[發(fā)明專利]一種用于強放熱反應(yīng)的反應(yīng)釜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711243760.5
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107837781B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃青山;蔣夫花;陳阿強;楊超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所;中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;C07C51/235;C07C53/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明是一種用于強放熱反應(yīng)的反應(yīng)釜，屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，解決現(xiàn)有反應(yīng)釜傳質(zhì)、傳熱差的問題。所述反應(yīng)釜包括上釜體、下釜體、上釜體法蘭盤、下釜體法蘭盤、反應(yīng)釜頂部液相原料進口、反應(yīng)釜底部液相產(chǎn)物出口、反應(yīng)釜頂部氣相原料進口、夾套、夾套冷卻水進口、夾套冷卻水出口、導(dǎo)流筒、折流板、釜內(nèi)蛇管、氣體分布器。反應(yīng)釜配置有氣體分布器和導(dǎo)流筒，氣泡尺寸小且在釜內(nèi)形成環(huán)流，有利于氣液傳質(zhì)，可大大提高反應(yīng)速率；夾套內(nèi)多個冷卻水進口及出口、布設(shè)折流板及釜內(nèi)蛇管，使冷卻水溫度分布更均勻，反應(yīng)熱可迅速地從釜內(nèi)被移出，保證強放熱反應(yīng)穩(wěn)定、快速的進行。本反應(yīng)釜適用于含有氣液傳質(zhì)的強放熱反應(yīng)，具有傳質(zhì)及傳熱效率高的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種反應(yīng)釜，具體涉及一種用于強放熱體系包括氣液傳質(zhì)和反應(yīng)的反應(yīng)釜。

背景技術(shù)

反應(yīng)釜因其可靠、易于維護、壽命長的特點而廣泛應(yīng)用于化工、生物科技以及醫(yī)療行業(yè)，可用于硫化、氧化、硝化、環(huán)化、重氮化等強放熱反應(yīng)。保持物料濃度和溫度均一是控制反應(yīng)進程和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)，同時也利于安全生產(chǎn)。設(shè)計傳質(zhì)及傳熱性能好的反應(yīng)釜是實現(xiàn)上述目標(biāo)的關(guān)鍵所在。然而，現(xiàn)有反應(yīng)釜存在傳質(zhì)及傳熱能力差的問題。傳質(zhì)差體現(xiàn)在：對于氣液兩相反應(yīng)，現(xiàn)有設(shè)備大多采用單根管道直接將氣體通入液相中，氣泡大、氣液傳質(zhì)系數(shù)低，氣體不能高效利用進而導(dǎo)致反應(yīng)速率慢。另外，傳熱性能差導(dǎo)致移出反應(yīng)物料放出的熱量不及時，進而產(chǎn)生安全問題。目前，眾多重要化工產(chǎn)品比如三氯氧磷、乙酸等在工業(yè)生產(chǎn)過程中因反應(yīng)釜氣液傳質(zhì)性能差、換熱性能不佳而存在反應(yīng)時間長、安全性差等問題。因此，亟需開發(fā)一種氣體利用充分、氣液傳質(zhì)系數(shù)高、換熱能力強的新型反應(yīng)釜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于使氣液迅速完成傳質(zhì)以使反應(yīng)快速進行，縮短反應(yīng)時間；同時，使反應(yīng)釜內(nèi)由于生成反應(yīng)物而放出的熱量能及時從釜體內(nèi)移出來，以保證安全生產(chǎn)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明是一種用于強放熱反應(yīng)的反應(yīng)釜，包括上釜體、下釜體、上釜體法蘭盤、下釜體法蘭盤、反應(yīng)釜頂部液相原料進口、反應(yīng)釜底部液相原料出口、反應(yīng)釜頂部氣相原料進口、夾套、夾套冷卻水進口、夾套冷卻水出口、導(dǎo)流筒、折流板、釜內(nèi)蛇管、氣體分布器；液相原料通過反應(yīng)釜頂部液相原料進口進入反應(yīng)釜內(nèi)；氣相通過反應(yīng)釜頂部氣相原料進口進入氣體分布器，呈小氣泡形態(tài)分布于液相中，小氣泡在導(dǎo)流筒作用下形成環(huán)流，與液相接觸充分，且在反應(yīng)釜內(nèi)停留時間較長，快速與液相物料反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物；冷卻水經(jīng)夾套冷卻水進口進入夾套內(nèi)，經(jīng)過折流板時，冷卻水因被擾動而形成旋轉(zhuǎn)的強湍流，與釜內(nèi)的物料通過間壁換熱帶走熱量，同時，釜內(nèi)蛇管冷卻水輔助冷卻釜內(nèi)物料，在夾套與釜內(nèi)蛇管冷卻水共同作用下，反應(yīng)釜內(nèi)熱量被快速移出，保證了反應(yīng)快速、穩(wěn)定地進行。

所述下釜體內(nèi)導(dǎo)流筒的直徑為下釜體直徑的0.5~0.99倍，其底部與下釜體直筒段底部相差0~50 cm，其高度低于下釜體的持料高度0~50 cm。

所述反應(yīng)釜夾套冷卻水進口為2~6個，位于下釜體底部沿圓周呈均勻分布。

所述反應(yīng)釜夾套冷卻水出口為2~6個，位于下釜體上部沿圓周呈均勻分布。

所述氣體分布器安裝高度至導(dǎo)流筒內(nèi)，與導(dǎo)流筒底部齊平。

所述氣體分布器其布氣孔朝向反應(yīng)釜底部。

所述夾套內(nèi)布置折流板。

所述釜內(nèi)蛇管盤旋于導(dǎo)流筒上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對傳統(tǒng)反應(yīng)釜進行了以下改進：