CN102179226A - 一种间苯二酚中和反应工段反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中和生成固相物料的连续反应器，涉及化工行业间苯二酚生产过程中，间苯二磺酸与碱中和反应生成固相盐的连续反应器。该反应器高速旋转时，对物料有很好的分散、剪切、推动作用，使反应瞬间进行，提高了反应速度，呈螺旋状分布的叶片对物料有很好的推进作用，解决了固体物料的流动性差的问题，并且能连续化生产。

Description

一种间苯二酚中和反应工段反应器

技术领域：

本发明涉及化工行业中和反应生成固相物料的连续反应器，尤其涉及的是间苯二酚生产过程中，间苯二磺酸与碱中和反应生成固相的间苯二磺酸钠盐的连续反应器。

背景技术：

反应器的结构型式有多种多样，可以分为釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、固定床反应器和流化床反应器等。

釜式反应器主要用于进行液液均相、液液非均相或气液相反应。可间歇操作，也可连续操作。反应器由壳体、搅拌器等组成。它的应用局限于反应体系必须有大量的液相存在，如果反应产物是以固相的形式存在，且体系中没有流动相，搅拌系统将无法运转。

管式反应器应用于气相或液相连续反应，由于管子通常能承受较高的压力，用于高温高压下的反应尤为适合。管式反应器为了增加搅拌混合效果，往往在管道中设置混合单元，或采用喷射口的方式产生湍流混合。在中和反应中，应用管道静态混合器的例子也是有的，主要是用来调节PH值，用来连续混合及中和废水或化工过程中的流体，中和可在瞬间进行，设备简单紧凑，可连续化操作，且没有运动部件，消耗的动能也少，已得到广泛的应用。但是如果反应产物是没有流动性的固相物料时，中和反应就不可能在管道反应器中进行。

另外，塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器均不能用于反应物是液相、而反应产物是固相的反应中。纯粹的做固相反应的反应器也是有的，例如回转窑，它是用于固相与固相之间反应，它没有机械混合装置，对于反应物是液相时，两股物料不能进行充分的混合，扩散。使得反应不能进行。

对于两种或两种以上反应物是液相的，而反应产物是固相的反应，例如：间苯二酚生产过程中，老工艺采用间苯二磺酸滴加到30%NaOH溶液中进行中和反应，再干燥蒸发水分生成间苯二磺酸钠盐，由于反应体系中存在大量的水，需要消耗过多的热量，目前还没有能完全适用于该反应的理想的连续反应器。

发明内容：

针对两种或两种以上反应物是液相的，而反应产物是固相的反应，固相物料流动性差、易板结，反应不充分的困难，本发明设计了一种中和反应生成固相物料的连续反应器。本发明解决了两种液相参与反应，反应物是固相物料的反应不充分、固相物料易板结、流动性差的问题，且生产过程实现连续化。

其设计方案是：

一种中和生成固相物料的连续反应器，见图1。一种间苯二酚中和反应工段反应器，包括反应器部分和传动部分，所述的反应器部分包括内筒体、在内筒体外设置的夹套外筒和在内筒体内设置的搅拌器，内筒体上设置有物料进口接管，搅拌器通过轴与电动机连接，机械密封轴套用键和螺纹固定，搅拌器中心轴与机械密封轴套之间密封；所述的反应器部分通过反应器支架固定，机械密封固定架通过反应器法兰用螺栓夹持到反应器固定支架上，反应器与机械密封轴套之间密封，双端面机械密封固定在机械密封固定架外侧。

所述的反应器，由两片法兰和内筒体、夹套外筒组成了反应器的壳体。

所述的壳体上的夹套外筒和内筒体焊接到两片法兰之间，形成一个空腔，用于冷却介质流动，外夹套上焊接两个冷却水口。

所述的壳体上焊接两个进料口，进料口接管分别与夹套外筒和内筒体焊接，以保证密封。

所述的反应器上的两个进料口接管与内筒体成切线方向，如图2的A-A剖面图所示。

所述的壳体用螺栓固定到反应器支架上，反应器法兰与反应器支架之间夹持着一个机械密封固定架，机械密封固定架的两面加工有凹凸面，以便于对中。反应器法兰与机械密封固定架之间采用垫片密封。

所述的搅拌器由中心轴与扇形叶片焊接而成，且成螺旋状分布。

所述的搅拌叶片与中心轴成10o ～ 90o，高速旋转时，对物料有很好的推进作用。

所述的机械密封轴套用键固定到轴上。以防止机械密封轴套径向旋转。

所述的搅拌器与轴之间的连接用螺纹连接，此连接副拧紧后，正好把机械密封轴套锁紧到轴上，以防止机械密封轴套轴向串动。

所述的搅拌器中心轴与机械密封轴套之间有一个垫片密封。防止物料从机械密封轴套与轴中间的间隙泄漏。

所述的双端面机械密封用螺栓固定到机械密封固定架上，且双端面机械密封要用冷却水冷却。

所述的轴承支架有一个油腔，加润滑油来润滑两个轴承。

有益效果：

该反应器高速旋转时，对物料有很好的分散、剪切、推动作用，使反应瞬间进行，提高了反应速度，呈螺旋状分布的叶片对物料有很好的推进作用，解决了固体物料的流动性差的问题，并且能连续化生产。该中和生成固相物料的连续反应器可广泛应用于化工行业的反应与混合过程之中。例如： 间苯二酚的生产过程中，在间苯二磺酸与NaOH反应生产间苯二磺酸钠的工段中，通过高速旋转，对物料起分散和推进作用，使反应瞬间完成，并增加了固相物料的流动性，同时，充分利用了中和反应放出的大量的热，在下道工序中节省了加热的能量。

附图说明

图1为本发明的反应器的剖面图

1－法兰；2－夹套外筒；3－内筒体；4－搅拌器；5－法兰；6－螺栓；7－反应器支架；8－机械密封固定架；9－双端面机械密封；10－轴承端盖；11－轴承；12－轴承支架；13－加油孔；14－轴承；15－锁紧螺母；16－轴承端盖；17－联轴器；18－电动机；19－底支座；20－进口法兰；21－进口法兰；22－冷却水口；23－轴；24－垫片；25－机械密封轴套；26－密封垫。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，一种间苯二酚中和反应工段反应器，包括反应器部分和传动部分，所述的反应器部分包括内筒体3、在内筒体3外设置的夹套外筒2和在内筒体3内设置的搅拌器4，内筒体3上设置有物料进口接管20、21，搅拌器4通过轴23与电动机18连接，机械密封轴套25用键和螺纹固定，搅拌器中心轴4与机械密封轴套25之间密封；所述的反应器部分通过反应器支架7固定，机械密封固定架7通过反应器法兰用螺栓夹持到反应器固定支架7上，反应器与机械密封轴套25之间密封，双端面机械密封9固定在机械密封固定架7外侧。

一种中和生成固相物料的连续反应器，在间苯二酚生产过程中已得到很好的应用，用于间苯二磺酸与NaOH的中和反应，反应生成粉状的间苯二磺酸钠盐和水蒸汽的混合物。上道工序生成的间苯二磺酸储存到间苯二磺酸储槽中，储槽用蒸汽保温，使温度维持在155℃，把配好的80％NaOH加热到200℃，并储存在碱槽中。两个进料泵采用高压耐腐蚀泵，泵出口处装流量计，对进料量进行计量。把该反应器用螺栓连接到粉料收集罐的进口法兰上，轴承润滑油腔注润滑油，机械密封通冷却水冷却、反应器夹套通冷却水，启动电动机，电动机以1450转/分钟的高速运转，开启两个进料泵，打开进料阀，并调整进料阀的开度，使两个料按一定的比例进入反应器。反应在强烈的搅动之下瞬间完成，由于与轴成45 o角的叶片的推动作用下，反应混和物被推进到收集罐或直接进入下一反应器。

实施例2

本实施例与实施例1相同，所不同的是所述的搅拌器4与轴23通过螺纹连接。传动部分是由轴23穿过轴承支架12，用轴承11和轴承14支承于轴承支架12中，轴23通过联轴器17与电动机18的输出轴连接，用螺栓连接的方式固定在底支座19上。搅拌器中心轴与机械密封轴套25之间用垫片24密封。

实施例3

本实施例与实施例1相同，所不同的是所述的搅拌器4是扇形的，搅拌叶片在中心轴上的分布呈螺旋状分布，搅拌叶片与中心轴成45 o。反应器物料进口接管20、21与内筒体3呈切线相连。反应器搅拌叶片在中心轴上的分布呈螺旋状分布，搅拌叶片与中心轴成45 o角，搅拌叶片是长方形。

Claims (7)

1.一种间苯二酚中和反应工段反应器，包括反应器部分和传动部分，其特征在于：所述的反应器部分包括内筒体（3）、在内筒体（3）外设置的夹套外筒（2）和在内筒体（3）内设置的搅拌器（4），内筒体（3）上设置有物料进口接管（20、21），搅拌器（4）通过轴(23)与电动机（18）连接，机械密封轴套（25）用键和螺纹固定，搅拌器中心轴（4）与机械密封轴套（25）之间密封；所述的反应器部分通过反应器支架（7）固定，机械密封固定架（7）通过反应器法兰用螺栓夹持到反应器固定支架（7）上，反应器与机械密封轴套（25）之间密封，双端面机械密封（9）固定在机械密封固定架（7）外侧。

2.根据权利要求1所述的间苯二酚中和反应工段反应器，其特征在于：所述的搅拌器（4）与轴（23）通过螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的间苯二酚中和反应工段反应器，其特征在于：所述传动部分是由轴（23）穿过轴承支架（12），用轴承（11）和轴承（14）支承于轴承支架（12）中，轴（23）通过联轴器（17）与电动机（18）的输出轴连接，用螺栓连接的方式固定在底支座（19）上。

4.根据权利要求1所述的间苯二酚中和反应工段反应器，其特征在于：搅拌器中心轴与机械密封轴套（25）之间用垫片（24）密封。

5.根据权利要求1所述的间苯二酚中和反应工段反应器，其特征在于：所述的搅拌器（4）是扇形的，搅拌叶片在中心轴上的分布呈螺旋状分布，搅拌叶片与中心轴成45 o。

6.根据权利要求1所述的间苯二酚中和反应工段反应器，其特征在于：所述的反应器物料进口接管（20、21）与内筒体（3）呈切线相连。

7.根据权利要求1所述的间苯二酚中和反应工段反应器，其特征在于：所述的反应器搅拌叶片在中心轴上的分布呈螺旋状分布，搅拌叶片与中心轴成10o ～ 90o，搅拌叶片是长方形。

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