多区循环气相反应器的制作方法

本实用新型属于石油化工设备领域，更具体地，涉及一种多区循环气相反应器。

背景技术：

目前聚烯烃装置的气相反应器多为流化床反应器或搅拌釜反应器，现有的反应器在生产操作过程中，一方面预聚物的反应时间不好控制，生产的聚合物质量均匀性差，质量控制性差；另一方面，气固两相混合物在反应器内高速流动易产生振动，振动幅度过大，导致反应器破坏，小的振动幅度，也会影响反应器的使用寿命。

因此，期待开发一种能够提高产品质量均匀性，并限制反应器随机振动的反应器，以实现安全平稳生产。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多区循环气相反应器，通过反应器的多个区内物料的气固比例不同，使物料在反应器内实现循环反应，提高产品质量的均匀性，并解决气相反应器内气固两相高速流动引起的振动问题。

为了实现上述目的，本发明提出一种多区循环气相反应器，包括：

提升区，所述提升区的侧壁设有预聚物/催化剂入口；

第一回流弯头区，所述第一回流弯头区的一端连接于所述提升区的底部，另一端设有气相入口；

沉降区，所述沉降区的顶部设有气相出口，底部设有固相出口；

第二回流弯头区，所述第二回流弯头区的一端连接于所述提升区的顶部，另一端连接于所述沉降区的上部；

第三回流弯头区，所述第三回流弯头区的一端连接于所述沉降区的底部，另一端连接于所述提升区的下部。

优选地，所述提升区和所述沉降区均沿竖直方向设置。

优选地，还包括钢结构框架，所述多区循环气相反应器固定于所述钢结构框架上。

优选地，所述第一回流弯头区的外壁设有多个第一阻尼器，所述第一阻尼器的一端与所述第一回流弯头区连接，另一端与所述钢结构框架连接；和/或

所述第二回流弯头区的外壁设有多个第二阻尼器，所述第二阻尼器的一端与所述第二回流弯头区连接，另一端与所述钢结构框架连接。

优选地，还包括多个挡块，所述多个挡块分别设置于所述第一回流弯头区、所述提升区、所述第二回流弯头区、所述沉降区的外壁，且每个所述挡块连接于所述钢结构框架。

优选地，所述沉降区和所述提升区的外壁设有刚性环耳座，所述刚性环耳座设置于靠近所述多区循环气相反应器的操作重心处，所述刚性环耳座与所述钢结构框架连接。

优选地，所述第一回流弯头区为180°回流弯头区，所述气相入口的轴线与所述提升区的轴线平行；和/或

所述第二回流弯头区为270°回流弯头区，所述沉降区的上部侧壁设有侧侧切向口，所述第二回流弯头区的所述另一端连接于所述侧切向口。

优选地，所述第三回流弯头区的所述一端通过蝶阀连接于所述沉降区的底部，且所述第三回流弯头区的所述一端的侧壁设有反吹气入口。

优选地，在所述反吹气入口的下方，沿所述第三回流弯头区的内壁设有多个反吹分布板，所述反吹分布板为弧形，且所述反吹分布板的曲率大于所述第三回流弯头区的曲率。

优选地，所述固相出口为多个，多个所述固相出口沿所述沉降区的轴线方向依次设置于所述沉降区的底部侧壁上。

本发明提供的有益效果在于：

1、通过依次连接的第一回流弯头区、提升区、第二回流弯头区、沉降区和第三回流弯头区，组成多区循环气相反应器，物料在反应器内循环以控制反应时间，同时将第三回流弯头区内的气相混合物重新进入提升区，使气相混合物重新进行循环反应，提高聚合物产量，更好的控制产品质量，保证产品的均匀性。

2、采用钢结构框架支撑反应器，并在第一回流弯和第二回流弯处分别设置第一阻尼器和第二阻尼器，第一阻尼器和第二阻尼器的一端分别与第一回流弯头区和第二回流弯头区连接，另一端与钢结构框架连接，同时在反应器的各部件外壁上设置挡块，通过挡块将反应器连接到钢结构框架上，改变生产时反应器的自振周期，避免反应器内物料高速流动引起的振动，防止反应器产生共振，实现安全平稳生产。

3、第三回流弯头区通过蝶阀与沉降区的底部连接，且第三回流弯头区的一端侧壁设有反吹气入口，生产操作过程中，可通过蝶阀调整反应料位高度，从而调整反应器的自振频率与钢结构框架的自振周期错开，进一步达到减振的目的。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型一个实施例中的多区循环气相反应器的结构示意图。

附图标记说明：

1、气相入口；2、挡块；3、第一阻尼器；4、反吹分布板；5、预聚物/催化剂入口；6、刚性环耳座；7、气相出口；8、侧切向口；9、反吹气进口；10、第一回流弯头区；11、提升区；12、第二回流弯头区；13、沉降区；14、蝶阀；15、第三回流弯头区；16、固相出口；17、第二阻尼器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的优选实施例。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型，而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本实用新型的实施例提供一种多区循环气相反应器，包括：

提升区，提升区的侧壁设有预聚物/催化剂入口；第一回流弯头区，第一回流弯头区的一端连接于提升区的底部，另一端设有气相入口；沉降区，沉降区的顶部设有气相出口，底部设有固相出口；第二回流弯头区，第二回流弯头区的一端连接于提升区的顶部，另一端连接于沉降区的上部；第三回流弯头区，第三回流弯头区的一端连接于沉降区的底部，另一端连接于提升区的下部。

第一回流弯头区、提升区、第二回流弯头区、沉降区和第三回流弯头区依次连接，组成多区循环反应器，使得物料在反应器内不同区内循环以控制反应时间，同时将第三回流弯头区内的气相混合物重新进入提升区进行循环反应，从而减少过渡料，提高聚合物产量，简化工艺流程，更好的控制产品质量，使产品具有更好的均匀性和良好的质量控制。

具体地，高速气相物料从气相入口进入反应器，经过第一回流弯头区改变气速方向向上，进入提升区内同预聚物/催化剂入口进入的预聚物及催化剂混合，带动混合物高速向上流动，气固两相混合物高速流入第二回流弯头区，通过第二回流弯头区改变混合物方向，旋转切向向下进入沉降区，气固两相物料在旋流离心力的作用下密相旋流向下流动，并不断反应聚合，未反应的气相通过顶部气相出口流出。

作为优选方案，提升区和沉降区均沿竖直方向设置。

具体地，提升区和沉降区竖向平行设置，使气相物料与预聚物及催化剂充分反应，产生的气固两相混合物从提升区改变流速方向后，进入沉降区，提高聚合物产量。

作为优选方案，还包括钢结构框架，多区循环气相反应器固定于钢结构框架上。采用钢结构框架支撑反应器，减小反应器的振动问题，实现聚合物的安全平稳生产。

作为优选方案，第一回流弯头区的外壁设有多个第一阻尼器，第一阻尼器的一端与第一回流弯头区连接，另一端与钢结构框架连接；和/或第二回流弯头区的外壁设有多个第二阻尼器，第二阻尼器的一端与第二回流弯头区连接，另一端与钢结构框架连接。

具体地，物料在反应器内高速回流时，气固两相相互作用，容易在第一回流弯头区和第二回流弯头区处产生振动，在第一回流弯头区和第二回流弯头区的外壁分别设置多个第一阻尼器和多个第二阻尼器，通过第一阻尼器和第二阻尼器的一端分别与第一回流弯头区和第二回流弯头区连接，另一端与钢结构框架连接，通过第一阻尼器和第二阻尼器吸收由于气固两相流速方向改变而引起的振动。

更为优选地，第一回流弯头区和第二回流弯头区的外壁上，每π/2弧度设置一处阻尼器。

作为优选方案，还包括多个挡块，多个挡块分别设置于第一回流弯头区、提升区、第二回流弯头区、沉降区的外壁，且每个挡块连接于钢结构框架。

沿反应器的各部件外壁均匀布设置挡块，将第一回流弯头区、提升区、第二回流弯头区、沉降区通过挡块固定于钢结构框架上，将反应器受到的风载、地震载荷、以及反应器气固两相的流动载荷传递到钢结构框架上，减少反应器的振动。

作为优选方案，沉降区和提升区的外壁设有刚性环耳座，刚性环耳座设置于靠近多区循环气相反应器的操作重心处。

多区循环气相反应器的操作重心是指反应器处于工作状态、内部循环有物料时的重心，不同与循环反应器处于未工作状态、内部无物料循环的重心，刚性环耳座设置于靠近多区循环气相反应器的操作重心处，有利于气相反应器工作时提升区和沉降区的平稳运行，减小物料在提升区和沉降区高速流动时产生的振动。

作为优选方案，第一回流弯头区为180°回流弯头区，气相入口的轴线与提升区的轴线平行；和/或第二回流弯头区为270°回流弯头区，沉降区的上部侧壁设有侧切向口，第二回流弯头区的另一端连接于侧切向口。

具体地，高速气相物料从气相入口进入第一回流弯头区，经过180°回流弯头区后改变气速方向向上，进入提升区，气相物料在提升区内筒预聚物进口进入的预聚物及催化剂混合，气固两相混合物高速流入顶部第二回流弯头区，通过第二回流弯头区的270°回流改变气固混合物的流动方向，旋转向下的通过沉降区的侧切向口进入沉降区，气固两相物料在旋流离心力的作用下密相旋流向下流动，并不断反应聚合。

第二回流弯头区沿其弯头区内部轴线插入沉降区侧壁内，与沉降区的轴线相交，第二回流弯头区与沉降区的侧壁连接处形成侧切向口，保证沉降区与第二回流弯头区连接的密闭性，同时气固混合物料通过第二回流弯头区旋流转向后，顺势进入沉降区内，有利于气固混合物料在沉降区下落并不断反应。

更为优选地，沉降区的顶部的气相出口设置于侧切向口的上部，便于将未反应的气相从沉降区顶部的气相出口流出。

作为优选方案，第三回流弯头区的一端通过蝶阀连接于沉降区的底部，且第三回流弯头区的一端的侧壁设有反吹气入口。

具体地，生产操作过程中，可通过蝶阀调整反应生产的固相料位高度，从而调整反应器的自振频率与钢结构框架的自振周期错开，达到减振的目的。

作为优选方案，在反吹气入口的下方，沿第三回流弯头区的内壁设有多个反吹分布板，反吹分布板为弧形，且反吹分布板的曲率大于第三回流弯头区的曲率。

具体地，部分固相物料通过蝶阀流入第三回流弯头区内，由于固相物料粘度较大，流动性差，通过反吹气入口通过气相物料，逐步将第三回流弯头区内的固相混合物吹入提升区，与提升区内的气相混合，重新进行循环反应。

更为优选地，反吹分布板的两端与第三回流弯头区的内壁光滑连接，确保固相物在第三回流弯头区内流动顺畅。

具体地，反吹分布板为弧形，均布于第三回流弯头区的内壁下方，反吹分布板的曲率大于第三回流弯头区的曲率，便于将进入第三回流弯头区的固相物料吹入提升区。

作为优选方案，固相出口为多个，多个固相出口沿沉降区的轴线方向依次设置于沉降区的底部侧壁上，固相物料通过固相出口流出，根据反应器自振频率调整固相料位的高度。

实施例

图1示出了本实用新型一个实施例中的多区循环气相反应器的结构示意图。

如图1所示，根据本实施例的一种多区循环气相反应器，包括：

提升区11，提升区11的侧壁设有预聚物/催化剂入口5；第一回流弯头区10，第一回流弯头区10的一端连接于提升区11的底部，另一端设有气相入口1，第一回流弯头区10为180°回流弯头区，气相入口1的轴线与提升区11的轴线平行；沉降区13，沉降区13的顶部设有气相出口7，底部设有固相出口16；第二回流弯头区12，第二回流弯头区12的一端连接于提升区11的顶部，另一端连接于沉降区13的上部，第二回流弯头区12为270°回流弯头区，沉降区13的上部侧壁设有侧切向口8(侧切向口8如图1所示的第二回流弯头区与沉降区连接处)，第二回流弯头区12的另一端连接于侧切向口8；第三回流弯头区15，第三回流弯头区15的一端连接于沉降区13的底部，另一端连接于提升区11的底部。提升区11和沉降区13均沿竖直方向设置。

还包括钢结构框架(未示出)，多区循环气相反应器固定于钢结构框架上。第一回流弯头区10的外壁设有多个第一阻尼器3，第一阻尼器3的一端与第一回流弯头区10连接，另一端与钢结构框架连接；第二回流弯头区12的外壁设有多个第二阻尼器17，第二阻尼器17的一端与第二回流弯头区12连接，另一端与钢结构框架连接。

还包括多个挡块2，多个挡块2分别设置于第一回流弯头区10、提升区11、第二回流弯头区12、沉降区13的外壁，且每个挡块2连接于钢结构框架。沉降区13和提升区11的外壁设有刚性环耳座6，刚性环耳座6设置于靠近多区循环气相反应器的操作重心处，刚性环耳座6与钢结构框架连接。

第三回流弯头区15的一端通过蝶阀14连接于沉降区13的底部，且第三回流弯头区15的一端的侧壁设有反吹气入口9。在所述反吹气入口9的下方，沿所述第三回流弯头区5的内壁设有多个反吹分布板4，所述反吹分布板4为弧形，且所述反吹分布板4的曲率大于所述第三回流弯头区15的曲率。固相出口16为多个，多个固相出口16沿沉降区13的轴线方向依次设置于沉降区13的底部侧壁上。

该循环反应器生产操作过程中，气相物料从气相入口高速进入反应器，经过180°的第一回流弯头区后，改变气速方向向上进入提升区11，在提升区内预聚物/催化剂入口5进入的预聚物及催化剂混合，带动混合物高速向上流动，气固两相混合物高速流入270°的第二回流弯头区12，通过第二回流弯头区12改变混合物流向，旋转切向下进入沉降13的侧切向口8，气固两相物料在旋流离心力的作用下密相旋流向下流动，并不断反应聚合，未反应的气相通过顶部气相出口7流出，反应生成的固相物料通过蝶阀14上部的固相出口16排出，部分固相物料通过蝶阀14流入第三回流弯头区15内，从反向吹气口9通入气相物料，将第三回流弯头区内的固相物料吹入提升区11，同提升区11重新进行循环反应。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。