一种用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于甲基芳烃(甲苯、二甲苯等)液相氧化领域反应器。
【背景技术】
[0002]近年来，随着甲基芳烃下游产品市场需求量的日益增加，各大研发机构争相开发各种新型的芳烃生产工艺，如对二甲苯、邻二甲苯氧化酯化工艺。
[0003]由于此类反应工艺是强放热反应，生成物熔点较高，反应温度要求恒温，在反应过程中产物成半浆态，气液相接触面积受限，因此氧化剂(空气)在反应器内的分布会影响整个反应转化率和反应时间。
[0004]传统的浆态反应器一般采用带搅拌器的反应釜，搅拌反应釜通常是机械搅拌，搅拌器必须安装机械密封。由于搅拌器一般体积较大，存在制造偏心、动平衡失衡、机械密封使用周期短等缺点，需要频繁检维修。液相氧化反应一般是特种带压容器，如果采用机械密封使用寿命更短。同时，搅拌反应釜制造要求精度高，机械转动的特点要求搅拌器偏心度越小越好，如果偏心度大就会出现噪音大振动大，不能满足生产。
[0005]本实用新型即为了克服现有机械搅拌反应釜使用寿命短，制造精度要求高等问题，而开发的可广泛应用于甲基芳烃液相氧化设备。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是克服机械搅拌反应釜使用寿命短，制造精度要求高等问题。
[0007]为此，本实用新型提供了一种用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器，包括多段式塔体，所述塔体内底部设有带气孔的螺旋盘管，塔体内壁靠近塔底处焊接有用于放置螺旋盘管的管托；每段塔体上设有多条并联的取热水循环通道；
[0008]所述每条取热水循环通道包括设置在塔体内部的一条半环管取热管、焊接在塔体外部的进水竖直半管和出水竖直半管，半环管取热管左端与进水竖直半管上端连接，半环管取热管右端与出水竖直半管下端连接，
[0009]所述取热水循环通道还包括设置在塔体外的汽水分离器以及循环泵，每条出水竖直半管上端并联连接至汽水分离器进口、每条进水竖直半管下端并联连接至循环泵出口，汽水分离器出口与循环泵进口连接。
[0010]上述螺旋盘管上表面与下表面均设有气孔，气孔呈三角形排列。
[0011]上述气孔的直径为1-5 mm。
[0012]上述半环管取热管在塔体内呈弧形，弧度范围为0-180°。
[0013]上述塔体内由上到下垂直分布有多层半环管取热管，每层左右对称分布的两条半环管取热管构成。
[0014]本实用新型提供了一种用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器，该反应器的塔体外设有半管取热，塔内设有半环管取热，塔体内氧化风强制搅拌，循环液强制搅拌保持恒温反应。塔体内半环管取热管的两端分别与塔外进水竖直半管上端、出水竖直半管下端出水联通，竖直半管取热的同时也是半环管取热管的强制循环取热介质的通道，进水竖直半管供给取热介质，出水竖直半管导出取热介质，保证塔内环管取热介质循环。半管取热，克服了夹套取热对塔体的整体承受高压的不利因素，塔体壁厚可以适当减薄，导热性能增加，制造及运行成本降低。半环管取热能很好的消除热应力和制造偏差应力，并可以根据实际生产过程中反应强弱区域放热量来确定内盘管分布数量。
[0015]本设计中取消了机械搅拌器，延长了反应器运行周期，降低停工检维修成本；成为一种放热、恒温、长反应时间反应器，适用于半浆液态反应物料气液相反应。因此，本实用新型集成了压力容器、水的恒温汽化取热、气体和液体同时强制搅拌多项优点，综合一体。
[0016]以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
【附图说明】
[0017]图1是一种用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器塔体结构示意图。
[0018]图2是A-A剖面图。
[0019]图3是B-B剖面图。
[0020]图4是螺旋盘管结构示意图
[0021]1、塔体；2、气孔；3、螺旋盘管；4、管托；5、半环管取热管；6、进水竖直半管；7、出水竖直半管；8、汽水分离器；9、循环泵。
【具体实施方式】
[0022]实施例一:
[0023]为了克服现有技术中械搅拌反应釜使用寿命短，制造精度要求高缺陷，本实施例提供了一种图1、2、3、4所示的用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器，包括多段式塔体1，所述塔体I内底部设有带气孔2的螺旋盘管3，塔体I内壁靠近塔底处焊接有用于放置螺旋盘管3的管托4。空气从塔体I下部的空气进料口进入螺旋盘管3，空气从螺旋盘管3上、下表面的气孔2进入塔体I内，与液相反应物(邻二甲苯、邻甲基苯甲酸甲酯)自下而上逆向接触反应，同时上升空气还起到搅拌的作用，增加气液接触的均匀性和充分性。带气孔2的螺旋盘管3的设计，有效延长了反应器运行周期，降低停工检维修成本。
[0024]每段塔体I上设有多条并联的取热水循环通道，每条取热水循环通道包括设置在塔体I内部的一条半环管取热管5、焊接在塔体I外部的进水竖直半管6和出水竖直半管7，半环管取热管5左端与进水竖直半管6上端连接，半环管取热管5右端与出水竖直半管7下端连接。取热水循环通道还包括设置在塔体I外的汽水分离器8以及循环泵9，每条取热水循环通道的出水竖直半管7上端并联至汽水分离器8进口、进水竖直半管6下端并联至循环泵9出口，汽水分离器8出口与循环泵9进口连接。
[0025]反应器外壁垂直分布的进水竖直半管6和出水竖直半管7，管内是冷却水，半管分布有效降低水压对反应器壁的压强作用面积，作用力降低，减小反应器壁失稳变形，反应器壁厚度可以大幅度减小，壁厚减小同时传热性能提高，有利于反应热量的取出，保持反应器内恒温环境。
[0026]反应器半环管取热管5设计为弧形环管，环管可有效消除热形变产生的应力，制造不规则产生的应力，避免产生破坏性应力，创造反应器有良好的工况，保证长期运行。全塔共6个换热区，每个换热区根据实际生产情况设置不同的内盘管层数。
[0027]实施例二:
[0028]在实施例一基础上，本实施例提供的如图1、2、3、4所示的反应器，螺旋盘管3上表面与下表面均设有气孔2，且上表面气孔2数多于下表面气孔2数，气孔2呈三角形排列。气孔2大小和气体喷射速度需要严格控制，防止出现巨型气泡、气泡分布不均匀。本设备中气孔2的直径为1-5 mm。
[0029]半环管取热管5在塔体I内呈弧形，弧度范围为0-180°。塔体I内由上到下垂直分布有多层半环管取热管5，每层的半环管取热管5左右对称分布。半环管取热很好的消除热应力和制造偏差应力，并可以根据实际生产过程中反应强弱区域放热量来确定内盘管分布数量。
【主权项】
1.一种用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器，包括多段式塔体(I)，其特征在于:所述塔体(I)内底部设有带气孔(2)的螺旋盘管(3)，塔体(I)内壁靠近塔底处焊接有用于放置螺旋盘管(3)的管托(4);每段塔体(I)上设有多条并联的取热水循环通道； 所述每条取热水循环通道包括设置在塔体内部的一条半环管取热管(5)、焊接在塔体外部的进水竖直半管(6)和出水竖直半管(7)，半环管取热管(5)左端与进水竖直半管(6)上端连接，半环管取热管(5)右端与出水竖直半管(7)下端连接， 所述取热水循环通道还包括设置在塔体(I)外的汽水分离器(8 )以及循环泵(9 )，每条出水竖直半管(7 )上端并联连接至汽水分离器(8 )进口、每条进水竖直半管(6 )下端并联连接至循环泵(9)出口，汽水分离器(8)出口与循环泵(9)进口连接。
2.如权利要求1所述的用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器，其特征在于:所述螺旋盘管(3)上表面与下表面均设有气孔(2)，气孔(2)呈三角形排列。
3.如权利要求2所述的用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器，其特征在于:所述气孔(2)的直径为1-5 mm。
4.如权利要求1所述的用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器，其特征在于:所述半环管取热管(5)在塔体(I)内呈弧形，弧度范围为0-180°。
5.如权利要求1所述的用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器，其特征在于:所述塔体(I)内由上到下垂直分布有多层半环管取热管(5)，每层由左右对称分布的两个半环管取热管(5)构成。
【专利摘要】本实用新型克服了机械搅拌反应釜使用寿命短，制造精度要求高等问题。为此提供了用于甲基芳烃液相氧化反应的反应器，包括多段式塔体，塔体内底部设有带气孔的螺旋盘管，塔体内壁靠近塔底处焊接有用于放置螺旋盘管的管托；每段塔体上设有多条并联的取热水循环通道；取热水循环通道包括设置在塔体内部的一条半环管取热管、焊接在塔体外部的进水竖直半管和出水竖直半管，半环管取热管左端与进水竖直半管上端连接，半环管取热管右端与出水竖直半管下端连接，取热水循环通道还包括设置在塔体外的汽水分离器以及循环泵，每条取热水循环通道的出水竖直半管上端并联连接至汽水分离器进口、进水竖直半管下端并联连接至循环泵出口，汽水分离器出口与循环泵进口连接。
【IPC分类】C07C67-39, C07C69-80, B01J10-00, B01F13-02
【公开号】CN204412220
【申请号】CN201420749355
【发明人】徐杰, 罗万明, 高进, 金德浩, 石松, 王军峰, 田金光, 李润仙, 李鸿雄, 刘进平
【申请人】陕西延长石油（集团）有限责任公司炼化公司, 中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月4日