反应器高温自循环移热控制装置的制作方法

本发明属于化工换热，涉及一种反应器高温自循环移热控制装置。

背景技术：

1、氰化氢是一种重要的有机合成基本原料，下游产品众多，近年来需求量不断增大。甲烷氨氧化法是氰化氢主要生产工艺中的一种，该法以天然气、氨气、氧气为原料，反应温度1000～1200℃，在铂-铑合金或铂-铱合金制成的丝网催化剂床的催化下完成反应，为了避免反应生成气在高温下分解造成产品收率降低，以及在低温下聚合导致设备及管道堵塞，需将反应后约1000℃以上的高温气体迅速冷却至200℃以下。目前该急冷过程通常依靠强制循环泵将移热介质导入反应器急冷段壳程，与高温生成气进行换热，整个系统动力消耗较大，此外，由工艺气体释放的大量显热也未加以充分利用，造成极大的能源浪费。因此，需要设计一种无需额外动力循环装置、流体分配均匀、流程简单、移热高效、节能可靠的反应器高温自循环移热控制装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种反应器高温自循环移热控制装置，该装置无需消耗电能即可实现自循环移热，同时副产部分饱和蒸汽，大大降低了装置运行能耗。

2、本发明所采用的技术方案是，反应器高温自循环移热控制装置，包括反应器，反应器的上方连接有汽水分离器，汽水分离器顶部设置有锅炉水补水口、蒸汽出口、液位测量口、测压口；汽水分离器的下部设置有锅炉水出口，锅炉水出口通过下降管与反应器连接，下降管上设有自控阀，汽水分离器底部设置有汽水混合物进口，汽水混合物进口通过上升管与反应器连接。

3、本发明的特点还在于：

4、反应器包括冷却段筒体，冷却段筒体的上端设有反应段筒体，冷却段筒体的下端设有反应器下段筒体，冷却段筒体内部设有若干换热管，各换热管的上端从上环管中穿过并与上管板连接，各换热管的下端从下环管中穿过并与下管板连接。

5、锅炉水补水口连接补水管道，蒸汽出口连接蒸汽管道，下环管外部连接有补水循环进水管道，补水管道、蒸汽管道及补水循环进水管道上均设有自控阀。

6、各喷淋管分别沿冷却段筒体周向均匀分布，喷淋管的管壁上均匀分布有若干的小孔，喷淋管向内伸至冷却段筒体内部，使喷淋管上的小孔靠近上管板下表面的中心位置。

7、汽水分离器的液位测量口上设有液位变送器，汽水分离器的测压口上设有压力变送器。

8、本发明的有益效果如下：

9、1.本发明通过在反应器冷却段上、下环管及支管的设置，使换热流体能够均匀分配进入反应器冷却段壳程内部进行移热，达到了对反应生成气及时、高效、均匀冷却，有效避免反应生成物的高温分解及低温聚合，对于抑制副反应、提高反应转化率及产品收率作用明显。

10、2.本发明在反应器上管板下部周向均匀设置若干根开有小孔的喷淋冷却水管，并内伸至上管板中心位置，将冷却水均匀导流并喷射至管板下表面，有效解决了反应器上管板的高温应力变形，延长了装置运行周期及设备寿命。

11、3.本发明通过一系列自动化阀门、仪表的设置，实现了装置自动化运行，有效提升了装置生产效率。

技术特征：

1.反应器高温自循环移热控制装置，其特征在于：包括反应器(1)，反应器(1)的上方连接有汽水分离器(2)，汽水分离器(2)顶部设置有锅炉水补水口、蒸汽出口、液位测量口、测压口；汽水分离器(2)的下部设置有锅炉水出口，锅炉水出口通过下降管(4)与反应器(1)连接，下降管(4)上设有自控阀(6)，汽水分离器(2)底部设置有汽水混合物进口，汽水混合物进口通过上升管(3)与反应器(1)连接。

2.根据权利要求1所述的反应器高温自循环移热控制装置，其特征在于：所述反应器(1)包括冷却段筒体(1-5)，冷却段筒体(1-5)的上端设有反应段筒体(1-1)，冷却段筒体(1-5)的下端设有反应器下段筒体(1-9)，冷却段筒体(1-5)内部设有若干换热管(1-6)，各换热管(1-6)的上端从上环管(1-4)中穿过并与上管板(1-2)连接，各换热管(1-6)的下端从下环管(1-7)中穿过并与下管板(1-8)连接。

3.根据权利要求2所述的反应器高温自循环移热控制装置，其特征在于：所述锅炉水补水口连接补水管道(5-1)，所述蒸汽出口连接蒸汽管道(5-2)，所述下环管(1-7)外部连接有补水循环进水管道(5-3)，补水管道(5-1)、蒸汽管道(5-2)及补水循环进水管道(5-3)上均设有自控阀(6)。

4.根据权利要求2所述的反应器高温自循环移热控制装置，其特征在于：所述上环管(1-4)与上管板(1-2)之间设有若干个喷淋管(1-3)，喷淋管(1-3)设置在冷却段筒体(1-5)的外侧壁上。

5.根据权利要求2所述的反应器高温自循环移热控制装置，其特征在于：各所述喷淋管(1-3)分别沿冷却段筒体(1-5)周向均匀分布，喷淋管(1-3)的管壁上均匀分布有若干的小孔(1-10)，喷淋管(1-3)向内伸至冷却段筒体(1-5)内部，使喷淋管(1-3)上的小孔(1-10)靠近上管板(1-2)下表面的中心位置。

6.根据权利要求1所述的反应器高温自循环移热控制装置，其特征在于：所述汽水分离器(2)的液位测量口上设有液位变送器(7)，汽水分离器(2)的测压口上设有压力变送器(8)。

技术总结
本发明公开了反应器高温自循环移热控制装置，包括反应器，反应器的上方连接有汽水分离器，汽水分离器顶部设置有锅炉水补水口、蒸汽出口、液位测量口、测压口；汽水分离器的下部设置有锅炉水出口，锅炉水出口通过下降管与反应器连接，下降管上设有自控阀，汽水分离器底部设置有汽水混合物进口，汽水混合物进口通过上升管与反应器连接。该装置无需消耗电能即可实现自循环移热，同时副产部分饱和蒸汽，大大降低了装置运行能耗。

技术研发人员：姚金辉,付林,安得宁,张睿,车怀智,李然,邰向阳
受保护的技术使用者：西安航天华威化工生物工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15