用于立式沸腾反应器的波纹状格栅支架的制作方法

1.本发明涉及一种立式沸腾反应器，更具体地涉及一种具有减小的管间距的管壳式热交换反应器。


背景技术：

2.环氧乙烷(eo)是一种重要的工业化学品，用作制造各种化学品例如乙二醇、乙二醇醚、乙醇胺和去污剂的原料。一种生产eo的方法是通过催化氧化工艺，其中乙烯在银基环氧化催化剂的存在下与氧气反应。在这种工艺中，包含乙烯和氧气的原料流通过银基环氧化催化剂床，所述银基环氧化催化剂床容纳在eo反应器的反应区内，所述eo反应器保持在特定反应条件下。
3.商业化的eo反应器通常采用管壳式换热器的形式，在所述管壳式换热器中多个基本上平行延长的、相对窄的管填充有催化剂颗粒，以形成填充床，在所述管壳式换热器中所述壳包含冷却剂。图1示出了一种这样的eo反应器。图1所示的eo反应器1包括多个细长管2，其中每个细长管2的入口端固定到入口管板3上并且每个细长管2的出口端固定到出口管板4上。提供了入口反应器头5，也提供了出口反应器头6。
4.eo反应器1还包括管壳式换热器7，所述管壳式换热器7固定在出口头6上并且与出口头6一体成型。在出口头6上设有与换热器7连通的开口，换热器7在所述开口周边被焊接到出口头6，从而与反应器形成一体结构。换热器7设有固定在管板9和10上的管8。还提供了换热器出口头11。
5.在实践中，反应气体例如乙烯、氧气和压载气体通过管线12被引入到eo反应器1中，并且在反应条件下通过管2，所述管2填充有合适的银基环氧化催化剂。通过循环传热流体例如水来除去反应热，所述传热流体经由管线13被引入到eo反应器1的壳侧并且经由管线14移除。
6.反应气体通过管2，在管2中生成eo，并且在离开管2时，气体通过所述出口头6，然后进入换热器7的管8，并且立即被冷却以防止进一步的氧化和异构化。冷却流体，例如水，通过管线15被引入到换热器7的壳侧并且通过管线16被排出。冷却后的反应气体通过管线17离开换热器7并且以传统的方式来处理，以回收产品和循环利用各种组分。
7.挡板(即管支架)是包括上述eo反应器的管壳式热交换反应器的众所周知的部件。通常，挡板是穿孔板，其位于热交换器的壳侧内部，支撑催化剂填充管的整个长度以防止移动/振动并转移流量以增加热传递。
8.图2a是图1所示的eo反应器的放大剖视图。在图1中以及在入口管板3和出口管板4之间，示出了用于支撑每个细长管2的多个竖直间隔开的挡板(即管支架)20。在一些示例中，挡板20包括不锈钢直带21a、21b，它们相互嵌入并且形成如图2b所示的格栅图案；提供图2b中所示挡板的每个现有技术不锈钢带都具有沿该带的整个长度的直边。如图2b所示，不锈钢直带21a彼此平行定位并沿第一方向延伸，而不锈钢直带21b彼此平行定位并沿与不锈钢直带21a的第一方向不同的第二方向延伸。每个不锈钢直带21b与每个不锈钢直带21a
相交以形成包含管开口22的格栅图案。每个管开口22具有使管2中的一个能穿过其中的尺寸，并且具有平行四边形形状；即，对边平行的四边直线图形。
9.现在参考图3，示出了图2a-2b中所示的现有技术挡板(即管支架)的俯视图。图2a-2b包括不锈钢直带21a、21b，它们相互嵌入并形成包含管开口22的格栅图案；一些管开口22包含填充催化剂的管2。不锈钢直带21a、21b中的每一个被固定(焊接)到挡板支撑板20s的内壁。在一些实施方案中，特别是对于eo反应器，挡板支撑板20s是圆柱形的。
10.图4a-4d示出了在组装的各个阶段期间，图2a-2b中所示的现有技术挡板20(即，管支架)。值得注意的是，图4a-4b示出了可以使用的各种不锈钢直带21a、21b；这些不锈钢直带21a、21b沿所述带的整个长度具有直边。在图4a中，不锈钢直带21a具有沿着每个不锈钢直带21a的底表面定位的狭缝s1。在图4b中，不锈钢直带21b具有沿着每个不锈钢直带21b的顶表面定位的狭缝s2。图4c显示了在组装图4a-4b所示的不锈钢直带之后的挡板20。而图4d显示了图4c的在管开口22内包含细长管2的组装好的挡板20(即，管支架)。
11.使用现有技术设计制造包含挡板的eo反应器变得非常具有挑战性，因为对于较大的工厂来说反应器的尺寸不断增大，并且成本呈指数增长。eo反应器制造的一个持续目标是利用减小的管间距来减小eo反应器的尺寸。管间距是相邻(即邻近)管之间的最短的中心与中心的距离。使用图2a-2b、3和4a-4d所示的现有技术挡板设计不能获得减小的管间距。因此，需要一种用于eo反应器和其他管壳式热交换反应器的新挡板设计，以实现减小的管间距。


技术实现要素：

12.提供了一种用于管壳式热交换反应器(例如环氧乙烷(eo)反应器)的挡板(即管支架)，其适应减小的管间距，从而更多的催化剂填充管可以存在于反应器中。可称为波纹栅格支架的挡板包括多个波纹状不锈钢带，这些波纹状不锈钢带彼此嵌入并形成具有管开口的栅格图案。每个管开口被配置成使得能将催化剂填充管插入其中，同时使得沿管的壳侧有足够开口区域以让冷却剂能流过反应器。
13.在本发明的一个方面，提供了一种管壳式热交换反应器，其包括多个细长管，其中所述细长管中的每一个的入口端固定到入口管板并且所述细长管中的每一个的出口端固定到出口管板。所述反应器还包括至少一个挡板，其定位在所述入口管板和所述出口管板之间并且被配置成支撑所述细长管中的每一个。本发明的所述至少一个挡板包括多个波纹状不锈钢带，所述多个波纹状不锈钢带被配置成具有管开口的格栅图案。每个管开口使得所述细长管中的一个能从中穿过。
附图说明
14.图1是现有技术eo反应器的示意图。
15.图2a是通过图1中所示的eo反应器的一部分的放大截面图的示意图，其包含用于支撑多个细长管的挡板(即管支架)。
16.图2b是现有技术挡板(即管支架)的示图，其包括不锈钢直带，这些不锈钢直带彼此嵌入并形成格栅图案。
17.图3是图2a-2b中描绘的现有技术挡板(即管支架)的俯视图。
18.图4a-4b是可用于形成图2b所示的现有技术挡板(即管支架)的各种不锈钢直带的示意图。
19.图4c是图4a-4b所示的不锈钢直带组装后以提供具有格栅图案的现有技术的挡板(即，管支架)的示意图。
20.图4d是图4c的包含在管开口内的细长管的组装好的挡板(即管支架)的示意图。
21.图5是根据本技术的一实施方案的挡板(即，管支架)的示意图，该挡板包括多个波纹状不锈钢带，这些波纹状不锈钢带彼此嵌入并形成格栅图案。
22.图6a-6b是可用于形成图5所示的挡板(即管支架)的各种波纹状不锈钢带的示意图。
23.图6c是在组装图6a-6b中所示的波纹状不锈钢带以提供图5所示的挡板(即管支架)之后的示意图。
24.图7a是图2b所示的现有技术挡板的俯视图，其说明了这种挡板设计的管间距。
25.图7b是图5所示挡板的俯视图，其说明了这种挡板设计的管间距。
具体实施方式
26.现在将通过参考伴随本技术的以下讨论和附图更详细地描述本技术。请注意，本技术的附图仅用于说明目的，因此，附图不是按比例绘制的。还请注意，相同和对应的元件由相同的附图标记来表示。
27.在以下描述中，阐述了许多具体细节，例如特定结构、部件、材料、尺寸、工艺步骤和技术，以便提供对本技术的各种实施方案的理解。然而，本领域技术人员应理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本技术的各种实施方案。在其他情况下，未详细描述众所周知的结构或工艺步骤，以避免使本公开难以理解。
28.应当理解，当作为层、区域或基板的元件被称为“在”另一个元件“上”或“在”另一个元件“上方”时，其可以直接在另一个元件上或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另一个元素“上”或“直接在”另一个元件“上方”时，不存在中间元件。还应当理解，当一个元件被称为“在”另一个元件“下面”或“下方”时，它可以直接在另一个元件的下面或下方，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接低于”或“直接在”另一个元件“下面”或“下方”时，不存在中间元件。当与数值结合使用时，术语“约”表示该数值与给定数值的差可以在
±
10％范围内波动。
29.如上所述，本发明提供了一种用于管壳式热交换反应器的挡板(即管支架)，例如以上图1所示的环氧乙烷(eo)反应器。本发明的挡板支撑存在于反应器中的催化剂填充管以防止移动/振动，并转移流量以增加热传递。此外，本发明的挡板被设计成适应减小的管间距(与上面图2b、3和4a-4d所示的现有技术挡板设计相比)，因此在反应器内部可以存在更多的催化剂填充管。
30.现在参考图5，显示了根据本发明的实施方案的挡板50的一部分。所示的挡板50包括多个波纹状不锈钢带51a、51b，它们彼此嵌入并形成具有管开口(在图5中未具体标记，但在图6c中标记为元件52)的格栅图案。每个管开口52具有由波纹状不锈钢带51a、51b的波纹侧壁表面限定的弯曲外壁。提供的每个管开口52具有从约550mm2到约5000mm2的总面积。
[0031]“波纹状”是指用于提供本发明的挡板50的无应变钢带51a、51b具有沿带51a、51b
的整个长度延伸的波浪形(即，波状，因此不是直的)侧壁表面。本发明的挡板50的每个管开口52被配置成使得细长管54能插入其中，同时使得沿管54的壳侧有足够的开口区域(图5中未标记)以使得冷却剂能流过反应器。本发明的挡板50通常与其他具有相同挡板设计的竖直间隔开的挡板(即，包括多个波纹状不锈钢带51a、51b的挡板，它们彼此嵌入并形成具有管开口的格栅图案)结合使用。可用于本发明的细长管54包括壳侧和管侧，并且可以具有本领域技术人员公知的直径。例如，对于典型的eo反应器，细长管54可具有约25mm至约70mm的直径。
[0032]
具有图5中所示的挡板设计的多个竖直间隔开的挡板定位于管壳式热交换反应器的入口管板(即图1所示入口管板3)和出口管板(即图1所示出口管板6)之间。多个不锈钢波纹带中的每个波纹状不锈钢带51a、51b具有通过焊接或其他固定方式固定到挡板支撑板(例如图3所示的挡板支撑板20s)的内壁的第一端和第二端；挡板支撑板固定在反应器的内壁上。与波纹状不锈钢带51a、51b一起使用以提供本发明的挡板的挡板支撑板可以是圆柱形的。
[0033]
细长管54(其类似于图1中所示的管2)填充有催化剂并具有固定到壳管式热交换反应器的入口管板的第一端和固定到壳管式热交换反应器的出口管板的第二端。每个挡板50被配置成支撑每个细长管54。当采用多个挡板50时，多个挡板支撑每个细长管54的整个长度。
[0034]
提供每个挡板50的多个波纹状不锈钢带51a、51b包括彼此平行定位并沿第一方向延伸的第一组波纹状不锈钢带51b(参见图6b)，以及彼此平行定位并且沿不同于第一组波纹状不锈钢带的第一方向的第二方向延伸(见图6c)的第二组波纹状不锈钢带51a(参见图6a)。第一组波纹状不锈钢带51b中的每一个与第二组波纹状不锈钢带51a中的每一个相交以形成格栅图案。第一组波纹状不锈钢带51b和第二组波纹状不锈钢带51a之间的角度α可以基于管图案来配置。在一个实施方案中，对于eo反应器，第一组波纹状不锈钢带51b和第二组波纹状不锈钢带51a之间的角度α可以为90
°
至150
°
，优选为120
°
。在其他应用中，第一组波纹状不锈钢带51b和第二组波纹状不锈钢带51a之间的角度α可以为30
°
至90
°
。图6c中示出了角度α。如图6b所示，第一组波纹状不锈钢带中的每个波纹状不锈钢带51b包括沿着其上表面定位的狭缝s4，并且其中第二组波纹状不锈钢带中的每个波纹状不锈钢带51a包括沿着其底表面定位的狭缝s3。狭缝(s3、s4)不完全延伸穿过相应的波纹状不锈钢带51a、51b。每个波纹状不锈钢带51a、51b通常具有从约0.5mm到约5mm的厚度。如图6c所示，第二组波纹状不锈钢带51a上的狭缝s3嵌入第一组波纹状不锈钢带51b的狭缝s4中。狭缝s3和s4因此用于将多个波纹状不锈钢带配置成图5和6所示的抓握图案。
[0035]
本发明的每个挡板50可以通过首先提供挡板支撑板，然后将第一组波纹状不锈钢带51b放置并固定在挡板支撑板内来组装。在本发明中，第一组波纹状不锈钢带51b的放置和固定从挡板支撑板的中心开始，并从这里向外进行。接下来，将第二组不锈钢波纹带51a的狭缝s3嵌入到第一组波纹状不锈钢带51b的狭缝s4中(再次从中心开始向外工作)。在放置第二组波纹状不锈钢带51a之后，将第二组波纹状不锈钢带51a固定到挡板支撑板的内壁。
[0036]
对于具有相同体积的反应器，本发明的挡板设计适应减小的管间距(与以上图2b、3和4a-4d所示的现有技术挡板设计相比)，因此更多的催化剂填充管可以存在于包含本发
明的挡板设计的反应器内部。这在本发明的图7a和7b中示出。值得注意的是，图7a显示了图2b所示的现有技术挡板的管间距，而图7b显示了用于挡板50的管间距，其包括多个波纹状不锈钢带51a、51b，这些波纹状不锈钢带51a、51b彼此嵌入并形成具有用于支撑填充有催化剂的细长管54的管开口52的格栅图案。通过使用现有技术的挡板设计，每个相邻的细长管之间的间距为约30mm至约80mm，而通过使用本发明的挡板设计，每个相邻的细长管之间的间距为约27mm至约70mm。相邻管之间的间距(即管间距)是从一个管的中心到另一管的中心的测量值。这种减小的管间距使得能在反应器中存在更多数量的管(与图7a和7b相比)。在一些实例中，与包括现有技术挡板设计的等效反应器相比，本发明的挡板设计可导致反应器中存在的管多7％至14％。
[0037]
本发明的挡板设计提供了围绕每个细长管54的开放区域a1(参见图7b)，其中开放区域a1被配置为使得冷却剂能从中通过。开放区域a1位于每个管54的壳侧上，并且包含在由波纹状不锈钢带提供的每个单独的管开口内。在一个实施方案中，开口区域的总面积为约60mm2至约2000mm2。
[0038]
以下描述提供了关于可以存在于根据本发明的包含多个挡板(即，波纹状栅格支架)的eo反应器内部的银基环氧化催化剂的一些细节以及关于eo生产期间使用的eo操作条件的一些细节。下面的描述并非详尽无遗，而是提供了对于可用于本发明的银基环氧化催化剂和eo操作条件的一般描述。
[0039]
典型的银基环氧化催化剂包括载体和至少催化有效量的银或含银化合物；还任选地存在促进量的铼或含铼化合物；还任选地存在促进量的一种或多种碱金属或含碱金属化合物。所用的载体可以选自大量的固体耐火载体，它们可以是多孔的并且可以提供优选的孔结构。众所周知，氧化铝可用作烯烃环氧化的催化剂载体，并且是银基环氧化催化剂的优选载体。
[0040]
无论所用载体的特性如何，它通常被塑造成大小适合在固定床环氧化反应器中使用的颗粒、块状物、碎片、团粒、环状物、球状物、轮辐状物、交叉分区空心圆柱体等。载体颗粒将优选具有约3mm至约12mm范围内的当量直径，更优选在约5mm至约10mm的范围内。(当量直径是与所使用的载体颗粒具有相同外表面(即，忽略颗粒孔内的表面)与体积比的球体的直径。合适的载体可从saint-gobain norpro co.、sud chemie ag、noritake co.、ceramtec ag和industrie bitossi s.p.a获得。在不限于其中包含的具体组合物和配方的情况下，关于载体组合物和生产载体的方法的进一步信息可以在美国专利公开号2007/0037991中找到。
[0041]
接着，为了生产用于将烯烃氧化成烯烃氧化物的催化剂，在具有上述特性的载体的表面上提供了催化有效量的银。在一种实施方案中，银的催化有效量为按重量计10％至45％。可以通过利用溶解在足以引起银前体化合物沉积到载体上的合适溶剂中的银化合物、络合物或者盐浸渍载体来制备催化剂。优选地，可以使用银水溶液。
[0042]
促进量的铼组分也可以在银沉积之前、同时或者之后沉积到载体上，所述铼组分可以是含铼化合物或含铼络合物。基于包括载体在内的总催化剂的重量，以铼金属表示，铼促进剂能够以约0.001％至约1％重量比的量存在，优选以约0.005％至约0.5％重量比的量存在，更优选以约0.01％至约0.1％重量比的量存在。
[0043]
也可以在沉积银和铼之前、同时或者之后在载体上沉积其他组分，所述其他组分
是促进量的碱金属或者两种或更多种碱金属的混合物，以及任选地，是促进量的iia族碱土金属组分或者两种或更多种iia族碱土金属组分的混合物，和/或过渡金属组分或者两种或更多种过渡金属组分的混合物，所有这些都能够以金属离子、金属化合物、金属络合物和/或金属盐的形式溶解在适当溶剂中。载体可以同时或者在不同的步骤中利用各种不同的催化剂促进剂来浸渍。相对于银和载体以及没有促进剂或者只有一种促进剂的相同组合，本发明的载体、银、碱金属促进剂、铼组分和任选的附加促进剂的特定组合将提供一种或多种催化性能的改善。
[0044]
如本文所用，催化剂某一组分的术语“促进量”是指与不含该组分的催化剂相比时有效地改善催化剂的催化性能的该组分的量。当然，所用的准确浓度除其他因素外，还取决于所需的银含量、载体的性质、液体的粘度和用于将促进剂输送到浸渍溶液中的特定化合物的溶解度。催化性能的例子尤其包括可操作性(抗失控性)、选择性、活性、转化率、稳定性和产率。本领域技术人员应理解的是，一种或者多种单独的催化性能可以通过“促进量”来增强，而其他催化性能可能会增强或者可能不会增强或者甚至可能会降低。
[0045]
合适的碱金属促进剂可以选自锂、钠、钾、铷、铯或者其组合，优选铯，特别优选铯与其他碱金属的组合。沉积或存在于载体上的碱金属的量是促进量。优选地，以总催化剂的重量计，以金属计量，该量的范围为约10ppm至约3000ppm，更优选约15ppm至约2000ppm，甚至更优选约20ppm至约1500ppm，特别优选约50ppm至约1000ppm。
[0046]
合适的碱土金属促进剂包括来自元素周期表的iia族的元素，其可以是铍、镁、钙、锶和钡或者其组合。合适的过渡金属促进剂可以包括来自元素周期表的iva、va、via、viia和viiia族的元素，以及它们的组合。
[0047]
沉积在载体上的碱土金属促进剂和/或过渡金属促进剂的量是促进量。过渡金属促进剂的存在量通常可以为约0.1微摩尔/克至约10微摩尔/克，优选约0.2微摩尔/克至约5微摩尔/克。
[0048]
用于浸渍载体的银溶液还可以包含任选的溶剂或者络合剂/增溶剂，如本领域公知的那样。可以使用多种溶剂或者络合剂/增溶剂来将银在浸渍介质中溶解至所需浓度。有用的络合剂/增溶剂包括胺、氨、草酸、乳酸及其组合。胺包括具有1至5个碳原子的亚烷基二胺。在一种优选的实施方案中，该溶液包括草酸银和乙二胺的水溶液。络合剂/增溶剂能够以每摩尔银约0.1至约5.0摩尔的量存在于浸渍溶液中，优选以每摩尔银约0.2至约4.0摩尔的量存在于浸渍溶液中，更优选地以每摩尔银约0.3至约3.0摩尔的量存在于浸渍溶液中。
[0049]
当使用溶剂时，它可以是有机溶剂或水，并且可以是极性的或者基本上或完全非极性的。通常，溶剂应具有足够的溶解能力以溶解溶液组分。同时，优选选择溶剂以避免对溶剂化的促进剂产生不适当的影响或者与其相互作用。优选每分子具有1至约8个碳原子的有机基溶剂。可以使用几种有机溶剂的混合物或者有机溶剂与水的混合物，条件是这种混合溶剂如本文所期望的那样起作用。
[0050]
浸渍溶液中银的浓度通常在约0.1％重量比至所使用的特定溶剂/增溶剂组合所提供的最大溶解度的范围内。通常，非常适合使用含有按重量计从0.5％到约45％的银的溶液，优选按重量计从5％到35％的银浓度。
[0051]
使用任何常规方法来实现所选载体的浸渍；例如，过剩溶液浸渍、初湿浸渍、喷涂等。通常，载体材料与含银溶液接触，直到足够量的溶液被载体吸收。优选地，用于浸渍多孔
载体的含银溶液的量不超过填充载体孔所需的量。可以使用单次浸渍或者一系列浸渍，有或者没有中间干燥，部分取决于溶液中银组分的浓度。例如，在美国专利4,761,394、4,766,105、4,908,343、5,057,481、5,187,140、5,102,848、5,011,807、5,099,041和5,407,888中描述了浸渍过程。可以使用各种促进剂的预沉积、共沉积和后沉积的已知现有过程。
[0052]
在用含银化合物(即银前体、任选的铼组分、任选的碱金属组分和任选的其他促进剂)浸渍载体后，将浸渍的载体煅烧足够的时间，以便将含化合物的银转化为活性银物质并且从浸渍的载体中除去挥发性组分，从而产生催化剂前体。煅烧可以通过在约0.5至约35bar的压力下将浸渍的载体加热至约200℃至约600℃的温度，优选以渐进的速率进行。一般来说，温度越高，所需的加热时间越短。在本领域中已经提出了宽范围的加热周期；例如，美国专利第3,563,914号公开了少于300秒的加热，美国专利第3,702,259号公开了在100℃至375℃的温度下加热2至8小时，通常持续约0.5至约8小时。然而，重要的仅仅是加热时间与温度相关，使得基本上所有包含的银都转化为活性银物质。为此目的可以使用连续或逐步加热。
[0053]
在煅烧期间，浸渍的载体可以暴露于包含惰性气体或者惰性气体与按体积计约10ppm至21％的含氧氧化组分的混合物的气体环境。为了本发明的目的，惰性气体被定义为在为煅烧选择的条件下基本上不与催化剂或催化剂前体反应的气体。关于催化剂生产的更多信息可以在前面提到的美国专利公开号2007/0037991中找到。
[0054]
仅出于说明目的，以下是当前商业化eo反应器单元中经常使用的条件：1500-10,000h-1
的气时空速(ghsv)，1mpa至3mpa的反应器入口压力，180-315℃的冷却剂温度，10-60％的氧气转化率，100-350kg eo/m3催化剂/小时的eo生产速率(工作速率)，从约1.5％到约4.5％的环氧乙烷浓度变化δeo。在启动完成后和正常操作期间，反应器入口中的进料组成通常包含(按体积％)1-40％的乙烯、3-12％的o2；0.2％至10％，优选0.2％至6％，更优选0.2％至5％的co2；0-5％的乙烷，一定量的一种或多种氯化物缓和剂(本文所述的)；并且进料的其余部分由氩气、甲烷、氮气或其混合物组成。
[0055]
尽管本发明已在其优选实施方案方面得以具体展示和描述，但是本领域技术人员将理解的是，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下对形式和细节进行前述改变和其他改变。因此，本发明并不限于所描述和图示的确切形式和细节，而是落入所附权利要求的范围内。

技术特征：
1.一种管壳式热交换反应器，其包括：多个细长管，其中所述细长管中的每一个的入口端固定到入口管板并且所述细长管中的每一个的出口端固定到出口管板；以及至少一个挡板，其定位在所述入口管板和所述出口管板之间并且被配置成支撑所述细长管中的每一个，其中所述至少一个挡板包括多个波纹状不锈钢带，所述多个波纹状不锈钢带被配置成具有管开口的格栅图案，其中每个管开口使得所述细长管中的一个能从中穿过。2.根据权利要求1所述的管壳式热交换反应器，其中，所述波纹状不锈钢带中的每一个固定到挡板支撑板上。3.根据权利要求1或2所述的管壳式热交换反应器，其中，所述挡板支撑板是圆柱形的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的管壳式热交换反应器，其中，每一相邻细长管之间的间距为约27mm至约70mm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的管壳式热交换反应器，其中，每个管开口的总面积为约550mm2至约5000mm2。6.根据权利要求1至5中任一项所述的管壳式热交换反应器，其中，所述多个波纹状不锈钢带包括彼此平行定位并沿第一方向延伸的第一组波纹状不锈钢带和彼此平行定位并沿不同于所述第一组波纹状不锈钢带的所述第一方向的第二方向延伸的第二组波纹状不锈钢带。7.根据权利要求6所述的管壳式热交换反应器，其中，所述第一组波纹状不锈钢带与所述第二组波纹状不锈钢带之间的角度α为90
°
至150
°
。8.根据权利要求6所述的管壳式热交换反应器，其中，所述第一组波纹状不锈钢带与所述第二组波纹状不锈钢带之间的角度α为30
°
至90
°
。9.根据权利要求6所述的管壳式热交换反应器，其中所述第一组波纹状不锈钢带中的每个波纹状不锈钢带包括沿着其上表面定位的狭缝，并且其中所述第二组波纹状不锈钢带中的每个波纹状不锈钢带包括沿其底面定位的狭缝。10.根据权利要求9所述的管壳式热交换反应器，其中，所述第二组波纹状不锈钢带的所述狭缝嵌入所述第一组波纹状不锈钢带的所述狭缝中。11.根据权利要求1至10中任一项所述的管壳式热交换反应器，其中包含所述细长管中的一个细长管的每个管开口还包括围绕该细长管的开口区域，其中所述开口区域被配置为使得冷却剂能从中通过。12.根据权利要求11所述的管壳式热交换反应器，其中围绕所述细长管的所述开放区域具有从约60mm2至约2000mm2的总面积。13.根据权利要求1至12中任一项所述的管壳式热交换反应器，其中所述至少一个挡板包括多个竖直间隔开的挡板，其支撑每个细长管的整个长度，其中所述多个竖直间隔开的挡板中的每个挡板包括被配置为形成具有所述管开口的所述格栅图案的多个所述波纹状不锈钢带。14.根据权利要求1至13中任一项所述的管壳式热交换反应器，其中所述管壳式热交换反应器是环氧乙烷(eo)反应器。15.根据权利要求14所述的管壳式热交换反应器，其中所述eo反应器还包括用于将包
含1％至40％的乙烯和3％至12％的氧气的原料气体引入所述eo反应器的入口管线。16.根据权利要求14或15所述的管壳式热交换反应器，其中所述eo反应器被配置为在以下条件下运行：1500至10,000h-1
的气时空速、1mpa至3mpa的反应器入口压强、180℃至315℃的冷却剂温度、10-60％的氧气转化率、100
–
350kg eo/m3催化剂/小时的eo生产速率(工作速率)、约1.5％至约4.5％的环氧乙烷浓度变化δeo。17.根据权利要求14至16中任一项所述的管壳式热交换反应器，其中每个细长管填充有银基环氧化催化剂。18.根据权利要求17所述的管壳式热交换反应器，其中所述银基环氧化催化剂包含氧化铝载体、催化有效量的银或含银化合物以及促进量的一种或多种促进剂。19.根据权利要求18所述的管壳式热交换反应器，其中所述一种或多种促进剂包括至少一种铼促进剂。

技术总结
提供了一种用于管壳式热交换反应器(例如环氧乙烷(EO)反应器)的挡板(即管支架)，其适应减小的管间距，从而更多的催化剂填充管可以存在于反应器中。可称为波纹栅格支架的挡板包括多个波纹状不锈钢带，这些波纹状不锈钢带彼此嵌入并形成具有管开口的栅格图案。每个管开口被配置成使得能将催化剂填充管插入其中，同时使得沿管的壳侧有足够开口区域以让冷却剂能流过反应器。能流过反应器。能流过反应器。


技术研发人员：穆罕默德
受保护的技术使用者：科学设计有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2023/9/23