專利名稱：淺液層小泡徑外換熱大型氣液反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種涉及化工合成設(shè)備、特別是用于氯甲烷合成的淺液層小泡徑外換熱大型氣液反應(yīng)器。
技術(shù)背景氯甲烷是有機(jī)硅生產(chǎn)的重要原料。甲基氯硅烷合成所需的絕大部分氯甲烷都是采用HCL與甲醇脂化來(lái)生產(chǎn)的。
通常是以汽化后的甲醇蒸汽配以過(guò)量的HCL鼓泡通過(guò)ZnCL2水溶液在130℃～150℃完成合成反應(yīng)。
該合成反應(yīng)是在氣泡的界面上發(fā)生的，因此氣液接觸面積越大越有利于反應(yīng)進(jìn)行。此系統(tǒng)中有HCL、甲醇、水和CH3CL，且溶液在130℃以上，因此，化學(xué)腐蝕性極強(qiáng)。現(xiàn)有技術(shù)采用帶夾套的搪瓷反應(yīng)釜。搪瓷反應(yīng)釜開車時(shí)夾套內(nèi)通蒸汽使溶液溫度升高，正常工作時(shí)夾套通水取出反應(yīng)熱。由于工作條件苛刻，搪瓷反應(yīng)釜的使用壽命較短，特別是人孔蓋大約一年就得更換。帶內(nèi)襯防腐瓷板反應(yīng)釜使用壽命長(zhǎng)，但人孔蓋為膠泥砌死結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要開人孔時(shí)要造成人孔的損壞，往往需要修復(fù)襯砌。另一方面HCL氣體的壓力具有0.06MPa(濃鹽酸蒸出法生產(chǎn)的純HCL)，而HCL氣體壓縮機(jī)又很昂貴，故通常只用壓力較低的HCL鼓泡層，鼓泡層高度僅有2-3m，且現(xiàn)有的反應(yīng)釜均為立式結(jié)構(gòu)，很難大幅度增加橫截面積，因此，單臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)能力較低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種具有橫截面積大的臥式反應(yīng)釜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的外循環(huán)換熱系統(tǒng)，其使用壽命長(zhǎng)，成本低，單臺(tái)生產(chǎn)能力大的淺液層小泡徑外換熱大型氣液反應(yīng)器。
解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種淺液層小泡徑外換熱大型氣液反應(yīng)器，它包括反應(yīng)釜和外循環(huán)換熱系統(tǒng)，反應(yīng)釜由外殼體1，在外層殼體1內(nèi)襯有橡膠內(nèi)襯層2，在橡膠內(nèi)襯層2上粘接有瓷板層3組成的反應(yīng)釜?dú)んw，在反應(yīng)釜?dú)んw上部設(shè)有人孔4、反應(yīng)氣體入口5、產(chǎn)品氣出口6、投光鏡8、視鏡9、測(cè)溫口19構(gòu)成，外循環(huán)換熱系統(tǒng)由氯化氫氣體管路26、甲醇蒸汽總管路25、蒸汽管路22、冷凝管路23、產(chǎn)品氣管路27組成，其特殊之處在于反應(yīng)釜為臥式，在反應(yīng)釜?dú)んw內(nèi)設(shè)置由氣體垂直管10與配氣加強(qiáng)塊11連通，配氣加強(qiáng)塊11與氣體水平管12連通，氣體水平管12與若干根氣體水平支管13連通，若干根氣體水平支管13裝于數(shù)個(gè)配氣支撐塊14內(nèi)組成的管式氣體分布器，管式氣體分布器的配氣加強(qiáng)塊11、配氣支撐塊14均置于與反應(yīng)釜?dú)んw的瓷板層3固定的支架18上，氣體垂直管10的上端設(shè)置于反應(yīng)釜的反應(yīng)氣體入口5處，且與外循環(huán)換熱系統(tǒng)的氯化氫氣體管路26、甲醇蒸汽總管路25連接，在反應(yīng)釜?dú)んw上部設(shè)有循環(huán)液入口7，在其下部設(shè)有循環(huán)液出口15，在反應(yīng)釜?dú)んw上部設(shè)置的人孔4上置有由聚四氟乙烯板28上置鋼盲板29用膠泥封閉組成的蓋板，在反應(yīng)釜?dú)んw上部設(shè)有封閉人孔4的壓力罩17，外循環(huán)換熱系統(tǒng)還包括石墨換熱器21、甲醇管路24，石墨換熱器21的進(jìn)口通過(guò)循環(huán)泵20與反應(yīng)釜的循環(huán)液出口15連接，石墨換熱器21的出口與反應(yīng)釜的循環(huán)液入口7連接，石墨換熱器21與并接的蒸氣管路22、甲醇蒸汽總管路25連接，且與并接的冷凝管路23、甲醇管路24連接。所說(shuō)的管式氣體分布器的氣體垂直管10、配氣加強(qiáng)塊11、氣體水平管12、若干根氣體水平支管13、數(shù)個(gè)支撐塊14均為聚四氟乙烯，氣體垂直管10、氣體水平管12均與配氣加強(qiáng)塊11過(guò)盈配合連接。
本實(shí)用新型的淺液層小泡徑外換熱大型反應(yīng)器，由于采用了抗腐蝕、防滲透、強(qiáng)度高的臥式反應(yīng)釜，且在臥式反應(yīng)釜內(nèi)置有聚四氟乙烯氣體分布器的結(jié)構(gòu)，因此，反應(yīng)釜橫截面積大，反應(yīng)釜內(nèi)液層淺，氣體分布器的分配氣泡直徑小，鼓泡層的氣液相接觸面積大，副反應(yīng)少，節(jié)約原料，使用壽命長(zhǎng)，單臺(tái)生產(chǎn)能力大；由于反應(yīng)釜的人孔蓋板采用聚四氟乙烯板上置鋼盲板，再用膠泥封蓋，且在人孔外設(shè)有壓力罩結(jié)構(gòu)，因此，封密性能好，使用壽命長(zhǎng)，又便于更換；由于采用外循環(huán)換熱系統(tǒng)，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制作，便于維護(hù)，成本低。


圖1為本實(shí)用新型連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2的俯視示意圖。
圖4為圖2中A-A剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面利用附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
參照1-4，淺液層小泡徑外換熱大型氣液反應(yīng)器包括臥式反應(yīng)釜和外循環(huán)換熱系統(tǒng)兩大部分組成。
臥式反應(yīng)釜包括由外殼體1，在碳鋼外殼體1內(nèi)襯有抗腐蝕、防滲透的硬硫化橡膠層2，在硬硫化橡膠層2上采用膠泥作粘接劑砌襯的耐酸瓷板層3組成的反應(yīng)釜?dú)んw。膠泥原料為市售產(chǎn)品。在反應(yīng)釜?dú)んw上部設(shè)有人孔4、反應(yīng)氣體入口5、產(chǎn)品氣出口6、循環(huán)液入口7、投光鏡8、視鏡9、測(cè)溫口19。在反應(yīng)釜?dú)んw下部設(shè)有循環(huán)液出口15。人孔4的蓋板采用聚四氟乙烯板28上置鋼盲板29再用膠泥封蓋，膠泥不粘聚四氟乙烯板，拆蓋檢修反應(yīng)釜時(shí)，不會(huì)損壞人孔4，且在人孔4處設(shè)有密封的壓力罩17，在壓力罩內(nèi)充以0.05MPa的干N2氣，能防止反應(yīng)釜內(nèi)漏氣，干N2氣積存在人孔4的上部使傳熱強(qiáng)度低，能夠有效地提高反應(yīng)釜壽命。在反應(yīng)釜?dú)んw內(nèi)設(shè)有管式氣體分布器，管式氣體分布器采用聚四氟乙烯管制作。管式氣體分布器由氣體垂直管10，氣體垂直管10與配氣加強(qiáng)塊11連通，配氣加強(qiáng)塊11與氣體水平管12連通，氣體水平管12與若干根氣體水平支管13連通，若干根氣體水平支管13裝于數(shù)個(gè)配氣支撐塊14內(nèi)組成。配氣加強(qiáng)塊11、配氣支撐塊14均置于與反應(yīng)釜?dú)んw的瓷板層3砌筑的支座18上。氣體垂直管10設(shè)置于反應(yīng)氣體入口5處，本實(shí)用新型的氣體分布器利用聚四氟乙烯膨脹系數(shù)大的特點(diǎn)，采用過(guò)盈配合使氣體垂直管10、水平管12與配氣加強(qiáng)塊11固定在一起。管式氣體分布器亦可采用金屬鋯管焊接在一起。金屬鋯管焊接組成的管式氣體分布器價(jià)格昂貴。外循環(huán)換熱系統(tǒng)包括由與反應(yīng)氣體入口5設(shè)置的氣體分布器垂直管10連通的HCL氣體管路26、甲醇蒸汽總管路25連接，甲醇蒸汽總管路25還與蒸汽管路22并接再與石墨換熱器21連接，甲醇管路24與冷凝管路23并接再與石墨換熱器21連接，石墨換熱器21的出口與反應(yīng)釜的循環(huán)液入口7連接，反應(yīng)釜的循環(huán)液出口15通過(guò)管路上的循環(huán)泵20與石墨換熱器21的進(jìn)口連接，反應(yīng)釜的產(chǎn)品氣出口6與產(chǎn)品氣管路27連接組成。循環(huán)泵20、石墨換熱器21為現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品。
溶液升溫時(shí)石墨換熱器21殼程通以蒸汽，可以將溶液從常溫升到反應(yīng)溫度。在反應(yīng)釜正常工作時(shí)將蒸汽管路22和冷凝液管路23的閥們關(guān)死以后上好盲板，確保甲醇不漏入蒸汽和冷凝液中，甲醇管路24通過(guò)調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)入換熱器21的液體甲醇流量來(lái)控制循環(huán)溶液入反應(yīng)釜的溫度。產(chǎn)生的甲醇蒸汽經(jīng)過(guò)蒸汽套管過(guò)熱后，進(jìn)入甲醇蒸汽總管路25，通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制進(jìn)入反應(yīng)釜的甲醇量。HCL氣體26通過(guò)轉(zhuǎn)子控制高于化學(xué)分子比的比率混合到甲醇蒸汽管路25中一同進(jìn)入反應(yīng)釜。這套外循環(huán)換熱系統(tǒng)，既方便了開車，又將反應(yīng)熱全部用于甲醇蒸發(fā)，因此節(jié)能效果顯著。
權(quán)利要求1.一種淺液層小泡徑外換熱大型氣液反應(yīng)器，它包括反應(yīng)釜和外循環(huán)換熱系統(tǒng)，反應(yīng)釜由外殼體(1)，在外層殼體(1)內(nèi)襯有橡膠內(nèi)襯層(2)，在橡膠內(nèi)襯層(2)上粘接有瓷板層(3)組成的反應(yīng)釜?dú)んw，在反應(yīng)釜?dú)んw上部設(shè)有人孔(4)、反應(yīng)氣體入口(5)、產(chǎn)品氣出口(6)、投光鏡(8)、視鏡(9)、測(cè)溫口(19)構(gòu)成，外循環(huán)換熱系統(tǒng)由氯化氫氣體管路(26)、甲醇蒸汽總管路(25)、蒸汽管路(22)、冷凝管路(23)、產(chǎn)品氣管路(27)組成，其特征在于反應(yīng)釜為臥式，在反應(yīng)釜?dú)んw內(nèi)設(shè)置由氣體垂直管(10)與配氣加強(qiáng)塊(11)連通，配氣加強(qiáng)塊(11)與氣體水平管(12)連通，氣體水平管(12)與若干根氣體水平支管(13)連通，若干根氣體水平支管(13)裝于數(shù)個(gè)配氣支撐塊(14)內(nèi)組成的管式氣體分布器，管式氣體分布器的配氣加強(qiáng)塊(11)、配氣支撐塊(14)均置于與反應(yīng)釜?dú)んw的瓷板層(3)固定的支架(18)上，氣體垂直管(10)的上端設(shè)置于反應(yīng)釜的反應(yīng)氣體入口(5)處，且與外循環(huán)換熱系統(tǒng)的氯化氫氣體管路(26)、甲醇蒸汽總管路(25)連接，在反應(yīng)釜?dú)んw上部設(shè)有循環(huán)液入口(7)，在其下部設(shè)有循環(huán)液出口(15)，在反應(yīng)釜?dú)んw上部設(shè)置的人孔(4)上置有由聚四氟乙烯板(28)上置鋼盲板(29)用膠泥封閉組成的蓋板，在反應(yīng)釜?dú)んw上部設(shè)有封閉人孔(4)的壓力罩(17)，外循環(huán)換熱系統(tǒng)還包括石墨換熱器(21)、甲醇管路(24)，石墨換熱器(21)的進(jìn)口通過(guò)循環(huán)泵(20)與反應(yīng)釜的循環(huán)液出口(15)連接，石墨換熱器(21)的出口與反應(yīng)釜的循環(huán)液入口(7)連接，石墨換熱器(21)與并接的蒸氣管路(22)、甲醇蒸汽總管路(25)連接，且與并接的冷凝管路(23)、甲醇管路(24)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺液小泡徑外換熱大型氣液反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的管式氣體分布器的氣體垂直管(10)、配氣加強(qiáng)塊(11)、氣體水平管(12)、若干根氣體水平支管(13)、數(shù)個(gè)配氣支撐塊(14)均為聚四氟乙烯，其相互之間為過(guò)盈配合連接。
專利摘要一種涉及化工合成設(shè)備，特別是用于氯甲烷合成的淺液層小泡徑外換熱大型氣液反應(yīng)器，它包括反應(yīng)釜和外循環(huán)換熱系統(tǒng)，反應(yīng)釜由殼體、在殼體上部的人孔、反應(yīng)氣體入口、產(chǎn)品氣出口、投光鏡、視鏡、測(cè)溫口組成，外循環(huán)換熱系統(tǒng)由氯化氫氣體管路、甲醇管路、甲醇蒸汽總管路、蒸氣管路、冷凝液管路、產(chǎn)品氣管路組成，其特點(diǎn)是在臥式反應(yīng)釜內(nèi)置的管式氣體分布器與氯化氫管路、甲醇蒸汽總管路連接，在反應(yīng)釜上設(shè)置的循環(huán)液入口與石墨換熱器出口連線，其循環(huán)液出口通過(guò)循環(huán)泵與石墨換熱器進(jìn)口連接，石墨換熱器與蒸汽管路、甲醇蒸汽總管路，冷凝管路、甲醇管路并接，在人孔上套置壓力罩。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，單臺(tái)生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J10/00GK2569907SQ02275468
公開日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2002年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月25日
發(fā)明者余家驤 申請(qǐng)人:余家驤