本技术属于化学反应器,具体涉及一种连续化多级串联管式反应器。
背景技术:
1、化工行业危化反应较多,控制不好经常会出现冲料、燃烧、爆炸等事故,造成大量的财产损失及人员伤亡,尤其精细化工事故较多。因此化学工作者为此付出了大量的时间和精力去研究改善化学反应装置以降低反应的危险性。精细化工大多都是间歇式反应釜式反应,投资大且生产能力小,不方便实现连续化、自动化甚至智能化生产。本领域技术人员开发出微管反应器、管式反应器、多级管式反应器等连续化反应器。这些反应器对于液液反应、气液反应效果较好,但对于一些气固反应、液固反应效果则不太理想。主要原因是固体存的多相反应,反应首先是在固体表面进行的,生成物如果还是固体则在原有的固体表面容易形成一种晶体包裹层,需要长时间的搅拌、晶体重组才能使反应继续进行下去,而常规的管式反应器一般都是时间短,混合效果不好,所以很难实现混合物的完全转化。间歇釜式反应由于长时间的高温搅拌混合,这就造成了副反应的无形增加,收率减少,产品的含量变低,三废变多,三废的处理费用增高。同时造成更多的环境污染,缺失了市场的竞争力。生成物如果是液体,则效果会好一些,但还是要解决固体的流动、堆积、如何增加反应的接触表面积等问题。微管反应器很难解决固体在管内流动,混合的问题。
技术实现思路
1、对于现有技术问题,本实用新型提供了一种连续化多级串联管式反应器,操作简单,能够高效的完成连续、自动化生产,且化学反应能耗低、收率高、危险性低。
2、为实现上述实用新型目的所采取的技术方案为:
3、一种连续化多级串联管式反应器,其特征在于包括:
4、搅拌轴,所述搅拌轴内设有第一冷却腔,所述第一冷却腔内用于通入冷却介质,所述搅拌轴螺旋设置有螺旋桨叶;
5、筒体,所述筒体套设在所述搅拌轴外,所述筒体与所述搅拌轴之间形成反应腔;
6、筒体封头转换器,所述筒体封头转换器设置在搅拌轴左右两端;
7、夹套,所述夹套套设在所述筒体外,所述夹套与所述筒体之间形成第二冷却腔,所述第二冷却腔也用于通入所述冷却介质;
8、管道磨,所述管道磨设置在串联管式反应器进出口之间;
9、电机、减速机,所述电机、减速机与所述筒体封头转换器传动连接;
10、其中,所述多级管式反应器是三级串联反应器。
11、其中,所述搅拌轴上设有1个或1个以上的螺旋桨叶。
12、其中,所述夹套上设有固体原料进口、液体或气体原料进口、催化剂加入口且一端分别穿入所述夹套与所述筒体,并与所述反应腔连通;所述固体原料进口和催化剂加入口上设有星形下料阀,所述液体或气体原料进口设有流量计。
13、其中,所述夹套下端还设有管式反应器下料口,并与所述反应腔连通;所述管式反应器下料口下端管道上设有取样口和星形下料阀。
14、其中,所述搅拌轴形成的第一冷却腔左右两端分别设有搅拌轴冷却水进口和搅拌轴冷却水出口。
15、其中,所述夹套与所述筒体之间形成第二冷却腔上下两端分别设有管式反应器冷却水进口和管式反应器冷却水出口。
16、其中,所述筒体封头转换器由两端轴承密封件、中间传动轮和封头组成;所述轴承密封件为回转接头,所述封头由紧固件连接在转换器上,中间传动轮采用焊接锻件或整体铸件;且所述筒体封头转换器与所述搅拌轴采用键槽连接。
17、其中,所述管道磨粉碎细度是200~400目,其中优选为300目。
18、一种连续化多级串联管式反应器,还包括所述夹套上设置的两组温度传感器与压力传感器,所述温度传感器与压力传感器通过温度计接口和压力表接口连接在管式反应器上。
19、本实用新型的技术方案至少具有以下有益的技术效果:
20、本实用新型为多级连续反应装置是通过设置夹套、空心搅拌轴实现反应温度的稳定控制;通过设置搅拌器,可以实现推进物料向前输送,使固体参与的非均相能够顺利的连续反应;通过设置管道磨可以实现晶体外壁的破碎,使反应更完全,更彻底,收率更高。通过设置星形下料阀、流量计、温度传感器和压力传感器可以实现自动化控制。
21、本实用新型不仅可以用于气固相反应,还可以用于液固相反应,对于危险的化学反应单元如烷基化、硝化、加氢、还原等等危化反应起到了降低危险性、生产能力大,设备投资低、更适于远程自动化智能化控制,为将来的化学工业生产起到不可估量的价值。
1.一种连续化多级串联管式反应器,其特征在于包括:
2.按照权利要求1所述的连续化多级串联管式反应器,其特征在于:所述多级串联管式反应器是三级串联反应器。
3.按照权利要求1所述的连续化多级串联管式反应器,其特征在于:所述搅拌轴(1)上设有1个或1个以上的螺旋桨叶(101)。
4.按照权利要求1所述的连续化多级串联管式反应器,其特征在于:所述夹套(4)上设有固体原料进口(10)、液体或气体原料进口(11)、催化剂加入口(12)且一端分别穿入所述夹套(4)与所述筒体(2),并与所述反应腔连通;所述固体原料进口(10)和催化剂加入口(12)上设有星形下料阀(13),所述液体或气体原料进口(11)设有流量计(14)。
5.按照权利要求1所述的连续化多级串联管式反应器,其特征在于:所述夹套(4)下端还设有管式反应器下料口(15),并与所述反应腔连通;所述管式反应器下料口(15)下端管道上设有取样口(16)和星形下料阀(13)。
6.按照权利要求1所述的连续化多级串联管式反应器,其特征在于:所述搅拌轴(1)形成的第一冷却腔左右两端分别设有搅拌轴冷却水进口(17)和搅拌轴冷却水出口(18)。
7.按照权利要求1所述的连续化多级串联管式反应器,其特征在于:所述夹套(4)与所述筒体(2)之间形成第二冷却腔上下两端分别设有管式反应器冷却水进口(19)和管式反应器冷却水出口(20)。
8.按照权利要求1所述的连续化多级串联管式反应器,其特征在于:所述筒体封头转换器(3)由两端轴承密封件、中间传动轮和封头组成;所述轴承密封件为回转接头,所述封头由紧固件连接在转换器上,中间传动轮采用焊接锻件或整体铸件;且所述筒体封头转换器(3)与所述搅拌轴(1)采用键槽连接。
9.按照权利要求1所述的连续化多级串联管式反应器,其特征在于:所述管道磨(5)粉碎细度是200~400目。
10.按照权利要求9所述的连续化多级串联管式反应器,其特征在于:所述管道磨(5)粉碎细度是300目。
11.按照权利要求1-10任一项所述的连续化多级串联管式反应器,其特征在于:还包括所述夹套(4)上设置的两组温度传感器(8)与压力传感器(9),所述温度传感器(8)与压力传感器(9)通过温度计接口(21)和压力表接口(22)连接在管式反应器上。
