本實用新型涉及一種用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置，特別應(yīng)用于β-月桂烯的生產(chǎn)制備中。

背景技術(shù)：

月桂烯天然品存在于月桂葉油、酒花油和馬鞭草油等中。目前月桂烯大多采用合成制得，是烴類合成香料，可用于古龍香水和消臭劑等，也是合成萜烯類合成香料如香葉醇、芳樟醇、新鈴蘭醛、柑青醛等的重要原料。

β-月桂烯的主要制備方法是采用β-蒎烯為原料，經(jīng)過高溫裂解而成，其主要產(chǎn)物有β-月桂烯、雙戊烯、莰烯以及少量未反應(yīng)的原料β-蒎烯和其它副產(chǎn)物。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中，是對β-蒎烯先進行加熱汽化，汽化后的β-蒎烯進入裂解裝置裂解，之后再經(jīng)過二級或者三級冷卻從而獲得液體產(chǎn)品?，F(xiàn)有工藝中多采用間歇式生產(chǎn)方式，效率低且耗費人力，另外需要用到大量的蒸汽進行加熱，并使用電加熱裂解，裂解完后還需要使用大量的冷卻水進行對產(chǎn)物進行冷卻，其耗能高，部分沒有汽化的原料β-蒎烯被當(dāng)做釜殘廢料處理，大大影響了月桂烯的得率，另外月桂烯產(chǎn)品中還含有1.8-2.5％的β-蒎烯，可見，β-蒎烯原料的轉(zhuǎn)化率低，月桂烯產(chǎn)品純度低。此外，傳統(tǒng)工藝中的裂解裝置采用220v電壓加熱，其安全性低，且進料量小，生產(chǎn)效率低。另外，現(xiàn)有工藝和設(shè)備還存在著以下缺點：(1)換熱裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法拆卸，維護清潔難度大；(2)裂解管結(jié)構(gòu)不合理，易導(dǎo)致裂解反應(yīng)不充分、轉(zhuǎn)化率低，生產(chǎn)中需采用氮氣混合，同時裂解管的進料量小，生產(chǎn)效率低；(3)裂解管多采用220v電壓加熱，安全性低。

因此提供一種能夠連續(xù)生產(chǎn)、預(yù)熱效果好、原料可被充分利用、產(chǎn)物得率和純度高、換熱裝置可拆卸方便維護、裂解管結(jié)構(gòu)合理使得產(chǎn)物裂解充分、轉(zhuǎn)換率高、進料量大、生產(chǎn)效率高、裂解管采用低電壓有效提高了使用的安全系數(shù)的用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置己成為當(dāng)務(wù)之亟。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有裂解反應(yīng)裝置原料無法實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)的缺點，本實用新型 提供了一種用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置，具有可連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高、耗費人力成本低的優(yōu)點。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

該用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置包括加熱器、換熱器、裂解器、冷凝器和收集罐，所述加熱器的頂端和腔體側(cè)壁上分別設(shè)有進料口a和汽化出口a；所述換熱器包括筒體和設(shè)置于該筒體內(nèi)腔中的多根加熱管；所述換熱器的筒體一端設(shè)有進料口b，換熱器的筒體另一端設(shè)有出料口b，進料口b和出料口b連通加熱管內(nèi)腔，筒體的側(cè)壁上還分別設(shè)有進汽口a和出汽口a，進汽口a和出汽口a連通筒體內(nèi)腔；所述汽化出口a與進料口b連接，出料口b與裂解器進口連接，裂解器出口與進汽口a連接，出汽口a與冷凝器進口連接；冷凝器出口與收集罐連接。

現(xiàn)有裂解反應(yīng)生產(chǎn)工藝多采用間歇式生產(chǎn)方式，極其耗費人力，效率也低。本用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置克服了其缺點，具有能夠連續(xù)進行裂解反應(yīng)生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高、成本低的優(yōu)點。

所述生產(chǎn)裝置還包括汽化釜，汽化釜一端設(shè)有下料口和汽化出口b，汽化釜的另一端設(shè)有排料口，該汽化釜的外側(cè)壁設(shè)有夾層，該夾層側(cè)壁上分別設(shè)有進汽口b和出汽口b；所述加熱器的底部還設(shè)有出料口a，該出料口a與下料口連接，汽化出口b與換熱器的進料口b連接，進汽口b與換熱器的出汽口a連接，出汽口b與冷凝器進口連接。

傳統(tǒng)裂解反應(yīng)生產(chǎn)中，部分沒有被汽化的原料當(dāng)做釜殘廢料處理，浪費了不少原料，因此，本用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置特別在加熱器和換熱器之間增加了汽化釜，該汽化釜的汽化溫度為240-260℃，能將加熱器未能完全汽化的原料β-蒎烯繼續(xù)加熱汽化后經(jīng)換熱器送入裂解器裂解，提高了原料的使用率及產(chǎn)品得率。同時本汽化釜外壁還帶有夾層，以供流經(jīng)換熱器后的裂解產(chǎn)物的余熱得到再利用，提高了對產(chǎn)物的預(yù)熱效率。

所述汽化釜的側(cè)壁上還設(shè)有透明視窗。汽化效率高，且方便隨時觀察物料的汽化情況。

所述加熱器內(nèi)部沿中軸線方向從上至下依次間隔設(shè)有一個液體溢流盤和多個液體分布盤；所述液體溢流盤為邊沿上翻的盤狀結(jié)構(gòu)，液體溢流盤緊靠進料口a的正下方設(shè)置；所述液體分布盤為上下面與外部相通透的空心圓臺結(jié)構(gòu)；所述液體溢流盤的直徑大于進料口a的大小和液體分布盤上表面圓的直徑且小 于液體分布盤下表面圓的直徑。

現(xiàn)有用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置的裂解反應(yīng)前的預(yù)加熱汽化多不充分，部分沒有汽化的原料被當(dāng)做釜殘廢料處理，使得原料利用率低，生產(chǎn)成本增加，且原料多混雜在產(chǎn)物中造成產(chǎn)物月桂烯產(chǎn)品的得率和純度下降。因此，本用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置對加熱器進行了特別的設(shè)計，在其腔體內(nèi)部沿中軸線從上至下依次間隔設(shè)有一個液體溢流盤和多個液體分布盤，物料從進料泵經(jīng)進料口a進入加熱器腔體后，先流到液體溢流盤中，之后溢出落到中空的液體分布盤上，并沿著加熱器腔體內(nèi)壁往下流，若是進料較多時，則物料在滴落過程中被從上至下的多個液體分布盤阻擋后再沿加熱器腔體內(nèi)壁流下。該設(shè)計增加了物料與加熱器內(nèi)壁的接觸面，提高了加熱效果。該加熱器的加熱汽化溫度為140-165℃，真空度為0.090-0.095mpa，其加熱效果好，能使物料充分汽化，基本無釜殘，保證了產(chǎn)品得率在99.5％以上。同時該用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置采用了換熱器，充分的利用裂解完畢產(chǎn)物的高溫?zé)崃縼韺ζ蟮脑线M行再加熱，原料β-蒎烯在經(jīng)過換熱后，溫度能達到300℃以上，大大縮短了加熱的時間，實現(xiàn)了能源的循環(huán)使用，減少了水、電及蒸汽的用量，降低了能耗，具有生產(chǎn)效率高、轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物純度高、安全性好等優(yōu)點。

所述加熱器的內(nèi)腔直徑為350-450mm，加熱器內(nèi)腔高度為1200-1800mm；所述液體分布盤的數(shù)量為4個，相鄰兩液體分布盤的相鄰表面之間的距離為250-300mm；單個液體分布盤上下表面間的高度為50-70mm，單個液體分布盤上下表面圓的直徑差為45-65mm，液體分布盤下表面與加熱器內(nèi)壁的距離為25-35mm。該加熱器大小適宜，液體分布盤的數(shù)量及位置的特別設(shè)計使得原料的汽化加熱效果最佳。

所述液體溢流盤下表面沿加熱器中軸線方向向下延伸出一固定桿，各液體分布盤連接在固定桿上。該連接使得加熱器結(jié)構(gòu)更加緊湊，方便維護清潔。

所述加熱器的外側(cè)壁還設(shè)有夾套，該夾套上設(shè)有蒸汽進口和蒸汽出口。蒸汽夾套加熱法，受熱均勻且便于對蒸汽發(fā)生器進行維護。

所述換熱器還包括的上蓋、第二法蘭片、物料接收槽和內(nèi)牙管，所述上蓋扣置于該筒體的一端，上蓋包括蓋體和設(shè)置于蓋體和筒體之間的第一法蘭片，所述加熱管貫通第一法蘭片并從第一法蘭片一端面沿平行筒體中軸線方向向筒體內(nèi)腔延伸，多根加熱管相互平行排列，加熱管內(nèi)腔與蓋體內(nèi)腔連通；所述加熱管遠離第一法蘭片的一端通過第二法蘭片可拆卸連接并連通物料接收槽，內(nèi)牙 管設(shè)于物料接收槽底部；所述筒體的另一端設(shè)有一法蘭片，出料口b設(shè)于該法蘭片上，所述內(nèi)牙管可拆卸套接于該出料口b上。

該換熱器的上蓋與加熱管連為一體，加熱管與物料接收槽之間可拆卸，同時物料接收槽與內(nèi)牙管連為一體，內(nèi)牙管與出料口b為活動套接，大大方便了換熱器內(nèi)部部件的定期清洗和維護。該換熱器工作時內(nèi)部的溫度為300-350℃。

所述換熱器筒體的長度為1100-1300mm，直徑為400-500mm；所述加熱管為數(shù)量41根、長度750-850mm，直徑15-25mm的不銹鋼管；內(nèi)牙管的直徑為30-33mm。

該加換熱器及其內(nèi)部部件的參數(shù)及熱管的數(shù)量均是優(yōu)選值，使得換熱的效能最高。

所述裂解器包括相互連接的裂解管和變壓器，該裂解管為螺旋狀，所述變壓器為36V。

該裂解管螺旋管狀的設(shè)計，大大提高了進料量、反應(yīng)效率和轉(zhuǎn)化率。傳統(tǒng)的裂解裝置多采用220v高電壓加熱，存在安全隱患，本用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置的變壓器改用低壓加熱，安全性能好。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型申請具有以下優(yōu)點：

1)本用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置有別與傳統(tǒng)間歇式生產(chǎn)方式，實現(xiàn)了裂解反應(yīng)的連續(xù)化生產(chǎn)；

2)該用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置在加熱器后特別增加了汽化釜，使得預(yù)熱汽化不完全的部分β-蒎烯原料能被繼續(xù)加熱汽化，提高了產(chǎn)品得率；

3)本用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置加熱器內(nèi)部設(shè)置有特別設(shè)計的液體溢流盤和液體分布盤，能對原料進行充分加熱，使其汽化充分，原料利用率高，同時能減少產(chǎn)物中殘留原料的含量，提高了產(chǎn)物得率(得率均≥99.4％)和純度；

4)換熱器內(nèi)部的加熱管與蓋體為一體，加熱管與物料接收槽之間可拆卸，同時物料接收槽下端的內(nèi)牙管與出料口b也可拆卸，使得換熱器的內(nèi)部部件方便及時維護和清理；

5)裂解管采用螺旋管式設(shè)計，并采用低壓加熱，不僅進料量大、生產(chǎn)效率高、裂解充分、轉(zhuǎn)化率高且安全性能好；

6)使用該用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置生產(chǎn)出的β-月桂烯含量在80％以上。

附圖說明

圖1是本實用新型所述的用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型所述的用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置的加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型所述的用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置的加熱器液體分布盤的剖視圖；

圖4是本實用新型所述的用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置的換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實用新型所述的用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置的換熱器的A-A剖視圖。

標(biāo)號說明：

汽化釜1、加熱器2、換熱器3、裂解器4、冷凝器5、收集罐6、進汽口b11、出汽口b12、下料口13、汽化出口b14、排料口15、透明視窗16、進料口a21、汽化出口a22、蒸汽進口23、蒸汽出口24、液體溢流盤25、液體分布盤26、固定桿27、出料口a28、筒體31、上蓋32、裂解管41、變壓器42、法蘭片311、進汽口a312、出汽口a313、蓋體321、第一法蘭片322、加熱管323、第二法蘭片324、物料接收槽325、內(nèi)牙管326、出料口b3111、進料口b3211。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖1-5對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明。

如圖1-5所示，本實用新型所述的一種用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置包括加熱器2、換熱器3、裂解器4、冷凝器5和收集罐6，所述加熱器2的頂端和腔體側(cè)壁上分別設(shè)有進料口a21和汽化出口a22；所述換熱器3包括筒體31和設(shè)置于該筒體31內(nèi)腔中的多根加熱管323；所述換熱器3的筒體一端設(shè)有進料口b3211，換熱器3的筒體另一端設(shè)有出料口b3111，進料口b3211和出料口b3111連通加熱管323內(nèi)腔，筒體31的側(cè)壁上還分別設(shè)有進汽口a312和出汽口a313，進汽口a312和出汽口a313連通筒體31內(nèi)腔；所述汽化出口a22與進料口b3211連接，出料口b3111與裂解器4進口連接，裂解器4出口與進汽口a312連接，出汽口a313與冷凝器5進口連接；冷凝器5出口與收集罐6連接。所述生產(chǎn)裝置還包括汽化釜1，汽化釜1一端設(shè)有下料口13和汽化出口b14，汽化釜1的另一端設(shè)有排料口15，該汽化釜1的外側(cè)壁設(shè)有夾層，該夾層側(cè)壁上分別設(shè)有進汽口b11和出汽口b12；所述加熱器2的底部還設(shè)有出料口a28，該出料口a28與下料口13連接，汽化出口b14與換熱器3的進料口b3211連接，進汽口b11與換熱器3的出汽口a313連接，出汽口b12與冷凝器5進口連接。所述汽化釜 7內(nèi)腔直徑為550-650mm，內(nèi)腔高度為750-850mm，所述汽化釜7的側(cè)壁上還設(shè)有透明視窗76。所述加熱器2內(nèi)部沿中軸線方向從上至下依次間隔設(shè)有一個液體溢流盤25和多個液體分布盤26；所述液體溢流盤25為邊沿上翻的盤狀結(jié)構(gòu)，液體溢流盤25緊靠進料口a21的正下方設(shè)置；所述液體分布盤26為上下面與外部相通透的空心圓臺結(jié)構(gòu)；所述液體溢流盤25的直徑大于進料口a21的大小和液體分布盤26上表面圓的直徑且小于液體分布盤26下表面圓的直徑。所述加熱器2的內(nèi)腔直徑為350-450mm，加熱器2內(nèi)腔高度為1200-1800mm；所述液體分布盤26的數(shù)量為4個，相鄰兩液體分布盤26的相鄰表面之間的距離為250-300mm；單個液體分布盤26上下表面間的高度為50-70mm，單個液體分布盤26上下表面圓的直徑差為45-65mm，液體分布盤26下表面與加熱器2內(nèi)壁的距離為25-35mm。所述液體溢流盤25下表面沿加熱器2中軸線方向向下延伸出一固定桿27，各液體分布盤26連接在固定桿27上。所述加熱器2的外側(cè)壁還設(shè)有夾套，該夾套上設(shè)有蒸汽進口23和蒸汽出口24。所述換熱器3還包括的上蓋32、第二法蘭片324、物料接收槽325和內(nèi)牙管326，所述上蓋32扣置于該筒體31的一端，上蓋32包括蓋體321和設(shè)置于蓋體321和筒體31之間的第一法蘭片322，所述加熱管323貫通第一法蘭片322并從第一法蘭片322一端面沿平行筒體31中軸線方向向筒體31內(nèi)腔延伸，多根加熱管323相互平行排列，加熱管323內(nèi)腔與蓋體321內(nèi)腔連通；所述加熱管遠離第一法蘭片322的一端通過第二法蘭片324可拆卸連接并連通物料接收槽325，內(nèi)牙管326設(shè)于物料接收槽325底部；所述筒體31的另一端設(shè)有一法蘭片311，出料口b3111設(shè)于該法蘭片上，所述內(nèi)牙管326可拆卸套接于該出料口b3111上。所述換熱器3筒體31的長度為1100-1300mm，直徑為400-500mm；所述加熱管323為數(shù)量41根、長度750-850mm，直徑15-25mm的不銹鋼管；內(nèi)牙管326的直徑為30-33mm。所述裂解器4包括相互連接的裂解管41和變壓器42，該裂解管41為螺旋狀，長度為8-14m，直徑為0.03-0.05m，所述變壓器42為36V。

實施例1

500kg含量為95.5％的β-蒎烯經(jīng)進料泵進入真空度在-0.090mpa的加熱器2中，汽化溫度在140℃，β-蒎烯經(jīng)過加熱汽化后形成汽態(tài)進入換熱器3進行換熱，一小部分沒有被汽化完全β-蒎烯進入汽化釜1中繼續(xù)加熱汽化，汽化釜1 溫度在240℃；汽化后的β-蒎烯也進入換熱器3，換熱器3溫度在300℃；經(jīng)過高溫換熱后的物料再進入裂解器4的裂解管41進行高溫裂解反應(yīng)，裂解管41溫度在480℃；裂解完畢得到的高溫高含量的β-月桂烯流經(jīng)換熱器3及汽化釜1夾層的換熱后進入螺旋板冷凝器5形成液體后流入收集罐6中。

該月桂烯產(chǎn)物中，β-月桂烯含量80.1％、β-蒎烯含量1.0％，雙戊烯含量8.6％，其它雜質(zhì)含量10.3％；β-月桂烯產(chǎn)量498kg，得率為99.6％。

實施例2

1000kg含量為96.0％的β-蒎烯經(jīng)進料泵進入真空度在-0.093mpa的加熱器2中，汽化溫度在155℃，β-蒎烯經(jīng)過加熱汽化后形成汽態(tài)進入換熱器3進行換熱，一小部分沒有被汽化完全β-蒎烯進入汽化釜1中繼續(xù)加熱汽化，汽化釜1溫度在250℃；汽化后的β-蒎烯進入換熱器3，換熱器3溫度在320℃；經(jīng)過高溫換熱后的物料再進入裂解管4進行高溫裂解反應(yīng)，裂解管41溫度在500℃；裂解完畢得到的高溫高含量的β-月桂烯流經(jīng)換熱器3及汽化釜1夾層的換熱后進入螺旋板冷凝器5形成液體后流入收集罐6中。

該月桂烯產(chǎn)物中，β-月桂烯含量80.4％、β-蒎烯含量0.8％，雙戊烯含量8.6％，其它雜質(zhì)含量10.2％；β-月桂烯產(chǎn)量994kg，得率為99.4％。

實施例3

1200kg含量為96.5％的β-蒎烯經(jīng)進料泵進入真空度在-0.095mpa的加熱器2中，汽化溫度在165℃，β-蒎烯經(jīng)過加熱汽化后形成汽態(tài)進入換熱器3進行換熱，一小部分沒有被汽化完全β-蒎烯進入汽化釜1中繼續(xù)加熱汽化，汽化釜1溫度在260℃；汽化后的β-蒎烯進入換熱器3，換熱器3溫度在350℃；經(jīng)過高溫換熱后的物料再進入裂解管4進行高溫裂解反應(yīng)，裂解管4溫度在520℃；裂解完畢得到的高溫高含量的β-月桂烯流經(jīng)換熱器3及汽化釜1夾層的換熱后進入螺旋板冷凝器5形成液體后流入收集罐6中。

該月桂烯產(chǎn)物中，月桂烯含量80.5％、β-蒎烯含量0.6％，雙戊烯含量8.6％，其它雜質(zhì)含量10.3％；月桂烯產(chǎn)量1195kg，得率為99.58％。

本實用新型所述的用于裂解反應(yīng)的生產(chǎn)裝置并不只僅僅局限于上述實施例，凡是依據(jù)本實用新型原理的任何改進或替換，均應(yīng)在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。