[實用新型]一種二甲基甲酰胺反應(yīng)器及配套設(shè)備

有效

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• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN204093422U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王存申
• 申請（專利權(quán)）人: 魯西化工集團股份有限公司氯堿化工分公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;C07C231/10;C07C233/03
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種化工領(lǐng)域的氣液反應(yīng)器以及反應(yīng)器配套設(shè)備，尤其是一種二甲基甲酰胺反應(yīng)器及配套設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)二甲基甲酰胺(DMF)生產(chǎn)主要采用一氧化碳一步法生產(chǎn)。二甲胺和一氧化碳連續(xù)進入反應(yīng)器，在催化劑甲醇鈉的催化下合成DMF。合成反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一氧化碳分布器，從一氧化碳分布器噴嘴出來的一氧化碳與從頂部噴淋而下的新鮮二甲胺及甲醇鈉甲醇溶液逆流接觸，進而反應(yīng)。另外，DMF合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為保持穩(wěn)定均衡的反應(yīng)溫度110℃的工藝條件，必須及時地將反應(yīng)器內(nèi)熱量帶走，因此需在反應(yīng)器外部設(shè)置反應(yīng)混合液相冷卻器。目前反應(yīng)混合液相冷卻器的換熱管結(jié)構(gòu)均采用平壁管型式。

目前一些DMF生產(chǎn)廠使用的一氧化碳一步法合成DMF反應(yīng)器，雖然生產(chǎn)二甲基甲酰胺產(chǎn)品質(zhì)量好，成本低，但還存在一些不足。比如，合成反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置的一氧化碳分布器一般為兩層或三層圓管，但是每層為兩圓管，適用于小型生產(chǎn)裝置，對于大型來說，由于反應(yīng)器直徑較大，采用兩圓管分布器，氣體噴頭數(shù)量安裝較少，在同一截面上的分布不均，這種兩圓管氣體分布器噴頭安裝數(shù)量少，氣體分布不均勻，易造成氣液接觸不充分，一氧化碳轉(zhuǎn)化率低。分布器采用兩層以上，即三層或更多層，反應(yīng)效果不好，主要原因是上層的分布器至液面距離小，由于該反應(yīng)是氣液相反應(yīng)，氣體分布器至液面距離小，即氣液接觸反應(yīng)時間短，造成一氧化碳轉(zhuǎn)化率低。另外，反應(yīng)器底部為橢圓形封頭，反應(yīng)過程中催化劑甲醇鈉易與原料中帶來的雜質(zhì)水、氧氣、二氧化碳反應(yīng)生成甲酸鈉、碳酸鈉結(jié)晶物，易附于反應(yīng)塔底部，越積越多，液體流速減小，造成設(shè)備、管道堵塞；同時，含有甲酸鈉、碳酸鈉固體的反應(yīng)混合液進入平壁管式冷卻器后容易在管壁上結(jié)垢，堵塞換熱器列管，一般每半月就要對換熱器進行清理，這樣不但極大地影響生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運行，而且增加工人勞動強度，增加清洗水量，帶來環(huán)保壓力。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是為了克服反應(yīng)過程中一氧化碳轉(zhuǎn)化率低，生成的甲酸鈉、碳酸鈉在反應(yīng)器底部封頭、管壁以及冷卻器換熱管壁上結(jié)垢，提供了一種二甲基甲酰胺反應(yīng)器及配套設(shè)備，不僅能滿足生產(chǎn)二甲基甲酰胺所需條件，而且能有效解決一氧化碳轉(zhuǎn)化率低，生成甲酸鈉、碳酸鈉固體鹽泥在反應(yīng)器底部封頭、管壁以及冷卻器管壁上結(jié)垢，延長生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：

一種二甲基甲酰胺反應(yīng)器及配套設(shè)備，包括防堵塞DMF反應(yīng)器和防堵塞循環(huán)冷卻器，所述DMF反應(yīng)器的上部為浮閥式反應(yīng)塔，下部為釜式反應(yīng)器，所述浮閥式反應(yīng)塔內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)向梯形排布的浮閥塔板，所述釜式反應(yīng)器內(nèi)部安裝有氣體分布器，所述氣體分布器分為上下兩層，每一層排布為四同心圓環(huán)管，所述四同心圓環(huán)管由十字聯(lián)通管相連，每個圓環(huán)管上安裝有交錯均勻分布的氣體噴頭，所述釜式反應(yīng)器底部為錐形封頭，所述錐形封頭經(jīng)管路與循環(huán)泵相連，所述循環(huán)泵連接循環(huán)冷卻器的底部，所述循環(huán)冷卻器內(nèi)部設(shè)有波紋管，所述循環(huán)冷卻器頂部與DMF反應(yīng)器相連，所述連接點為浮閥塔板的下部、氣體分布器的上部。

所述錐形封頭的角度為60°，若是斜度小，只適用于表面較光滑的樹脂或類似物料，對于生產(chǎn)DMF這樣有泥狀結(jié)晶物的物料，由于錐體封頭斜度小，極易堆積在底部，起不到防堵作用。

本實用新型的有益效果是：

1.采用上述結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，氣體分布器為雙層四同心圓管，由于采用四同心圓管與其它兩圓或三圓相比，在反應(yīng)器的同一截面上的圓管增加1～2圈，增加了噴頭數(shù)量，噴頭分布的更加均勻，使氣體分布更加均勻，因此氣液反應(yīng)更充分；

2.上部浮閥式反應(yīng)塔，由于采用導(dǎo)向梯形浮閥，可以減小塔板上液體落差，改善塔板上的液流均勻性，未反應(yīng)的氣體通過塔板，可以改善塔板氣體分布，提高反應(yīng)效率；由于氣體斜噴，有利于抑制霧沫夾帶；

3.反應(yīng)器底部采用錐形封頭，可以有效的防止催化劑甲醇鈉及反應(yīng)生成甲酸鈉、碳酸鈉結(jié)晶鹽泥，積存反應(yīng)器底部，造成底部堵塞；

4.采用上述波紋管式冷卻器，由于換熱管為波紋管結(jié)構(gòu)，改變了換熱器管內(nèi)液體流動狀態(tài)，使流動呈湍流狀態(tài)，有效的防止了甲酸鈉、碳酸鈉等結(jié)晶鹽泥在管壁上結(jié)垢，延長了裝置運行周期。

附圖說明

圖1是本實用新型主視縱剖結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1.DMF反應(yīng)器，2.循環(huán)冷卻器，3.浮閥式反應(yīng)塔，4.釜式反應(yīng)器，5.浮閥塔板，6.氣體分布器，7.四同心圓環(huán)管，8.噴頭，9.錐形封頭，10.波紋管，11.循環(huán)泵。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。