一种氯乙烯合成转化用触媒高效干燥活化反应器

摘要

本发明提供了一种氯乙烯合成转化用触媒高效干燥活化反应器，包括壳体、上封头和下封头，壳体内腔中部竖直设有输气管，壳体与输气管围合形成的环形腔体内填充若干换热管，换热管沿圆周均匀分布并沿径向错位排列为多层，换热管为U形，壳体上均匀开设有多个连接孔，换热管的U形开口端与连接孔一一插接配合并与壳体焊接固定；壳体外焊接固定有夹套，夹套上设有蒸汽进口，蒸汽进口连通蒸汽源，蒸汽通过连接孔在夹套和换热管之间流通，壳体底部设有多个氮气管道，氮气管道伸入壳体内腔并连通输气管以将氮气输送至输气管内，上封头顶部设有进料口，下封头底部设有出料口。本发明能快速脱除触媒中的水分，提高了触媒的活性，减少了资源浪费。

说明书

技术领域

本发明涉及氯乙烯合成用催化剂技术领域，尤其涉及一种氯乙烯合成转化用触媒高效干燥活化反应器。

背景技术

在生产氯乙烯过程中，合成转化器是其中的关键设备，氯乙烯合成转化器是一种大型列管式换热器，列管内装满以活性炭为载体的氯化高汞催化剂，乙炔和氯化氢的混合气体在列管内经过催化剂的催化而合成氯乙烯。

传统工艺采用氮气吹扫置换来保持干燥，然后再用氯化氢气体对催化剂活化，但是氯化氢气体与水分子会形成酸水，造成列管腐蚀，当混合气体里面的水分大于0.06％时，列管中将引起比较严重的氢去极化反应，这样就会使列管严重受蚀，引起氯化汞升华，触媒失活，副反应大，降低了转化器的生产能力，且影响触媒使用周期及转化率，直接影响转化器的使用寿命，而且列管空间小，干燥时间长。因此急需一种快速脱除催化剂水分并活化催化剂的装置。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种氯乙烯合成转化用触媒高效干燥活化反应器，其解决了现有技术中存在的触媒在列管中干燥空间小，干燥时间长，易造成列管腐蚀的问题。

根据本发明的实施例，一种氯乙烯合成转化用触媒高效干燥活化反应器，其包括壳体、上封头和下封头，所述壳体内腔中部竖直设有输气管，所述输气管底部和顶部均封闭且输气管的管壁上开设若干气孔；

所述壳体与输气管围合形成的环形腔体内填充若干换热管，所述换热管沿圆周均匀分布并沿径向错位排列为多层，所述换热管为U形，所述壳体上均匀开设有多个连接孔，换热管的U形开口端与所述连接孔一一插接配合并与壳体焊接固定；

所述壳体外焊接固定有夹套，夹套上设有蒸汽进口，所述蒸汽进口连通蒸汽源，蒸汽通过连接孔在夹套和换热管之间流通，所述壳体底部设有多个氮气管道，所述氮气管道伸入壳体内腔并连通输气管以将氮气输送至输气管内，所述上封头顶部设有进料口，下封头底部设有出料口。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

通过设置换热管和夹套，蒸汽源持续供给蒸汽，蒸汽从蒸汽进口进入到夹套内，并经连接孔进入到换热管，换热管散发热量对壳体内的触媒进行干燥，使得水分子蒸发，同时通过输气管和氮气管道实现氮气的持续供给，采用低含湿率(含湿0.01％)的氮气作为干燥介质，具有较大载湿能力，本反应器装载容量大，且能快速脱除触媒中的水分，提高触媒的活性，从而进一步提高氯乙烯过合成转化器的转化效率。

附图说明

图1为本发明实施例的主体结构示意图。

图2为本发明中换热管的分布示意图。

图3为本发明中环管的安装结构示意图。

上述附图中：1、壳体；10、输气管；11、换热管；12、氮气管道；13、导流管；14、筋板；15、水平板；16、扁钢；17、气体回收管；18、上盖；2、上封头；20、进料口；3、下封头；30、出料口；31、分布锥；32、排酸口；33、蒸汽盘管；4、夹套；40、蒸汽进口；41、蒸汽管道；42、冷凝液出口；5、环管；50、连接板；51、纵板；52、横板；53、圆弧部。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

如图1所示，本发明实施例提出了一种氯乙烯合成转化用触媒高效干燥活化反应器，包括壳体1、上封头2和下封头3，所述壳体1内腔中部竖直设有输气管10，所述输气管10底部和顶部均封闭且输气管10的管壁上开设若干气孔；

所述壳体1与输气管10围合形成的环形腔体内填充若干换热管11，所述换热管11沿圆周均匀分布并沿径向错位排列为多层，所述换热管11为U形，所述壳体1上均匀开设有多个连接孔，换热管11的U形开口端与所述连接孔一一插接配合并与壳体1焊接固定；

所述壳体1外焊接固定有夹套4，夹套4上设有蒸汽进口40，所述蒸汽进口40连通蒸汽源，蒸汽通过连接孔在夹套4和换热管11之间流通，所述壳体1底部设有多个氮气管道12，所述氮气管道12伸入壳体1内腔并连通输气管10以将氮气输送至输气管10内，所述上封头2顶部设有进料口20，下封头3底部设有出料口30。

具体的，所述壳体1外还环绕设有环管5，所述环管5通过连接板50与夹套4内壁固接，所述环管5的管壁上均匀开设若干通孔，所述蒸汽进口40沿圆周均匀分布有多个且多个所述蒸汽进口40分别通过蒸汽管道41连通环管5，所述蒸汽管道41与夹套4固接。

所述连接板50包括纵板51和与纵板51相垂直的横板52，所述纵板51和横板52相交处设有与环管5外壁相贴合的圆弧部53，所述横板52远离圆弧部53的一端固接夹套4内壁。

上述方案中，通过在壳体1中部竖直设置输气管10，输气管10和壳体1内腔形成环形腔体，换热管11沿圆周均匀分布并沿径向错位排列以充满环形腔体，换热管11为U形，U形开口端便于与壳体1相连，壳体1上开设连接孔，U形开口端分别插入连接孔内并在连接处与壳体1焊接固定，在壳体1外设有一圈夹套4，夹套4内壁和壳体1外壁形成四周封闭的空腔，在壳体1外还环绕设有环管5，环管5通过连接板50与夹套4固定，连接板50结构简单，对环管5可靠支撑，环管5上开设若干通孔，夹套4上沿圆周均匀开设有多个蒸汽进口40，蒸汽进口40远离环管5的一端连接蒸汽源，蒸汽进口40不与蒸汽源相连的一端通过蒸汽管道41连接至环管5，蒸汽进入到环管5内并经通孔进入到夹套4内，通过在环管5上开设通孔使蒸汽从多个方向同时流出，并经连接孔进入到换热管11，从而散发热量对触媒进行干燥，受热更加均匀，干燥效果好，通过设置输气管10和氮气管道12，氮气管道12不与输气管10相连的一端连接氮气罐，实现氮气的持续供给，采用低含湿率(含湿0.01％)的氮气作为干燥介质，具有较大载湿能力，进一步提高触媒的干燥效果，提高触媒的活性，进而有效延长触媒的使用寿命，提高氯乙烯过合成转化器的转化效率，减少了资源浪费。

上述方案中，如图1所示，所述壳体1外沿圆周阵列分布有多个导流管13，所述导流管13沿壳体1轴线方向延伸且导流管13两端分别通过筋板14安装在壳体1上，所述夹套4下端还设有冷凝液出口42。蒸汽在热量交换后冷凝，并沿着导流管13滑落沉浸到夹套4底部，经冷凝液出口42排出，与此同时，蒸汽持续进入使得夹套4内腔的温度恒定，进而保证干燥效果。

上述方案中，所述壳体1内还设有两组水平板15，所述水平板15分别分布在换热管11的上端和下端，所述水平板15由多个位于同一水平面的扁钢16组成，所述扁钢16的两端分别固接相邻的两个换热管11。通过设置扁钢16，对换热管11进行固定，提高换热管11的整体性，使其更加牢固。

上述方案中，所述壳体1上端水平设有气体回收管17，所述气体回收管17一端伸入壳体1内腔且伸入端的气体回收管17上开设若干回收孔。气体回收管17用于回收吸湿后的氮气和干燥过程中扬起的细粉，进一步保证干燥效果。

上述方案中，所述输气管10上端设有用于封闭输气管10顶部的上盖18，所述上盖18为锥体形状。可有效防止触媒聚集在顶部对输气管10造成堵塞，使触媒分散在换热管11与输气管10之间的空隙内，从而均匀受热，干燥效果好。

上述方案中，所述下封头3内腔底部设有锥台结构的分布锥31，所述分布锥31内腔中空，且分布锥31的壁板上均匀开设网孔，分布锥31底部连通排酸口32，所述出料口30倾斜设于排酸口32一侧。所述下封头3外壁套接有呈螺旋状布置的蒸汽盘管33，所述蒸汽盘管33设有进气端和出气端，且进气端和出气端与外部蒸汽系统连通。通过设置分布锥31和排酸口32，用于排出触媒因潮湿产生的酸，干燥完成的触媒从出料口30卸出进行收集，同时分布锥31将触媒阻隔在外防止触媒排出时有死区，采用蒸汽盘管33加热，实现二次干燥，进一步脱除触媒中的水分，提高触媒的活性。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。