[发明专利]环管反应器的建造方法

说明书

本发明的环管反应器的建造方法，包括以下步骤：环境预判步骤：预判待安装地区的经常性风向；反应器预判步骤：根据多条直套管的排列方式，进而确定多条直套管横向投影面积较小的方向为迎风向，或确定所述立体框架抗倒弯矩较大的方向为迎风向；安装步骤：把所述立体框架固定于待安装区域，并且使得迎风向朝向经常性风向。本发明在建造中结合了使用环境的经常性风向，减少了使用环境的风力对环管反应器的影响，提高整体结构的抗倾倒能力，保持反应器整体结构稳定性，能够满足高耸结构的强度和稳定性要求，延长设备的使用寿命。

技术领域

本发明涉及机械装备工程中的石油化工专用装备的建造技术领域，具体涉及环管反应器的建造方法。

背景技术

聚丙烯和聚乙烯是通用合成树脂中产量和消费量最大的品种，它们的生产技术有三种：浆液聚合、气相聚合和溶液聚合。淤浆法技术是主要方法，根据反应器形式可以分为搅拌釜式和环管反应器。

环管反应器如图1所示，由若干条直套管、夹套连通管(C1～C5)、弯头、安装支座和连接梁等组成，其中每两条直管筒体和两个弯管组成一个循环。主要由六条直套管式筒体(R1、R2、......R6)、五个180°大弯头(A1、A2、A3、B1、B2)、一个90°弯头B3顺次联接而形成一个循环整体，坐落在较高的平台基础上。环管底部弯头处设有轴流泵，反应物料由1A处进入环管反应器，在轴流泵的驱动下在管内搅拌、循环，在催化剂的作用下反应形成浆状聚丙烯，由1B处泄出进入造粒系统；夹套间彼此有五条夹套连通管相连，夹套内的冷却水通过间壁把内管里反应放出的热量带走，维持反应工艺的正常运行。

因聚合反应会产生热量，因此通过夹套内的冷缺水把反应热带走，直套管的外管上设置有波形膨胀节、安装支座(D1～D6)及支梁座，弯头上没有套管，弯头通过法兰连在直套管的内管两端把直套管窜连成一个流程整体，夹套连通管把直套管的夹套窜连成一个流程整体，连接梁通过螺栓与支梁座连接，把直套管组合成一个立体框架。环管反应器为多基础支承，即每条直套管各有自己的安装支座，直套管的长度、轴线位置、方位、标高、间距等的误差，以及直套管平行度、法兰垂直度、弯管的制造误差等诸多因素会同时对环管安装密封性能产生影响。环管反应器的安装可分为直立式和斜立式两种，后者的占地面积稍大一些，其整体结构相对于前者更稳定。

随着石油资源的匮乏，为适应市场对乙烯专用料的巨大需求和发展，对环管反应器设备的结构、产能、质量均提出了新的更苛刻的要求，化工企业期望通过高产能的规模效应来降低成本，提高价格的市场竞争力。但是循环反应器设计制造技术要求高，而环管反应器设备国产化23年来，其基本的整体结构形式没有根本改善：对于直立式安装的4条直套管，其排列方式是2排2列的正方形排列结构；对于直立式安装的6条直套管，其排列方式是2排3列的排列结构；对于直立式安装的8条直套管，其排列方式是2排4列的排列结构；对于直立式安装的12条直套管，其排列方式是2排6列的排列结构。

目前的环管反应器结构在增高扩能或者改造升级上存在如下不足之处：

第一个问题，是直套管的安装排列方式为长方形的排列结构，随着直套管高度的增加达到甚至超过60m，高耸钢结构在风和地震等动载荷垂直于排列结构长边作用下，其强度和稳定性较难保证。如果依靠增加套管的壁厚来提高强度不但会提高设备成本，还会造成间壁传热困难并增加热应力；如果通过斜立式安装来提高整体结构的稳定性，又会增加占地面积，装置投资成本增大。

第二个问题，是随着石油化工企业生产经营的调整，厂区内新建装置增加，需要对装置占地布局做出调整，需要聚烯烃反应器直套管的排列方式具有灵活调整的功能，而原有的反应器直套管仅限于某一种固定的排列方式。

第三个问题，是随着世界各地及当地季节性气候的变化，原有的反应器直套管仅限于某一种固定的排列方式，反应器产品在现场安装时不具有广泛通用性，限制了反应器产品的出口贸易。