[發明專利]大型氨化高壓球形攪拌反應釜

有效

• 申請號: 201210585526.1
• 申請日: 2012-12-30
• 公開（公告）號: CN102989372A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 李德昌;潘穎;陳明峰
• 申請（專利權）人: 安徽八一化工股份有限公司
• 主分類號: B01J3/04
• 分類號: B01J3/04;B01J19/18
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司 34102
• 代理人: 張建宏

技術領域

本發明涉及一種化工反應容器，特別是涉及一種適用于高溫、高壓條件下，具有優良的高傳質、高傳熱能力的帶攪拌反應的大型氨化高壓球形攪拌反應釜。

背景技術

對（鄰）硝基苯胺是重要的有機化工中間體，主要用于農藥、染料、助劑及感光材料等領域，對（鄰）硝基苯胺采用對（鄰）硝基氯化苯加氨反應制備，該方法中進行氨化反應的核心設備——氨化高壓攪拌反應釜是生產對（鄰）硝基苯胺的關鍵設備，氨化反應為高溫、高壓反應，釜內溫度反應為170℃～210℃，壓力在5.0～6.8MPa之間。?

目前對（鄰）硝基氯化苯氨化高壓反應釜體積為3?m³～10m³、多采用立式釜體外壁上設置整體筒形夾套，夾套與釜體的外壁之間為一腔室（或立式釜體內加蛇形換熱管），材質多選用Q345R或不銹鋼材料。攪拌設置在釜體的上端且兩者密封配合，攪拌軸上部與減速器和電機依次相連、下穿入釜體內，攪拌軸上固定有1～3層攪拌器，攪拌器形式為圓盤式渦輪攪拌器或槳葉式攪拌器。釜體的上封頭設有物料進口，出料管設在反應釜下封頭處或經釜體上封頭穿入釜體內，所述出料管的下端延伸至釜體內的下封頭處，出料管斜開口，呈45°或60°。蛇形換熱管進出口接管與釜體直接焊接。按照傳統的高壓氨化釜設計，因為氨化反應是高溫、高壓反應，計算出的反應釜筒體壁厚較厚。

該氨化高壓反應釜存在以下缺陷：隨著氨化高壓反應釜設備大型化，直徑的增加導致筒體及封頭壁厚增加較多，增加了制造成本和加工難度，降低了傳熱效率；夾套與釜體的外壁之間僅為一腔室，使用時，整體筒形夾套內蒸汽流道面積大，流速低，釜體升溫、降溫較慢，換熱效果較差；升溫慢，影響反應釜工作臺時，降溫慢，反應釜壓力不易控制，易發生安全事故，同時對氨化反應產生不利影響；內部蛇管出現問題維修不方便；蛇管進出口接管與筒體直接焊接，由于熱脹冷縮導致蛇形換熱管與筒體焊接的焊縫容易撕裂；物料對Q345R或不銹鋼的腐蝕較為嚴重。

隨著對（鄰）硝基苯胺生產規模的不斷擴大，為了節約生產成本，降低勞動強度，節能降耗，采用大容量氨化高壓反應釜生產裝置已成為未來的發展趨勢。隨著反應釜體積的增大，節能降耗、傳熱能力、均質能力、防腐性能以及產品質量如何保證成為必須解決的問題。

發明內容

本發明的目的就是針對目前隨著氨化高壓反應釜設備大型化，導致了制造成本提高、維修不方便，換熱效果較差、降低了傳熱效率，反應釜壓力不易控制、易發生安全事故，同時對氨化反應產生不利影響等問題，提供了一種大型氨化高壓球形攪拌反應釜。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種大型氨化高壓球形攪拌反應釜，包括釜體，釜體上部設有加料口、出料口、安全泄放裝置及儀表控制裝置，釜體下部設置裙座支撐整個釜體；攪拌裝置設在釜體的上端且兩者密封配合，電機、減速機與攪拌裝置依次相連，攪拌軸下穿入釜體內，攪拌軸上固定有2～3層攪拌器；出料管順著釜體內壁一直延伸到釜體下部中心處；釜體內設置有換熱裝置。

所述釜體是用兩個整體半球形封頭焊接而成，球形釜體容積為20～35m³，公稱直徑為3.4～4.0m。

所述換熱裝置由上、下環管、中間直排管、進口管和出口管組成，采用法蘭將直排管和上、下環管相連接，上環管設有進口管向上伸出于釜體上部，下環管設有出口管向下伸出于釜體底部；進口管、出口管分別穿過填料箱，填料箱與釜體焊接，用填料密封進口管、出口管與填料箱的間隙，再用填料壓蓋壓緊填料，填料箱與填料壓蓋用螺栓、螺母相連接。

所述出料管在尾端下部開孔，開孔直徑小于螺栓、螺母直徑，開孔總截面積大于出料管截面積。

所述攪拌軸上安裝的攪拌器，其槳葉直徑與筒體內徑之比為0.38～0.50，槳葉與攪拌軸連接的穿心螺栓采用細牙鈦螺栓，并使用雙螺母緊固。

所述筒體材質選用爆炸雙層復合板材料，內層選用不銹鋼，外層選用碳鋼，內層材料厚度3～4mm，外層材料厚度48～58mm；釜內攪拌軸及攪拌器材質為不銹鋼，換熱裝置材質為鈦材。

為能簡潔說明問題起見，以下對本發明所述大型氨化高壓球形攪拌反應釜均簡稱為本反應釜。

采用本反應釜的優點是：