[实用新型]一种具有锥形夹套的环管反应器

说明书

本实用新型的一种具有锥形夹套的环管反应器，包括直套管、夹套连通管、弯头和安装支座，直套管包括内管和外管，弯头将多条内管依次串联连通，从而形成用于输送反应物料的连通流道；夹套连通管位于弯头处与外管连接，从而将内管与外管之间的空间串联成用于输送冷却介质的连通流道；安装支座将直套管分为上管段和下管段，上管段和/或下管段的靠近安装支座之处设有朝外扩张的锥形段。锥形段增大了直套管的抗倾倒弯矩的能力，增大了内部流道空间，弥补连接内管与外管的筋板所占用的空间，还可提高高耸设备结构的稳定性，整体结构功能更优良的特点。夹套内部足够大的流道空间，有利于降低结构的温差热应力，延长反应器的寿命。

技术领域

本实用新型涉及石油化工专用机械装备技术领域，具体涉及一种具有锥形夹套的环管反应器。

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。

传统的环管反应器如图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。

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。随着产能规模的进一步扩大，上述现有技术中的环管反应器，由于直套管采用一体的细长竖直结构，所以当直套管的长度超过60米甚至达到70米时，将会出现以下的不足之处：

一方面，环管反应器的操作弹性随之变窄，实际运行参数对产品质量的影响更加敏感，而另一方面，更高大的整体结构对安装支座的综合受力性能更加苛刻，结构更复杂庞大，连接内管与外管成为一体的筋板更加粗厚，焊缝脚高尺寸更大，占用了有限的夹套空间。这一矛盾使得安装支座所在的一段有限长度的夹套内冷却水的流通面积难以满足冷却所需流量，反应正常进行的要求常被打破，其运作功能越来越难保证。

综上所述，为迅速适应目前石油化工新建、扩建中对高产能大结构的环管反应器大量需求的市场环境，满足传统环管反应器的增容、扩能、升级，以及聚丙烯产能达40万吨/年以上的高产能的需求，开发新结构的高产能的环管反应器，在工业上和经济上具有深远和重大的意义。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种具有锥形夹套的环管反应器，能够增大流道空间，提高介质冷却效果，延长反应器使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：