環管反應器夾套式彎頭及環管反應器的製作方法
2023-07-29 20:46:16
專利名稱：環管反應器夾套式彎頭及環管反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油化工專用機械裝備工程技術，特別是涉及一種環管反應器夾套式彎頭及環管反應器。
背景技術：
現有技術中，聚烯烴(如聚丙烯和聚乙烯)是通用的合成樹脂中產量和消費量最大的品種，聚烯烴通常的生產技術包括有三種即淤漿法，氣相法和溶液法。所謂淤漿法 (Slurry Process)又稱為漿液法或溶劑法工藝方法，是世界上最早的用於生產聚丙烯的工藝技術。淤漿法生產技術是生產HDPE的主要方法，該生產工藝方法為將丙烯或乙烯與烴溶劑混合，生產出的聚合物懸浮於溶劑中，漿液法的工業化應用時間較早，工藝技術成熟， 且生產過程中壓力、溫度較低。淤漿法採用的反應設備根據反應器形式，淤漿法採用的反應器可以分為攪拌釜式反應器和環管反應器兩種。其中，攪拌釜式反應器由於攪拌釜間歇操作時生成的聚合物分子量分布寬，共聚組分布不均，而且攪拌釜靠夾套傳熱，釜徑較大時傳熱面積不足，易因反應熱累積發生爆聚，從而使得攪拌釜式反應器大型化的發展較為困難。由於上述攪拌釜式反應器的弊端，影響了聚合物質量的均勻性和穩定性，並嚴重製約了單線規模。由此，人們為生產分子量分布窄、共聚組分分布均勻的聚合物並滿足裝置大型化的需求，提出了環管反應器。環管反應器主要用於石油化工中聚丙烯和聚乙烯的生產，也常見於石油化工中的泥漿冷卻器、丁烯冷卻器等生產工藝。現有技術中，通常的環管反應器，包括有根據產能大小設置的若干條直套管、以及對應的夾套連通管、彎頭和安裝支座，直套管包括有內管和外管，彎頭的端部與內管的端部依次串聯連接，連成用於反應物料的輸送及反應的連通流道，因聚合反應會產生熱量，因此在直套管的內管和外管之間形成夾套流道，夾套連通管與外管連接將夾套流道串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道，通過夾套流道內的冷卻物介質把反應熱帶走。安裝支座設置於外管，由於環管反應器為多基礎支承，即每條直套管都設置有與其相對應的安裝支座支承。 由此導致直套管的長度、軸線位置、方位、標高、間距等誤差，以及直套管平行度、法蘭垂直度、彎頭的製造誤差等諸多因素都會同時對環管安裝密封性能產生影響；並且環管反應器採用低溫鋼製造，對製造、焊接、熱處理的要求都較高。例如，30萬噸/年的生產聚丙烯的環管反應器的結構，如圖1所示，包括有六條各長為 50m、外徑為 710 mm 的直套管 Rl、R2、R3、R4、R5、R6，六個彎頭 Al、A2、A3、Bi、B2、B3 一一對應與直套管的內管依次串聯接接而形成一個循環整體的連通流道，五條夾套連通管 Cl、C2、C3、C4、C5和外管連接將夾套流道依次串聯成一個連通流道；冷卻介質由夾套流道的冷卻介質流入口 2A進入，至夾套流道的冷卻介質流出口 2F流出，六個安裝支座D1、D2、 D3、D4、D5、D6位於各直套管Rl、R2、R3、R4、R5、R6的下部。環管反應器的底部彎頭Bi、B2、 B3處設置有軸流泵，反應物料由反應物料流入口 IA進入環管反應器，在軸流泵的驅動下， 反應物料在直套管R1、R2、R3、R4、R5、R6內攪拌、循環，並在催化劑的作用下，進行反應形成漿狀的聚丙烯後，再由反應物料流出口 IB洩出，然後進入至造粒系統；該環管反應器坐落在Ilm高的平臺基礎上，整臺設備重約210噸。上述現有技術中的環管反應器中的彎頭，如圖2所示，沒有考慮到冷卻換熱問題， 然而，由於彎頭1截面大小與直套管的內管的截面大小相同，根據上述聚丙烯環管反應器的結構尺寸進行計算，彎頭1的換熱面積佔直套管的內管換熱面積的15. 1 %，因此，彎頭1 位置的冷卻換熱問題不容忽視。因此，針對現有技術的不足之處，亟需提供一種能夠增大換熱面積，提高換熱效果的環管反應器夾套式彎頭及環管反應器。
發明內容本實用新型的目的之一在於避免現有技術中的不足之處而提供一種能夠增大換熱面積，提高換熱效果的環管反應器夾套式彎頭。本實用新型的目的之二在於避免現有技術中的不足之處而提供一種環管反應器， 該環管反應器具有環管反應器夾套式彎頭，能夠增大換熱面積，提高換熱效果。本實用新型的目的之一通過以下技術方案實現本實用新型提供了一種環管反應器夾套式彎頭，包括有內彎頭和外夾套，所述外夾套設置於所述內彎頭外側，所述內彎頭與所述外夾套之間形成夾套間隙。其中，所述外夾套為圓心角是360°的外夾套，所述外夾套套設於所述內彎頭外側，並通過環向端板與所述內彎頭固定連接。其中，所述外夾套為圓心角是大於或者等於270°，並且小於360°的外夾套，所述外夾套套設於所述內彎頭外側，並通過環向端板和徑向封板與所述內彎頭固定連接。其中，所述內彎頭為90°的內彎頭。其中，所述內彎頭為180°的內彎頭，所述180°的內彎頭的彎曲半徑為4200mm 4800mm。其中，所述內彎頭為組合式的內彎頭，所述組合式的內彎頭包括有兩個90°的內彎頭和一個直管段，所述兩個90°的內彎頭分別連接設置於所述直管段的兩端。其中，所述直管段為長度小於或者等於Im的直管段。其中，所述內彎頭與所述外夾套之間的夾套間隙內設置有折流板。其中，所述折流板與所述內彎頭焊接連接。本實用新型的目的之二通過以下技術方案實現提供一種環管反應器，包括有直套管、夾套連通管、彎頭和安裝支座，所述直套管包括有內管和外管，所述彎頭的端部與所述內管的端部依次串聯連接，連成用於反應物料的輸送及反應的連通流道，所述內管和所述外管之間形成夾套流道，所述夾套連通管與所述外管連接將所述夾套流道串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道，所述安裝支座設置於所述外管，其中，所述彎頭為上述所述的環管反應器夾套式彎頭；並設置有彎頭夾套連通管， 所述彎頭夾套連通管與所述環管反應器夾套式彎頭中的外夾套連接將所述夾套間隙串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道。本實用新型的有益效果本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭，包括有內彎頭和外夾套，外夾套設置於內彎頭外側，內彎頭與外夾套之間形成夾套間隙。與現有技術相比，本實用新型的環管反應器夾套式彎頭區別於現有技術中的彎頭，對彎頭本身也進行冷卻換熱，使得換熱面積增大，換熱效果提高。本實用新型的一種環管反應器，包括有直套管、夾套連通管、彎頭和安裝支座，直套管包括有內管和外管，彎頭的端部與內管的端部依次串聯連接，連成用於反應物料的輸送及反應的連通流道，內管和外管之間形成夾套流道，夾套連通管與外管連接將夾套流道串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道，安裝支座設置於外管，其中，彎頭為上述的環管反應器夾套式彎頭；並設置有彎頭夾套連通管，彎頭夾套連通管與環管反應器夾套式彎頭中的外夾套連接將夾套間隙串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道。與現有技術相比，本實用新型的環管反應器採用上述環管反應器夾套式彎頭，能夠增大環管反應器的換熱面積，同時能夠提高換熱效果。
利用附圖對本實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本實用新型的任何限制，對於本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。圖1是現有技術中的環管反應器的結構示意圖。圖2是現有技術中的環管反應器的彎頭的結構示意圖。圖3是本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭的實施例1的結構示意圖。圖4是圖3的「A——A」截面的放大結構示意圖。圖5是本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭的實施例2的結構示意圖。圖6是圖5的「B——B」截面的放大結構示意圖。圖7是本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭的實施例4的結構示意圖。圖8是本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭的實施例5的結構示意圖。在圖1和圖2中包括有R1、R2、R3、R4、R5、R6-直套管、A1、A2、A3、B1、B2、B3-彎頭、C1、C2、C3、C4、C5——夾套連通管、D1、D2、D3、D4、D5、D6——安裝支座、2A——夾套流道的冷卻介質流入口、2F——夾套流道的冷卻介質流出口、IA——反應物料流入口、IB——反應物料流出口、1——彎頭。在圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8中包括有11——內彎頭、12——外夾套、13—— 環向端板、14——徑向封板、15——夾套間隙、16——折流板、2——接管、3——法蘭、L—— 長度。
具體實施方式
結合以下實施例對本實用新型作進一步描述。實施例1[0045]本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭的具體實施方式
之一，如圖3和圖4所示，包括有內彎頭11和外夾套12，外夾套12設置於內彎頭11的外側，內彎頭11與外夾套 12之間形成夾套間隙15。本實用新型的環管反應器夾套式彎頭區別於現有技術中的彎頭， 對彎頭本身也進行冷卻換熱，使得換熱面積增大，換熱效果提高。具體的，外夾套12為圓心角是360°的外夾套12，外夾套12套設於內彎頭11的外側，並通過環向端板13與內彎頭11固定連接。其中，固定連接採用焊接的方式。具體的，內彎頭11為組合式的內彎頭11，組合式的內彎頭11包括有兩個90°的內彎頭11和一個直管段，兩個90°的內彎頭11分別連接設置於直管段的兩端。具體的，直管段為長度L小於或者等於Im的直管段。內彎頭11的一端通過設置的法蘭3與直套管的內管連接，其另一端直接與直套管的內管焊接連接。具體的，內彎頭11與外夾套12之間的夾套間隙15內設置有折流板16。折流板 16能夠避免夾套間隙15內的冷缺水走短路流程，同時折流板16對內彎頭11是一種加強作用。折流板16可以為環形的折流板16，還可以是螺旋形的折流板16，能夠引導流體產生螺旋流，打破層流，有利於提高換熱效果。另，折流板16在夾套間隙15內呈等距離間隔設置。有利於換熱均勻，同時節省材料。具體的，折流板16與內彎頭11焊接連接。折流板16優選焊接於內彎頭11的內拱的一側。實施例2本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭的具體實施方式
之二，如圖5和圖6所示，本實施例的主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1 中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例1的區別在於，外夾套12為圓心角是大於或者等於270°，並且小於360°的外夾套12，外夾套12套設於內彎頭11的外側，並通過環向端板13和徑向封板14與內彎頭11固定連接。這種結構在同樣起到換熱效果的同時， 還有利於節省材料和降低成本。另，外夾套12可以通過設置在外夾套12上的接管2，與彎頭夾套連通管(圖中未畫出)連通，從而實現彎頭的冷卻換熱，彎頭的夾套間隙15內的冷卻介質的流動方向與內彎頭 11內的反應物料的輸送方向相反。實施例3本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭的具體實施方式
之三，本實施例的主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例1的區別在於，內彎頭為180°的內彎頭11，180°的內彎頭的彎曲半徑為4200mm 4800mm。實施例4本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭的具體實施方式
之四，如圖7所示，本實施例的主要技術方案與實施例3相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例3中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例3的區別在於，外夾套12為圓心角是大於或者等於270°，並且小於360°的外夾套12，外夾套12套設於內彎頭11的外側，並通過環向端板13和徑向封板14 (可參照圖6所示)與內彎頭11固定連接。[0059]另，外夾套12可以通過設置在外夾套12上的接管2，與彎頭夾套連通管(圖中未畫出)連通，從而實現彎頭的冷卻換熱，彎頭的夾套間隙15內的冷卻介質的流動方向與內彎頭 11內的反應物料的輸送方向相反。實施例5本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭的具體實施方式
之五，如圖8所示，本實施例的主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例1的區別在於，內彎頭11為90°的內彎頭11。實施例6本實用新型的一種環管反應器夾套式彎頭的具體實施方式
之六，本實施例的主要技術方案與實施例5相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例5中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例5的區別在於，外夾套為圓心角是大於或者等於270°，並且小於360°的外夾套，外夾套套設於內彎頭的外側，並通過環向端板和徑向封板與內彎頭固定連接。實施例7本實用新型的一種環管反應器的具體實施方式
之一，包括有直套管、夾套連通管、 彎頭和安裝支座，直套管包括有內管和外管，彎頭的端部與內管的端部依次串聯連接，連成用於反應物料的輸送及反應的連通流道，內管和外管之間形成夾套流道，夾套連通管與外管連接將夾套流道串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道，安裝支座設置於外管，其中，彎頭為實施例1中所述的環管反應器夾套式彎頭；並設置有彎頭夾套連通管，彎頭夾套連通管與環管反應器夾套式彎頭中的外夾套連接將夾套間隙串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道。本實用新型的環管反應器本身既是反應類壓力容器，又具備套管換熱器的性能， 還是設備框架、平臺的支持鋼柱，結構高大，配合精密；適用於石油化工中的聚乙烯、聚丙烯的生產，而且還適用於石油化工領域中的泥漿冷卻器、丁烯冷卻器等生產工藝上，同時其附屬的換熱功能也可適用於煤化工、化肥、空調、空冷、電力設施裝備等的熱交換設備。實施例8本實用新型的一種環管反應器的具體實施方式
之二，本實施例的主要技術方案與實施例7相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例7中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例7的區別在於，彎頭為實施例2中的環管反應器夾套式彎頭。實施例9本實用新型的一種環管反應器的具體實施方式
之三，本實施例的主要技術方案與實施例7相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例7中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例7的區別在於，彎頭為實施例3中的環管反應器夾套式彎頭。實施例10本實用新型的一種環管反應器的具體實施方式
之四，本實施例的主要技術方案與實施例7相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例7中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例7的區別在於，彎頭為實施例4中的環管反應器夾套式彎頭。實施例11本實用新型的一種環管反應器的具體實施方式
之五，本實施例的主要技術方案與實施例7相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例7中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例7的區別在於，彎頭為實施例5中的環管反應器夾套式彎頭。實施例12本實用新型的一種環管反應器的具體實施方式
之六，本實施例的主要技術方案與實施例7相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例7中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例7的區別在於，彎頭為實施例6中的環管反應器夾套式彎頭。最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實用新型保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和範圍。
權利要求1.一種環管反應器夾套式彎頭，其特徵在於包括有內彎頭和外夾套，所述外夾套設置於所述內彎頭外側，所述內彎頭與所述外夾套之間形成夾套間隙。
2.根據權利要求1所述的環管反應器夾套式彎頭，其特徵在於所述外夾套為圓心角是360°的外夾套，所述外夾套套設於所述內彎頭外側，並通過環向端板與所述內彎頭固定連接。
3.根據權利要求1所述的環管反應器夾套式彎頭，其特徵在於所述外夾套為圓心角是大於或者等於270°並且小於360°的外夾套，所述外夾套套設於所述內彎頭外側，並通過環向端板和徑向封板與所述內彎頭固定連接。
4.根據權利要求1所述的環管反應器夾套式彎頭，其特徵在於所述內彎頭為90°的內彎頭。
5.根據權利要求1所述的環管反應器夾套式彎頭，其特徵在於所述內彎頭為180°的內彎頭，所述180°的內彎頭的彎曲半徑為4200mm 4800mm。
6.根據權利要求1所述的環管反應器夾套式彎頭，其特徵在於所述內彎頭為組合式的內彎頭，所述組合式的內彎頭包括有兩個90°的內彎頭和一個直管段，所述兩個90°的內 >彎頭分別連接設置於所述直管段的兩端。
7.根據權利要求6所述的環管反應器夾套式彎頭，其特徵在於所述直管段為長度小於或者等於Im的直管段。
8.根據權利要求1所述的環管反應器夾套式彎頭，其特徵在於所述內彎頭與所述外夾套之間的夾套間隙內設置有折流板。
9.根據權利要求8所述的環管反應器夾套式彎頭，其特徵在於所述折流板與所述內彎頭焊接連接。
10.一種環管反應器，包括有直套管、夾套連通管、彎頭和安裝支座，所述直套管包括有內管和外管，所述彎頭的端部與所述內管的端部依次串聯連接，連成用於反應物料的輸送及反應的連通流道，所述內管和所述外管之間形成夾套流道，所述夾套連通管與所述外管連接將所述夾套流道串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道，所述安裝支座設置於所述外管，其特徵在於所述彎頭為權利要求1至9中任一項所述的環管反應器夾套式彎頭；並設置有彎頭夾套連通管，所述彎頭夾套連通管與所述環管反應器夾套式彎頭中的外夾套連接將所述夾套間隙串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道。
專利摘要一種環管反應器夾套式彎頭及環管反應器，夾套式彎頭包括內彎頭和外夾套，外夾套設於內彎頭外側，內彎頭與外夾套之間形成夾套間隙；環管反應器，包括直套管、夾套連通管、彎頭和安裝支座，直套管包括內管和外管，彎頭的端部與內管的端部依次串聯連接，連成用於反應物料的輸送及反應的連通流道，內管和外管之間形成夾套流道，夾套連通管與外管連接將夾套流道串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道，安裝支座設於外管，彎頭為上述環管反應器夾套式彎頭；並設置有彎頭夾套連通管，彎頭夾套連通管與外夾套連接將夾套間隙串聯成用於輸送冷卻介質的連通流道。本實用新型的環管反應器採用上述環管反應器夾套式彎頭，具有增大換熱面積、提高換熱效果的特點。
文檔編號B01J19/00GK202010549SQ201120121760
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者陳孫藝 申請人:茂名重力石化機械製造有限公司