一種氧化反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種氧化反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)硝基苯乙酮生產(chǎn)氧化反應(yīng)裝置，如圖1所示，主要由氧化塔1、空氣分布器2、氣液分離器3和空氣壓縮機(jī)5等組成。當(dāng)原料硝基乙苯加入氧化塔1后，塔體隔套通入0.6?0.8Mpa壓力的蒸汽對(duì)原料進(jìn)行加熱升溫，當(dāng)溫度升到約130?140°C時(shí)開啟空氣壓縮機(jī)5，向塔內(nèi)通約0.5?0.7Mpa壓力的壓縮空氣。壓縮空氣由塔內(nèi)空氣分布器2均衡分布為細(xì)泡進(jìn)入料液中。由于氣泡比重遠(yuǎn)小于料液；故氣泡自然上浮，又由于氣泡表面于料液接觸，當(dāng)達(dá)到硝基乙苯于氧反應(yīng)溫度時(shí)，空氣細(xì)泡中的氧就與原料硝基乙苯行成氧化反應(yīng)形成對(duì)硝基苯乙酮。當(dāng)空氣細(xì)泡上升到原料液面時(shí)，細(xì)泡中的其它氣體和未反應(yīng)完的氧氣在空壓機(jī)的壓力下排向氣液分離器，在分離器的作用下將高溫、高壓下共沸的原料和生成反應(yīng)物分離出來回流向氧化塔1內(nèi)，帶有反應(yīng)過程中的生成物和大量尾氣排向尾氣處理系統(tǒng)處理后再排向大氣；這樣必然造成空氣污染，影響周圍的環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種氧化反應(yīng)裝置，結(jié)構(gòu)合理，無污染，能耗低。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:一種氧化反應(yīng)裝置，包括自吸式攪拌反應(yīng)釜、冷凝器和供氧裝置，所述自吸式攪拌反應(yīng)釜包括釜體、進(jìn)氧室、電機(jī)、空心軸、離心葉輪和攪拌葉輪，進(jìn)氧室密封固定在釜體頂部?jī)?nèi)，空心軸上端穿過進(jìn)氧室與固定在釜體上的電機(jī)連接，所述離心葉輪套設(shè)在所述空心軸中部，所述離心葉輪上設(shè)有進(jìn)料孔和出料口，所述進(jìn)料孔經(jīng)空心軸與進(jìn)氧室連通；所述攪拌葉輪套設(shè)在空心軸下端；所述供氧裝置與所述自吸式攪拌反應(yīng)釜內(nèi)的進(jìn)氧室連通，所述自吸式攪拌反應(yīng)釜頂部設(shè)有接管與冷凝器連通的出氣口 ；所述冷凝通道的氣體出口與所述進(jìn)氧室連通。
[0005]優(yōu)選的，所述供氧裝置由液氧罐和蒸發(fā)器連通構(gòu)成，蒸發(fā)器出口與進(jìn)氧室連通。
[0006]優(yōu)選的，所述蒸發(fā)器與進(jìn)氧室之間的通道上設(shè)有流量計(jì)。
[0007]優(yōu)選的，還包括集水槽，所述集水槽與冷凝通道的液體出口連通。
[0008]優(yōu)選的，所述釜體為夾套式結(jié)構(gòu)。
[0009]優(yōu)選的，所述釜體內(nèi)設(shè)有若干蒸汽調(diào)溫管，用于加熱釜體內(nèi)的物料。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):采用充足的純氧直接送入反應(yīng)釜，確保物料反應(yīng)完全，多余氧氣經(jīng)冷凝器回收循環(huán)使用，消除了廢氣的排放；并且整個(gè)裝置為封閉式，使得反應(yīng)迅速，周期短，產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率和收率高。
【附圖說明】
[0011]圖1為傳統(tǒng)反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明氧化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
[0014]如圖2所示的一種對(duì)硝基苯乙酮生產(chǎn)氧化反應(yīng)裝置，包括自吸式攪拌反應(yīng)釜11、冷凝器12、集水槽13和供氧裝置，自吸式攪拌反應(yīng)釜11包括釜體、進(jìn)氧室1-4、驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-1、空心軸1-2、離心葉輪1-6和攪拌葉輪1-8，進(jìn)氧室1-4密封固定在釜體頂部?jī)?nèi)，空心軸1-2上端穿過進(jìn)氧室1-4與固定在釜體上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-1連接，離心葉輪1-6套設(shè)在空心軸1-2中部，離心葉輪1-6上設(shè)有進(jìn)料孔1-7和出料口，進(jìn)料孔1-7經(jīng)空心軸1-2與進(jìn)氧室1-4連通；攪拌葉輪1-8套設(shè)在空心軸1-2下端；供氧裝置與自吸式攪拌反應(yīng)釜11內(nèi)的進(jìn)氧室1-4連通，自吸式攪拌反應(yīng)釜11頂部設(shè)有接管與冷凝器12連通的出氣口 ；冷凝器的氣體出口與進(jìn)氧室1-4連通，集水槽13與冷凝通道的液體出口連通。
[0015]供氧裝置由液氧罐15和蒸發(fā)器14連通構(gòu)成，蒸發(fā)器14出口與進(jìn)氧室1_4連通，蒸發(fā)器14與進(jìn)氧室1-4之間的通道上設(shè)有流量計(jì)16。
[0016]釜體為夾套式結(jié)構(gòu)；釜體內(nèi)設(shè)有若干蒸汽調(diào)溫管1-5，用于加熱釜體內(nèi)的物料。
[0017]當(dāng)原料硝基乙苯加入到自吸式攪拌反應(yīng)釜11后，將釜內(nèi)調(diào)溫管1-5通入約0.6?0.8Mpa壓力的蒸汽對(duì)原料進(jìn)行加熱升溫，當(dāng)溫度升到約130?140°C時(shí)，從液氧罐15、蒸發(fā)器14、流量計(jì)16等向釜內(nèi)進(jìn)氧室1-4通入約0.7?0.9Mpa壓力的高純氧。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)1_1的轉(zhuǎn)動(dòng)下帶動(dòng)空心軸1-2的旋轉(zhuǎn)，又由于離心葉輪1-6是裝在空心軸1-2上的，所以離心葉輪1-6與空心軸1-2同速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下形成了釜內(nèi)原料從離心葉輪進(jìn)料孔1-7進(jìn)入，從葉輪出料口流出。又由于進(jìn)氧室1-4通過空心軸1-2上吸氧孔1-3、空心軸1-2中心孔與葉輪進(jìn)料孔1-7相通，所以在離心葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)、原料在離心葉輪1-6中高速流動(dòng)的情況下使吸氧孔1-3形成了相對(duì)于釜內(nèi)物料的負(fù)壓，使氧氣吸入混和到料液中形成細(xì)微氣泡，又在攪拌葉輪1-8的作用下將氣、液下拉并充分?jǐn)嚢?，又由于氣泡表面與料液接觸，當(dāng)達(dá)到硝基乙苯與氧反應(yīng)溫度時(shí)，細(xì)微氣泡中的氧就與原料硝基乙苯氧化反應(yīng)生成硝基苯乙酮。
[0018]由于本工藝將釜內(nèi)、外氣路設(shè)計(jì)為閉環(huán)式，當(dāng)釜內(nèi)料液中細(xì)微氣泡緩慢上升到原料液面時(shí)，細(xì)微氣泡中未反應(yīng)完的氧氣和高溫下共沸的原料及反應(yīng)過程中生成的氣化物在進(jìn)氧室1-4與釜內(nèi)相對(duì)負(fù)壓的作用下流向冷凝器12。當(dāng)冷凝器12通入冷卻液時(shí)，氣體中反應(yīng)生成的氣化物和少量共沸的原料即可分離出來并流入到集水槽13。經(jīng)過冷凝器12分離后凈化的氧氣又由于自吸式攪拌反應(yīng)釜11內(nèi)與進(jìn)氣室相對(duì)負(fù)壓的作用，自吸返回到自吸式攪拌反應(yīng)釜11的進(jìn)氧室參與繼續(xù)反應(yīng)。
[0019]本發(fā)明反應(yīng)裝置存在以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1、閉環(huán)式純氧反應(yīng)，消除了廢氣的排放
[0021]由于本反應(yīng)裝置采用了閉環(huán)式純氧反應(yīng)環(huán)境，進(jìn)釜參與反應(yīng)的就沒有其它任何氣體。又因先前未反應(yīng)完的氧氣經(jīng)凈化后又完全回收復(fù)用，很少量的反應(yīng)氣化物經(jīng)冷凝器完全回收。所以沒有氣體和氣化物排放，完全解決了氣化反應(yīng)中廢氣排放和污染環(huán)境的難題。
[0022]在傳統(tǒng)式氧化反應(yīng)裝置是使用的壓縮空氣，空氣中通常氧含量只有21%左右，能參于反應(yīng)的氧氣只有百分之幾，反應(yīng)后的氣體因氧氣含量的下降無法回用，再加之混進(jìn)氣體反應(yīng)物因氣量大回收不完全，所以有大量被污染的氣體排放到大氣污染了環(huán)境。
[0023]2、縮短了反應(yīng)時(shí)間、提高了產(chǎn)品的收率
[0024]由于本反應(yīng)裝置采用了閉環(huán)式純氧反應(yīng)，純氧氣體進(jìn)釜混和到參于反應(yīng)的硝基乙苯液體中的細(xì)微氣泡表面均為反應(yīng)物。所以在達(dá)到反應(yīng)條件時(shí)高速反應(yīng)轉(zhuǎn)為產(chǎn)品，縮短了反應(yīng)時(shí)間、提高了產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率和收率。
[0025]在同質(zhì)同量的情況下，傳統(tǒng)裝置需要24小時(shí)，本裝置只需18小時(shí)。傳統(tǒng)裝置的轉(zhuǎn)化率一般在60%左右，收率只能達(dá)到66%左右。本裝置的轉(zhuǎn)化率一般在75%左右，收率達(dá)到80%左右。
[0026]3、循環(huán)凈化、回收氧氣重復(fù)使用，回收氣化物再次利用
[0027]本反應(yīng)裝置因采用純氧供給，當(dāng)釜內(nèi)因反應(yīng)過程中生成氣化副產(chǎn)物，沖淡氧氣抑制反應(yīng)時(shí)，由于釜內(nèi)的特殊結(jié)構(gòu)和離心葉輪的作用力，又因本工藝氣路采用了閉路循環(huán)的方式，使釜內(nèi)進(jìn)氣口和出氣口產(chǎn)生一定的壓差，使釜內(nèi)氣體連續(xù)流出釜外，經(jīng)冷凝器去除反應(yīng)過程中生成氣化副產(chǎn)物，，冷凝凈化后的氧氣，可完全回收閉路循環(huán)流回釜內(nèi)周而復(fù)始參于反應(yīng)，直到氧氣耗完。經(jīng)冷凝回收的少量原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)物再次利用。
[0028]在傳統(tǒng)裝置中，因氣量太大，熱能太高則無法完全回收。
[0029]4、節(jié)約了能耗
[0030]本反應(yīng)裝置采用純供給無需加壓，不產(chǎn)生加壓的動(dòng)力能耗。又由于純氧反應(yīng)，流出釜外氣流量極小，所以帶出熱能也很少。
[0031]傳統(tǒng)反應(yīng)裝置因使用空氣，因空氣含氧量只有21%左右，必須加壓濃縮，提高氧氣密度，提高氧化塔內(nèi)部壓力。所以要消耗大量的加壓動(dòng)力能耗。這些大量的氣體經(jīng)過氧化塔內(nèi)時(shí)，因反應(yīng)過程中的塔溫很高，又要吸收大量的熱能帶出塔外，從而又消耗了大量的加熱能源。
[0032]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:包括自吸式攪拌反應(yīng)釜、冷凝器和供氧裝置，所述自吸式攪拌反應(yīng)釜包括釜體、進(jìn)氧室、電機(jī)、空心軸、離心葉輪和攪拌葉輪，進(jìn)氧室密封固定在釜體頂部?jī)?nèi)，空心軸上端穿過進(jìn)氧室與固定在釜體上的電機(jī)連接，所述離心葉輪套設(shè)在所述空心軸中部，所述離心葉輪上設(shè)有進(jìn)料孔和出料口，所述進(jìn)料孔經(jīng)空心軸與進(jìn)氧室連通；所述攪拌葉輪套設(shè)在空心軸下端；所述供氧裝置與所述自吸式攪拌反應(yīng)釜內(nèi)的進(jìn)氧室連通，所述自吸式攪拌反應(yīng)釜頂部設(shè)有接管與冷凝器連通的出氣口 ；所述冷凝器的氣體出口與所述進(jìn)氧室連通。2.如權(quán)利要求1所述氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述供氧裝置由液氧罐和蒸發(fā)器連通構(gòu)成，蒸發(fā)器出口與進(jìn)氧室連通。3.如權(quán)利要求2所述氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述蒸發(fā)器與進(jìn)氧室之間的通道上設(shè)有流量計(jì)。4.如權(quán)利要求1所述氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:還包括集水槽，所述集水槽與冷凝通道的液體出口連通。5.如權(quán)利要求1所述氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述釜體為夾套式結(jié)構(gòu)。6.如權(quán)利要求1所述氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述釜體內(nèi)設(shè)有若干蒸汽調(diào)溫管，用于加熱釜體內(nèi)的物料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氧化反應(yīng)裝置，包括自吸式攪拌反應(yīng)釜、冷凝器和供氧裝置，所述自吸式攪拌反應(yīng)釜包括釜體、進(jìn)氧室、電機(jī)、空心軸、離心葉輪和攪拌葉輪，進(jìn)氧室密封固定在釜體頂部?jī)?nèi)，空心軸上端穿過進(jìn)氧室與固定在釜體上的電機(jī)連接，所述離心葉輪套設(shè)在所述空心軸中部，所述離心葉輪上設(shè)有進(jìn)料孔和出料口，所述進(jìn)料孔經(jīng)空心軸與進(jìn)氧室連通；所述攪拌葉輪套設(shè)在空心軸下端；所述供氧裝置與所述自吸式攪拌反應(yīng)釜內(nèi)的進(jìn)氧室連通，所述自吸式攪拌反應(yīng)釜頂部設(shè)有接管與冷凝器連通的出氣口；所述冷凝器的氣體出口與所述進(jìn)氧室連通。本發(fā)明消除了廢氣的排放，使得反應(yīng)迅速，周期短，產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率和收率高。
【IPC分類】B01J10/00, C07C201/12, C07C205/45, B01J19/18
【公開號(hào)】CN105289426
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510789824
【發(fā)明人】徐杰武, 丁明祥, 迮甲科, 潘時(shí)勇, 吳春
【申請(qǐng)人】阜寧縣安勤化學(xué)有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日