水和废渣中排放掉，生产过程中产生的次氯酸对设备的腐蚀也比较严重。为了克服上述工艺所存在的工艺流程复杂、能耗大、产品收率低和污染严重的问题，最近几年，过氧化氢直接氧化法已开发成功并先后实现工业化生产。过氧化法(ΗΡΡ0法)是由过氧化氢(双氧水)催化环氧化丙烯制环氧丙烷的新工
[0004]艺，生产过程中只生成环氧丙烷和水，工艺流程简单、能耗少、产品收率高，没有其他副产品，污染少，属于环境友好的清洁生产系统，发展前景好。
[0005]在过氧化氢法生产环氧丙烷现有技术已经投产运行的装置中，过氧化氢法生产环氧丙烷最大处理能力为10万吨/年，由于筒体直径较小，流体直接进入设备后，可以均匀分布，能够达到生产工艺要求，但是处理能力较低。
[0006]最大处理能力为30万吨/年的过氧化氢法生产环氧丙烷的甲醇塔再沸器，是目前国际上最大的过氧化氢法生产环氧丙烷的生产装置，由于装置处理能力的提高，使设备实现了大型化，随之存在的问题是，由于筒体直径增大，加热管数量增多，流体直接进入设备，造成了加热管管内与加热管管外流体分布不均匀的情况，满足不了流体均匀分布的要求；此外，现有设备采用的是普通的厚度为20_较厚的折流板结构，即在用钢板制作的折流板上加工出若干个加热管通过的通孔，加热管与折流板孔之间的间隙很小，故加热管管外流体只有通过多层折流板流动，使流体流经折流板时的流动状态为错流状态，导致压力损失较大，且在设备运行过程中存在振动的问题，设备大型化后，运行过程中设备的振动问题更加严重，同时压力损失也难以控制在工艺系统要求范围内。
【发明内容】
[0007]本实用新型所要解决问题是，克服现有技术的不足之处，为解决设备大型化后仍能够满足工艺系统的运行要求提供一种加热管管内与加热管管外流体均匀分布和在运行过程中减少振动、降低压力损失的具有流体均匀分布功能的甲醇塔再沸器。
[0008]本实用新型采用的技术方案包括上管箱、壳程管束、下管箱、加热管和蒸汽进口管，在上管箱筒体内壁焊接多级连体式分布器；在壳程管束筒体的内壁焊接超薄型折流栅和带矩形孔的蒸汽分布圆筒。
[0009]所述多级连体式分布器包括插入式一级分配器、带溢流槽多通道二级分配器、带气相平衡管栅板型三级分配器和V型槽式布膜头。
[0010]所述插入式一级分配器包括圆筒形主管，在圆筒形主管前后两侧各焊接有一排圆筒形支管，在圆筒形支管下面有焊接圆筒形降液管，圆筒形降液管插入到带溢流槽多通道二级分配器中。
[0011]所述带溢流槽多通道二级分配器包括矩形溢流槽，支撑板和积液凹槽，所述支撑板位于底部，上面加工有矩形孔，该矩形孔中焊接矩形溢流槽，每2个矩形溢流槽之间与支撑板形成积液凹槽。
[0012]所述带气相平衡管栅板型三级分配器包括气相平衡管、带锯齿形溢流堰和具有筛孔的筛板，所述筛板位于底部，筛板上加工有通孔并在该通孔中焊接气相平衡管，在筛板外圆周上焊接锯齿形溢流堰。
[0013]所述V型槽式布膜头上段为圆管形膜头，下段为圆锥形膜头，圆管形膜头面对称开有2个V型缺口。
[0014]所述超薄型折流栅由超薄支撑圈和定位杆组成，超薄支撑圈由厚度为4_的薄扁钢煨制成圆圈形，定位杆由Φ6_的圆钢制成并纵横相交与超薄支撑圈焊接到一起，形成一个个对加热管起定位作用的矩形空间，超薄型折流栅的每个矩形空间与通过其中的加热管之间形成了 4个由2个直角边和I个凹弧边构成的斜边凹弧三角形顺流间隙，加热管外的流体通过该斜边凹弧三角形顺流间隙由上至下进行流动，形成顺流，所述超薄型折流栅的矩形空间与加热管之间的接触间隙很小。
[0015]在所述带矩形孔的蒸汽分布圆筒的筒壁上加工有上下2排矩形孔，所述矩形孔沿筒壁圆周呈均匀分布，矩形孔的宽度相同，高度位于筒壁中间位置最高，并随筒壁中间位置向左右两侧逐渐递减，安装时高度随着远离蒸汽进口管逐渐变大，在远离蒸汽进口管的对面的矩形孔的高度最高。
[0016]所述超薄型折流栅的矩形空间与加热管之间的接触间隙最大只有0.5_。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0018](I)由于本实用新型上管箱内装有多级连体式分布器，包含有插入式一级分配器、带溢流槽多通道二级分配器、带气相平衡管栅板型三级分配器和V型槽式布膜头的多级连体式分布器，解决了设备大型化后，液体在加热管内均匀分布的难题，通过多级分布器的设置，改善了流体在加热管内的流动状态，达到了液体在加热管内均匀分布的目的；
[0019](2)由于本实用新型在壳程管束筒体的侧面焊接蒸汽进口管，在壳程管束筒体的内壁焊接带矩形孔的蒸汽分布圆筒，水蒸汽从蒸汽进口管进入，并经带矩形孔的蒸汽分布圆筒进行了均匀分布，并且根据流体的流动特性和流体力学计算，确定了矩形孔的宽度相同，高度位于筒壁中间位置最高，并随筒壁中间位置向左右两侧逐渐递减，安装时高度随着远离蒸汽进口管侧逐渐变大，在远离蒸汽进口管侧的对面的矩形孔的高度最高，使得蒸汽能够均匀的分布到加热管的间隙中；
[0020](3)由于本实用新型加热管采用超薄型折流栅进行定位，所述超薄型折流栅由超薄支撑圈和定位杆组成，超薄支撑圈由4_厚的薄扁钢煨制成圆圈形，定位杆由Φ6_的圆钢制成并纵横相交与超薄支撑圈焊接到一起，形成一个个矩形空间，起到定位加热管的作用，超薄型折流栅的每个矩形空间与通过其中的加热管之间形成了 4个由2个直角边和I个凹弧边构成的斜边凹弧三角形顺流间隙，加热管外的流体通过该斜边凹弧三角形顺流间隙由上至下进行流动，形成顺流，所述超薄型折流栅的矩形空间与加热管之间的接触间隙很小，最大只有0.5_，使加热管在超薄型折流栅中的位移很小，从而减少了流体流动的阻力，有效预防了加热管的振动，达到了设备运行过程中管束降低振动、减小压力损耗的效果O
[0021]【附图说明】:
[0022]图1是本实用新型的结构示意图；
[0023]图2图1的A部放大图；
[0024]图3是本实用新型矩形孔蒸汽分布带的结构示意图；
[0025]图4是图3的C-C剖视图；
[0026]图5是本实用新型超薄折流栅结构示意图；
[0027]图6是本实用新型超薄折流栅与加热管装配放大示意图；
[0028]图7是本实用新型插入式一级分配器结构示意图；
[0029]图8是本实用新型带溢流槽多通道二级分配器结构示意图；
[0030]图9是本实用新型带气相平衡管栅板型三级分配器结构示意图；
[0031]图10是图9的D-D剖视图；
[0032]图11是图2的E部放大图。
[0033]图中:
[0034]1.上管箱，
[0035]1-1.上管箱设备法兰，
[0036]1-2.多级连体式分布器，
[0037]1-2-1.插入式一级分配器，
[0038]1-2-1-1.圆筒形主管，1-2-1-2.圆筒形支管，1_2-1_3.圆筒形降液管，
[0039]1-2-2.带溢流槽多通道二级分配器，
[0040]1-2-2-1.矩形溢流槽，1-2-2-2.支撑板，1-2-2-3.积液凹槽，
[0041]1-2-3.带气相平衡管栅板型三级分配器，
[0042]1-2-3-1.气相平衡管，1-2-3-2.筛板，
[0043]1-2-3-3.据齿形溢流堪，1_2-3~4.筛孔，
[0044]1-2-4.V型槽式布膜头，
[0045]1-2-4-1.圆管形膜头，1-2-4-2.圆锥形膜头，1-2-4-3.V型缺口，
[0046]1-3.上管箱筒体，
[0047]1-4.气相出口，
[0048]1-5.上封头，
[0049]1-6.液体进口，
[0050]2.壳程管束，
[0051]2-1.下管板，
[0052]2-2.超薄型折流栅，
[0053]2-2-1.超薄支撑圈，2-2-2.定位杆，
[0054]2-3.加热管，
[0055]2-4.带矩形孔的蒸汽分布圆筒，
[0056]2-4-1.筒壁，2-4-2.矩形孔，
[0057]2-5.上管板，
[0058]2-6.蒸汽进口管，
[0059]2-7.壳程管束筒体，
[0060]2-8.冷凝液出口管，
[0061]3.下管箱，
[0062]3-1.出液管，3-2.下封头，3-3.下管箱设备法兰，
[0063]a.斜边凹弧三角形顺流间隙，
[0064]b.接触间隙。
【具体实施方式】
[0065]如图1所示，本实用新型包括上管箱1、壳程管束2和下管箱3，
[0066]所述上管箱I包括上管箱设备法兰1-1、多级连体式分布器1-2、上管箱筒体1_3、气相出口 1-4、上封头1-5和液体进口 1-6，其中，上管箱筒体1-3为圆筒形筒体，在上管箱筒体1-3的下端面焊接上管箱设备法兰1-1，在上管箱筒体1-3的上端面焊接上封头1-5，在上封头1-5的顶部焊接气相出口 1-4，在上管箱筒体1-3的侧面焊接液体进口 1-6，在筒体1-3内壁焊接多级连体式分布器1-2 ;
[0067]所述壳程管束2包括下管板2-1、超薄型折流栅2-2、加热管2