改進(jìn)的連續(xù)進(jìn)料快速撤熱化工反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一組用于劇烈放熱反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)料連續(xù)撤熱化工反應(yīng)器，屬于化工生產(chǎn)反應(yīng)過(guò)程的強(qiáng)化及智能化。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工業(yè)化應(yīng)用的氯化、氧化和磺化反應(yīng)器主要有攪拌釜式，降膜式及噴射管等方式。雖然中國(guó)專(zhuān)利改進(jìn)的連續(xù)混合撤熱化工生產(chǎn)裝置CN201410276754.X解決了物料瞬間混合，迅速撤熱的問(wèn)題，但氧化反應(yīng)攪拌頭的設(shè)置有安全隱患；磺化酸渣沉淀腐蝕構(gòu)件；初始反應(yīng)物流速較慢；其罐體、攪拌頭和電機(jī)錐齒輪連接，導(dǎo)致裝置布局擁擠，檢修不便；尤其是，反應(yīng)設(shè)備安裝在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，設(shè)置各種監(jiān)測(cè)傳感器后更加凌亂，安全隱患顯現(xiàn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)的連續(xù)進(jìn)料快速撤熱化工反應(yīng)器，可靈活更換部件以調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)；也可以方便設(shè)置溫度、壓力、流速及質(zhì)量等各類(lèi)監(jiān)測(cè)傳感器，為智能化生產(chǎn)提供核心裝備。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種改進(jìn)的連續(xù)進(jìn)料快速撤熱化工反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐、調(diào)速電機(jī)、均化攪拌頭，所述反應(yīng)罐的軸向位置處于水平，其一側(cè)為出料口，另一側(cè)為進(jìn)料口，該進(jìn)料口連接液/液或液/氣進(jìn)料室；均化攪拌頭延伸至反應(yīng)罐進(jìn)料口的中心處，該均化攪拌頭另一端通過(guò)對(duì)輪和調(diào)速電機(jī)直連，且該均化攪拌頭及調(diào)速電機(jī)的軸向和反應(yīng)罐的軸向平行設(shè)置；所述液/液或液/氣進(jìn)料室的上下側(cè)分別開(kāi)有液體進(jìn)料口和氣體進(jìn)料口 ；所述反應(yīng)罐的外壁上設(shè)有冷卻夾套且開(kāi)有冷卻或加熱進(jìn)出口。
[0006]—種改進(jìn)的連續(xù)進(jìn)料快速撤熱化工反應(yīng)器，所述反應(yīng)罐的軸向位置處于水平，其一側(cè)為出料口，液/液或液/氣進(jìn)料室設(shè)置在反應(yīng)罐內(nèi)；均化攪拌頭置于所述液/液或液/氣進(jìn)料室末端中心處，該均化攪拌頭另一端在反應(yīng)罐外通過(guò)對(duì)輪和調(diào)速電機(jī)直連，且該均化攪拌頭及調(diào)速電機(jī)的軸向和反應(yīng)罐的軸向平行設(shè)置；所述液/液或液/氣進(jìn)料室上分別依次開(kāi)有液體進(jìn)料口和若干氣體進(jìn)料口，該若干氣體進(jìn)料口分別互成直角；所述反應(yīng)罐底部設(shè)有冷卻或加熱盤(pán)管，該冷卻或加熱盤(pán)管開(kāi)有冷卻或加熱載體進(jìn)出口。
[0007]本實(shí)用新型中反應(yīng)罐由現(xiàn)有的立體改為水平布局，去掉了現(xiàn)有技術(shù)CN201410276754.X中多余的容積和框架，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，可以隨生產(chǎn)工藝變化更換攪拌頭和靜態(tài)混合器型號(hào)，且拆裝方便；特別是，本實(shí)用新型的布局有利于溫度、壓力、流速及質(zhì)量等監(jiān)測(cè)傳感器的設(shè)置，可為智能化生產(chǎn)提供核心裝備。
[0008]本實(shí)用新型采用調(diào)速電機(jī)和均化攪拌頭通過(guò)對(duì)輪直連接，而使攪拌頭與靜態(tài)混合器串聯(lián)設(shè)置且與調(diào)速電機(jī)呈軸向平行連接，規(guī)定配料比的各反應(yīng)物同時(shí)進(jìn)入混合室，瞬間被攪拌頭強(qiáng)制混合均勻，物料隨即開(kāi)始反應(yīng)并向靜態(tài)混合器推進(jìn)；劇烈的反應(yīng)放熱由單管式或管束式靜態(tài)混合器外部設(shè)置的，冷卻夾套內(nèi)的冷載體即時(shí)撤去。
[0009]由于參加反應(yīng)的氣體物料是少量且被挾裹在液體原料中，攪拌頭以術(shù)130r/min的高速剪切力可以最大限度破碎氣泡表面張力，使得各物料相接觸面積達(dá)到最大化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了氣/液物質(zhì)間相傳質(zhì)過(guò)程的瞬間強(qiáng)化;反應(yīng)產(chǎn)生的劇烈放熱可以被管束式靜態(tài)混合器即時(shí)取走，最終實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模、連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。
[0010]本實(shí)用新型適用市售原料做氯化、氧化、磺化、烷基化及合成橡膠聚合反應(yīng)，較常規(guī)攪拌釜、噴管式或降膜式工藝更精細(xì)，可使反應(yīng)副產(chǎn)物降低20%以上；反應(yīng)時(shí)間縮短5%以上，反應(yīng)溫度降低10%以上。實(shí)現(xiàn)了氯化、氧化、磺化、烷基化及合成橡膠聚合的連續(xù)化、大批量和高質(zhì)量工業(yè)生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1，參照?qǐng)D1，一種改進(jìn)的連續(xù)進(jìn)料快速撤熱化工反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐，該反應(yīng)罐為單管式靜態(tài)混合器6，調(diào)速電機(jī)1、均化攪拌頭5a，所述單管式靜態(tài)混合器6的軸向位置處于水平，其一側(cè)為出料口 10，另一側(cè)為進(jìn)料口，該進(jìn)料口連接液/液或液/氣進(jìn)料室2 ;均化攪拌頭5a延伸至所述單管式靜態(tài)混合器6的進(jìn)料口中心處，該均化攪拌頭5a另一端通過(guò)對(duì)輪和調(diào)速電機(jī)1直連，且該均化攪拌頭5a及調(diào)速電機(jī)1的軸向和單管式靜態(tài)混合器6的軸向平行設(shè)置；所述液/液或液/氣混合室2的上下側(cè)分別開(kāi)有液體進(jìn)料口 3和氣體進(jìn)料口 4 ;所述單管式靜態(tài)混合器6的外壁上設(shè)有冷卻夾套且開(kāi)有冷卻或加熱載體進(jìn)出P 7、8。
[0016]所述液/液或液/氣混合室2上設(shè)置的氣體進(jìn)料口 4延伸至均化攪拌頭5a的物料吸入口處。
[0017]所述均化攪拌頭5a采用螺旋槳推進(jìn)式高速攪拌頭。當(dāng)氧化、氯化反應(yīng)時(shí)設(shè)置螺旋槳推進(jìn)式高速攪拌頭使氣/液混合更安全。
[0018]用下述具體反應(yīng)過(guò)程進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1。
[0019]、純苯氯化生產(chǎn)氯苯的反應(yīng)
[0020]在100M3側(cè)攪拌罐內(nèi)，程序控制離心栗將純度> 98%工業(yè)苯在攪拌罐一板式換熱器一攪拌罐之間打循環(huán)，將規(guī)定配料的苯加熱至55±2°C。
[0021]在5M3搪瓷攪拌釜內(nèi)，將規(guī)定配料的催化劑三氯化鐵和三氯苯加熱至55±2°C?？刂坡輻U栗將催化劑溶液在攪拌釜底出口至攪拌釜頂進(jìn)料口之間打循環(huán)3小時(shí)。轉(zhuǎn)換流程將計(jì)量的催化劑溶液、苯經(jīng)單管靜態(tài)混合器組成混合溶液，栗入100M3攪拌罐術(shù)2小時(shí)。等待轉(zhuǎn)換流程分流進(jìn)入液體進(jìn)料口 3。
[0022]將工業(yè)瓶裝液氯通入緩沖罐內(nèi)恒溫至25 ± 5 °C，程序控制氯氣進(jìn)入緩沖罐至規(guī)定出口壓力。將規(guī)定配料的帶壓氯氣經(jīng)過(guò)濾、計(jì)量進(jìn)入氣體進(jìn)料口 4，同時(shí)，轉(zhuǎn)換流程控制等配比的苯、催化劑混合物料連續(xù)進(jìn)入進(jìn)料口 3 ;在液/液或液/氣進(jìn)料室2內(nèi)液/氣物料>0.2s瞬間被攪拌頭5a槳葉強(qiáng)制混合均勻，隨即進(jìn)入單管靜態(tài)混合器6開(kāi)始反應(yīng)；反應(yīng)物在氺5.0s內(nèi)由出口 10進(jìn)入后續(xù)管束式靜態(tài)混合器組內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，劇烈的反應(yīng)熱被及時(shí)撤去；并且將反應(yīng)物料溫度恒定在80±5°C。反應(yīng)后的產(chǎn)物再用螺桿栗加壓進(jìn)入串聯(lián)式單管靜態(tài)混合器，保持80±2°C進(jìn)行強(qiáng)制鏈終止反應(yīng)。反應(yīng)后物料進(jìn)入指定儲(chǔ)罐。
[0023]用本方法連續(xù)生產(chǎn)氯苯效率提高30%以上。副產(chǎn)物減少90%以上，進(jìn)而減輕了對(duì)環(huán)境的污染。本方法可設(shè)置溫度、壓力、流量、質(zhì)量等監(jiān)測(cè)傳感器，接入計(jì)算機(jī)程序控制系統(tǒng)；本方法有利于機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。
[0024]、雙甘膦氧化生產(chǎn)草甘膦的反應(yīng)
[0025]在常規(guī)50M3攪拌釜內(nèi)，程序控制規(guī)定配料的草甘膦、活性炭催化劑和水?dāng)嚢杓訜嶂?0±2°C。同時(shí)，控制單螺桿栗將含催化劑溶液從攪拌釜底抽出一已啟動(dòng)的圖1中的進(jìn)料口 3 —高速攪拌頭5a —單管靜態(tài)混合器6 —出料口 10 —常規(guī)20M3攪拌罐，持續(xù)打循環(huán)2小時(shí)成混合物料。等待轉(zhuǎn)換流程分流進(jìn)入液體進(jìn)料口 3。
[0026]然后，打開(kāi)工業(yè)瓶裝液氧進(jìn)氣化緩沖罐內(nèi)，程序控制氧氣進(jìn)入緩沖罐至規(guī)定出口壓力。
[0027]將雙甘膦的混合物料和氧氣按等摩爾配料比，經(jīng)過(guò)濾、電腦計(jì)量同時(shí)連續(xù)進(jìn)入液體進(jìn)料口 3和氣體進(jìn)料口 4 ;在液/液或液/氣進(jìn)料室2內(nèi)以氺0.2s瞬間被攪拌頭5a槳葉強(qiáng)制混合均勻，隨即進(jìn)入單管式靜態(tài)混合器6開(kāi)始反應(yīng)；此時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的大量放熱由單管式靜態(tài)混合器6外夾套的冷卻進(jìn)出口 7、8中的冷卻水快速撤去。程序控制系統(tǒng)將反應(yīng)物料溫度恒定在82±2°C。反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)出料口 10進(jìn)另一單螺桿栗入口，用螺桿栗加壓至
0.5MPa進(jìn)入串聯(lián)式單管靜態(tài)混合器，保持80±2°C進(jìn)行強(qiáng)制鏈終止反應(yīng)；反應(yīng)后物料進(jìn)入指定儲(chǔ)罐。
[0028]用本方法能保證水劑內(nèi)草甘膦含量多30% ;生產(chǎn)效率提高50%以上。副產(chǎn)物減少90%以上，進(jìn)而減輕了對(duì)環(huán)境的污染。特別有利于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)化執(zhí)行。本方法可設(shè)置溫度、壓力、流量、質(zhì)量等監(jiān)測(cè)傳感器，接入計(jì)算機(jī)程序控制系統(tǒng)。
[0029]實(shí)施例2，參照?qǐng)D2，
[0030]一種改進(jìn)的連續(xù)進(jìn)料快速撤熱化工反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐，該反應(yīng)罐為管束式靜態(tài)混合器9，調(diào)速電機(jī)1、均化攪拌頭5b，所述管束式靜態(tài)混合器9的軸向位置處于水平，其一側(cè)為筒體11，筒體11的末端為出料口 10，出料口 10連接緩沖罐12 (在靜態(tài)混合器出口增加緩沖罐流速增加后混合撤熱更迅速)，另一側(cè)為進(jìn)料口，該進(jìn)料口連接液/液或液/氣進(jìn)料室2 ;均化攪拌頭5b延伸至所述管束式靜態(tài)混合器9的進(jìn)料口中心處，該均化攪拌頭5b另一端通過(guò)對(duì)輪和調(diào)速電機(jī)1直連，且該均化攪拌頭5b及調(diào)速電機(jī)1的軸向和管束式靜態(tài)混合器9的軸向平行設(shè)置；所述液/液或液/氣進(jìn)料室2的上下側(cè)分別開(kāi)有氣體進(jìn)料口 4和液體進(jìn)料口 3 ;所述管束式靜態(tài)混合器9的外壁上設(shè)有冷卻夾套且開(kāi)有冷卻或加熱載體進(jìn)出口 7、8。
[0031 ] 所述氣體進(jìn)料口 4延伸至均化攪拌頭5b的物料吸入口處。
[0032]所述均化攪拌頭5b采用斜槽式高速均化攪拌頭。當(dāng)磺化、烷基化反應(yīng)時(shí)設(shè)置斜槽式高速均化攪拌頭使氣/液混合液更快進(jìn)入管束式靜態(tài)混合器9撤熱。
[0033]用下述具體反應(yīng)過(guò)程進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例2。
[0034]、液體三氧化硫磺化合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽(AES)的反應(yīng)將儲(chǔ)罐內(nèi)160.0噸的液體原料脂肪醇聚氧乙烯醚(ΑΕΟ)用離心栗抽出，經(jīng)過(guò)濾后輸入板式換熱器恒溫。液體輸入所述液體進(jìn)料口 3，經(jīng)管束式靜態(tài)混合器9，再經(jīng)出料口 10返回打循環(huán)，緩慢升溫；同時(shí)從氣體進(jìn)料口 4通入氮?dú)膺M(jìn)行強(qiáng)制混合以置換ΑΕΟ中的空氣1小時(shí)；以保證反應(yīng)過(guò)程安全及反應(yīng)產(chǎn)物的外觀。然后控制冷卻或加熱載體進(jìn)出口 7、8中冷/熱載體流量使物料保持恒定溫度。市售液體原料三氧化硫在