CN101612535A - 混合罐设有喷射式混合器的二硝基甲苯生产装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种混合罐设有喷射式混合器的二硝基甲苯生产装置，包括精馏塔、混合罐硝化反应器、输送泵、喷射式混合器和喷射泵。混合罐包括桶状罐体、混酸导入管和插入管，混酸导入管插在混合罐中，下端与喷射式混合器相连通，插入管的底端与混合罐的物料出口连通，精馏塔和重相循环出口通过管线与喷射泵的第二种流体进口连接，混合罐的物料出口与硝化反应器和喷射泵的高压喷管相连通，喷射泵的扩压管与混酸导入管相连接。本发明通过喷射式混合器和喷射泵，避免了二硝基甲苯相会沉在混合罐底，在酸性条件下，与泵叶轮等金属转动部件产生摩擦，导致爆炸的危险有爆炸风险。同时可以保证混合罐对硝化反应器进料组分均匀、稳定。

Description

混合罐设有喷射式混合器的二硝基甲苯生产装置
技术领域
本发明涉及生产二硝基甲苯的装置。
背景技术
目前的二硝基甲苯的生产装置，至少包括精馏塔、与所述精馏塔的蒸发釜通过管线相连接的混合罐和与所述混合罐通过管线相连接的硝化反应器。
由于在精馏塔的蒸发釜溢流至混合罐的混酸中，含有无机相和有机相两相，其中，有机相为二硝基甲苯，为重相，在没有搅拌的情况下，会在混合罐内分离，二硝基甲苯相会沉在混合罐底。在酸性条件下，二硝基甲苯与泵叶轮等金属转动部件产生摩擦，有爆炸风险。必须将两相搅拌混合均匀后才能进入混合罐底离心泵送至硝化反应釜，保证混合罐对硝化反应器进料组分均匀、稳定。
为了达到两相搅拌混合均匀的目的，目前常规的方法是在所述混合罐2中设置搅拌装置。但是，上述的装置，存在二硝基甲苯与金属转动部件产生摩擦、导致爆炸的危险，且转动设备费用成本高。如搅拌桨选用非金属材料，如塘玻璃等，设备成本高，且容易产生振动，造成机械密封泄漏，甚至搅拌桨断裂等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合罐设有喷射式混合器的二硝基甲苯生产装置，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的混合罐设有喷射式混合器的二硝基甲苯生产装置，包括精馏塔、混合罐、硝化反应器、输送泵、喷射式混合器和喷射泵；
所述混合罐包括桶状罐体、混酸导入管和插入管；
所述混酸导入管设置在所述混合罐中，其上端向上延伸至混合罐外，其下端向下延伸至混合罐的靠近底部处并与所述喷射式混合器相连通，所述插入管的底端与混合罐下部的物料出口相连通，插入管的上端向上延伸；
所述精馏塔的蒸发釜和设置在混合罐底部的重相循环出口分别通过管线与所述喷射泵的第二种流体进口相连接；
混合罐的物料出口通过输送泵与硝化反应器和所述喷射泵的高压喷管相连通；
所述喷射泵的扩压管通过管线与混酸导入管的上端相连接。
所述的二硝基甲苯，包括2，4二硝基甲苯、2，6二硝基甲苯、3，5二硝基甲苯，3，4二硝基甲苯。
本发明的混合罐设有喷射式混合器的二硝基甲苯生产装置，通过喷射式混合器和喷射泵，可以十分方便的避免二硝基甲苯相会沉在混合罐底，在酸性条件下，与泵叶轮等金属转动部件产生摩擦，导致爆炸的危险有爆炸风险。同时可以保证混合罐对硝化反应器进料组分均匀、稳定。
附图说明
图1为混合罐设有喷射式混合器的二硝基甲苯生产装置的结构示意图。
图2为喷射泵结构示意图。
图3为喷射式混合器结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明的混合罐设有喷射式混合器的二硝基甲苯生产装置，包括精馏塔1、混合罐2、硝化反应器3、输送泵4、喷射式混合器5和喷射泵6；
所述混合罐2包括桶状罐体201、混酸导入管202和插入管204；
所述混酸导入管202设置在所述混合罐2中，其上端向上延伸至混合罐2外，其下端向下延伸至混合罐2的靠近底部处并与所述喷射式混合器5相连通，所述插入管204的底端与混合罐2下部的物料出口205相连通，插入管204的上端向上延伸；
所述精馏塔1的蒸发釜和设置在混合罐2底部的重相循环出口206分别通过管线与所述喷射泵6的第二种流体进口608相连接；
混合罐2的物料出口205通过输送泵4与硝化反应器3和所述喷射泵6的高压喷管606相连通；
所述喷射泵6的扩压管605通过管线与混酸导入管202的上端相连接；
参见图2，所述喷射泵6包括入口管601；
与所述入口管601相连接的横截面积渐缩的被驱动流体抽吸前加速管603；
与所述的被驱动流体抽吸前加速管603相连接的混合管604；
与所述混合管604相连接的横截面积渐扩的扩压管605，使混合流体减速提高压力；
插在所述的入口管601中的端口设有喷口607的高压喷管606；
设置在入口管601的管壁上、高压喷管606的喷口607处的第二种流体进口608；
优选的，所述扩压管605出口与喷口607喉径截面积之比为4～4.5；
优选的，高压喷管606入口与喷口607喉径的截面积之比为3～3.5；
参见图3，所述的喷射式混合器5包括：
混合器入口管501；
与所述混合器入口管501相连接的横截面积渐缩的重相流体抽吸前加速管503；
与所述的重相流体抽吸前加速管503相连接的混合器混合管504；
与所述混合器混合管504相连接的横截面积渐扩的混合器扩压管505，使混合流体减速提高压力；
插在所述的混合器入口管501中的端口设有混合器喷口507的混合器高压喷管506；
设置在混合器入口管501的管壁上、混合器高压喷管506的混合器喷口507处的第二种重相流体进口508；
所述混合器高压喷管506与所述混酸导入管202相连接；
优选的，混合器扩压管505出口与喷口507喉径的截面积之比为5.5～6.5；
优选的，混合器高压喷管506入口与混合器喷口507喉径的截面积之比为1.8～2.2；
所述喷射式混合器5的结构与工作原理与所述喷射泵6相同，优选的，所述喷射式混合器5的数量为2～4个，沿混酸导入管202均匀设置；
优选的，所述喷射式混合器5以混酸导入管202的端点为原点，向上翘起，轴线与混酸导入管202之间的夹角为20～45°；
优选的，所述第二种重相流体进口(508)的数量为1～4个，最好以混合器入口管501的中心轴线均匀分布；
优选的，所述插入管204的顶端与混合罐2底部的距离为混合罐2高度的5～20％。
操作过程如下：
输送泵4通过插入管204，将混合罐2上部的轻相，即无机酸相经输送泵4加压后，通过输送至喷射泵6的高压喷管606，作为喷射泵6的动力流(引射流)，在喷射泵6的喷口607处，产生负压，从而将混酸和混合罐底2的重相吸入所述喷射泵6，然后从扩压管605喷射而出，送入混酸导入管202后，通过喷射式混合器5，再次对轻相和重相进行混合，达到将混合罐2内的轻相与重相混合均匀的目的，同时，还可将精馏塔1的蒸发釜中的物料吸入所述喷射泵6后，将其输送到混合罐2，以满足精馏塔蒸发釜与混合罐2间压差或位差不够时的工艺要求。当蒸发釜与混合罐2间压差或位差足够时，也可以省去喷射泵6，输送泵4直接经插入管202进入喷射式混合器5的高压喷管506处，达到混合效果。

Claims (14)

1.混合罐设有喷射式混合器的二硝基甲苯生产装置，包括精馏塔(1)、混合罐(2)、硝化反应器(3)和输送泵(4)，其特征在于，还包括喷射式混合器(5)和喷射泵(6)；
所述混合罐(2)包括桶状罐体(201)、混酸导入管(202)和插入管(204)；
所述混酸导入管(202)设置在所述混合罐(2)中，其上端向上延伸至混合罐(2)外，其下端向下延伸至混合罐(2)的靠近底部处并与所述喷射式混合器(5)相连通，所述插入管(204)的底端与混合罐(2)下部的物料出口(205)相连通，插入管(204)的上端向上延伸；
所述精馏塔(1)的蒸发釜和设置在混合罐(2)底部的重相循环出口(206)分别通过管线与所述喷射泵(6)的第二种流体进口(608)相连接；
混合罐(2)的物料出口(205)通过输送泵(4)与硝化反应器(3)和所述喷射泵(6)的高压喷管(606)相连通；
所述喷射泵(6)的扩压管(605)通过管线与混酸导入管(202)的上端相连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷射泵(6)包括入口管(601)；
与所述入口管(601)相连接的横截面积渐缩的被驱动流体抽吸前加速管(603)；
与所述的被驱动流体抽吸前加速管(603)相连接的混合管(604)；
与所述混合管(604)相连接的横截面积渐扩的扩压管(605)；
插在所述的入口管(601)中的端口设有喷口(607)的高压喷管(606)；
设置在入口管(601)的管壁上、高压喷管(606)的喷口(607)处的第二种流体进口(608)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述扩压管(605)出口与喷口(607)喉径的截面积之比为4～4.5。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，高压喷管(606)入口与喷口(607)喉径的截面积之比为3～3.5。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，高压喷管(606)入口与喷口(607)喉径的截面积之比为3～3.5。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的喷射式混合器(5)包括：
混合器入口管(501)；
与所述混合器入口管(501)相连接的横截面积渐缩的重相流体抽吸前加速管(503)；
与所述的重相流体抽吸前加速管(503)相连接的混合器混合管(504)；
与所述混合器混合管(504)相连接的横截面积渐扩的混合器扩压管(505)；
插在所述的混合器入口管(501)中的端口设有混合器喷口(507)的混合器高压喷管(506)；
设置在混合器入口管(501)的管壁上、混合器高压喷管(506)的混合器喷口(507)处的第二种重相流体进口(508)；
所述混合器高压喷管(506)与所述混酸导入管(202)相连接。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，混合器扩压管(505)出口与混合器喷口(507)喉径的截面积之比为5.5～6.5。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，混合器喷口(607)的截面积之比为1.8～2.2。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，混合器高压喷管(506)入口与混合器喷口(507)喉径的截面积之比为1.8～2.2。
10.根据权利要求6～9任一项所述的装置，其特征在于，所述喷射式混合器(5)的数量为2～4个，沿混酸导入管(202)均匀设置。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述喷射式混合器(5)以混酸导入管(202)的端点为原点，向上翘起，轴线与混酸导入管(202)之间的夹角为20～45°。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二种重相流体进口(508)的数量为1～4个。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述插入管(204)的顶端与混合罐(2)底部的距离为混合罐(2)高度的5～20％。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当蒸发釜与混合罐(2)间压差或位差足够时，省去喷射泵(6)，输送泵(4)直接经插入管(202)进入喷射式混合器5的高压喷管506处。
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