CN102989372B - 大型氨化高压球形搅拌反应釜 - Google Patents
大型氨化高压球形搅拌反应釜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102989372B CN102989372B CN201210585526.1A CN201210585526A CN102989372B CN 102989372 B CN102989372 B CN 102989372B CN 201210585526 A CN201210585526 A CN 201210585526A CN 102989372 B CN102989372 B CN 102989372B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- kettle
- kettle body
- ammonification
- stirring
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明涉及一种大型氨化高压球形搅拌反应釜,釜体是用两个半球形焊接而成,釜体上部设有加料口、出料口、安全泄放装置及仪表控制装置,釜体下部设置裙座支撑;搅拌装置设在釜体的上端且两者密封配合,电机、减速机与搅拌装置依次相连,搅拌轴下穿入釜体内,搅拌轴上固定有搅拌器;出料管顺着釜体内壁延伸到釜体下部中心处;釜体内设置有换热装置;釜体材质选用爆炸双层复合板材料,内层选用不锈钢,外层选用碳钢;釜内搅拌轴及搅拌器材质为不锈钢,换热装置材质为钛材。采用本发明的优点是,实现了随着反应釜体积的增大,氨化高压球形搅拌反应釜的节能降耗、传热能力、均质能力、防腐性能以及产品质量均能得到保证。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工反应容器,特别是涉及一种适用于高温、高压条件下,具有优良的高传质、高传热能力的带搅拌反应的大型氨化高压球形搅拌反应釜。
背景技术
对(邻)硝基苯胺是重要的有机化工中间体,主要用于农药、染料、助剂及感光材料等领域,对(邻)硝基苯胺采用对(邻)硝基氯化苯加氨反应制备,该方法中进行氨化反应的核心设备——氨化高压搅拌反应釜是生产对(邻)硝基苯胺的关键设备,氨化反应为高温、高压反应,釜内温度反应为170℃~210℃,压力在5.0~6.8MPa之间。
目前对(邻)硝基氯化苯氨化高压反应釜体积为3 m3~10m3、多采用立式釜体外壁上设置整体筒形夹套,夹套与釜体的外壁之间为一腔室(或立式釜体内加蛇形换热管),材质多选用Q345R或不锈钢材料。搅拌设置在釜体的上端且两者密封配合,搅拌轴上部与减速器和电机依次相连、下穿入釜体内,搅拌轴上固定有1~3层搅拌器,搅拌器形式为圆盘式涡轮搅拌器或桨叶式搅拌器。釜体的上封头设有物料进口,出料管设在反应釜下封头处或经釜体上封头穿入釜体内,所述出料管的下端延伸至釜体内的下封头处,出料管斜开口,呈45°或60°。蛇形换热管进出口接管与釜体直接焊接。按照传统的高压氨化釜设计,因为氨化反应是高温、高压反应,计算出的反应釜筒体壁厚较厚。
该氨化高压反应釜存在以下缺陷:随着氨化高压反应釜设备大型化,直径的增加导致筒体及封头壁厚增加较多,增加了制造成本和加工难度,降低了传热效率;夹套与釜体的外壁之间仅为一腔室,使用时,整体筒形夹套内蒸汽流道面积大,流速低,釜体升温、降温较慢,换热效果较差;升温慢,影响反应釜工作台时,降温慢,反应釜压力不易控制,易发生安全事故,同时对氨化反应产生不利影响;内部蛇管出现问题维修不方便;蛇管进出口接管与筒体直接焊接,由于热胀冷缩导致蛇形换热管与筒体焊接的焊缝容易撕裂;物料对Q345R或不锈钢的腐蚀较为严重。
随着对(邻)硝基苯胺生产规模的不断扩大,为了节约生产成本,降低劳动强度,节能降耗,采用大容量氨化高压反应釜生产装置已成为未来的发展趋势。随着反应釜体积的增大,节能降耗、传热能力、均质能力、防腐性能以及产品质量如何保证成为必须解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是针对目前随着氨化高压反应釜设备大型化,导致了制造成本提高、维修不方便,换热效果较差、降低了传热效率,反应釜压力不易控制、易发生安全事故,同时对氨化反应产生不利影响等问题,提供了一种大型氨化高压球形搅拌反应釜。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种大型氨化高压球形搅拌反应釜,包括釜体,釜体上部设有加料口、出料口、安全泄放装置及仪表控制装置,釜体下部设置裙座支撑整个釜体;搅拌装置设在釜体的上端且两者密封配合,电机、减速机与搅拌装置依次相连,搅拌轴下穿入釜体内,搅拌轴上固定有2~3层搅拌器;出料管顺着釜体内壁一直延伸到釜体下部中心处;釜体内设置有换热装置。
所述釜体是用两个整体半球形封头焊接而成,球形釜体容积为20~35m3,公称直径为3.4~4.0m。
所述换热装置由上、下环管、中间直排管、进口管和出口管组成,采用法兰将直排管和上、下环管相连接,上环管设有进口管向上伸出于釜体上部,下环管设有出口管向下伸出于釜体底部;进口管、出口管分别穿过填料箱,填料箱与釜体焊接,用填料密封进口管、出口管与填料箱的间隙,再用填料压盖压紧填料,填料箱与填料压盖用螺栓、螺母相连接。
所述出料管在尾端下部开孔,开孔直径小于螺栓、螺母直径,开孔总截面积大于出料管截面积。
所述搅拌轴上安装的搅拌器,其桨叶直径与筒体内径之比为0.38~0.50,桨叶与搅拌轴连接的穿心螺栓采用细牙钛螺栓,并使用双螺母紧固。
所述筒体材质选用爆炸双层复合板材料,内层选用不锈钢,外层选用碳钢,内层材料厚度3~4mm,外层材料厚度48~58mm;釜内搅拌轴及搅拌器材质为不锈钢,换热装置材质为钛材。
为能简洁说明问题起见,以下对本发明所述大型氨化高压球形搅拌反应釜均简称为本反应釜。
采用本反应釜的优点是:
1、釜体是用两个半球形封头焊接而成,整个釜体只有一条对接焊缝,焊接工作量少,加工方便;球形釜内介质在搅拌的作用下反应时,在全容积中获得更加均匀的流动场,更易实现无死角且均质,同时搅拌轴转速和轴功率可以相对降低;由于球形壳体在空间360°受力分布最好、最均匀,从而使球形釜体承受内外压力可以实现最大化,提高了反应釜的承压能力,在同样材质、同等压力和温度条件下,球形壳体比相同直径的圆筒形壳体壁厚可以约减少一半,反之,在同样的材质、同等压力和温度条件下,球形壳体比相同厚度的圆筒形壳体承受的压力要高出一倍,各种应力分布更均匀,使用更为安全。
总之,相对于各种类型的圆筒形容器,球形反应釜在承压能力、传质与传热、耗材(釜壁厚度减薄)等方面都具有独特的优越性。
2、反应釜内部换热装置,组成方式为进口管、出口管分别与上下环管连接,上下环管与直排管之间用法兰连接,环管、直排管装拆方便,可以从人孔进出,加工、安装、维修方便;直排式钛换热管采用双层结构,可以保证较大换热面积的需求而又不增加换热管组数,减少贵重材料的使用量;内置式高效釜内换热管对氨化反应快速升温、快速降温的效果较佳,对反应速率的控制更易实现,防止安全事故的发生,同时提高了氨化反应的质量和速率;进出口管与釜体的连接采用填料密封形式替代直接焊接,温差变化过程中接管和釜体之间可以产生相对位移,避免了直接焊接因温差变化剧烈,筒体和接管膨胀量不同而产生的应力和易撕裂焊缝的问题。
3、出料管底部开孔,开孔直径小于螺栓、螺母直径,开孔总截面积大于出料管截面积,这样可防止出料管出现随着料液减少而漏气,料打不尽有残余的现象;另外,防止螺栓、螺母因意外出现脱落时,顺着出料管而进入泵的入口,损坏打料泵现象。
4、搅拌轴上安装2~3层搅拌器,搅拌器形式为圆盘式涡轮搅拌器或桨叶式搅拌器,桨叶直径与筒体内径之比为0.38~0.50,桨叶与搅拌轴连接的穿心螺栓采用细牙钛螺栓,有很好的自锁作用,并使用双螺母紧固。
5、釜体采用爆炸双层复合板球形结构,复合板的内层为不锈钢,外层为碳钢材料,搅拌轴及搅拌器为不锈钢材质,釜内换热管材质为钛材料,有更好的耐腐蚀性及防应力腐蚀开裂能力。这样,球釜的耐压、耐腐蚀性能大大提高,可在较高压力下良好地工作,与传统反应釜相比较,全容积得以增大,大大提高单台氨化高压搅拌反应釜的产量和效率,同时保证产品品质,防止安全事故的发生。
综上所述,采用本反应釜的结构,实现了随着反应釜体积的增大,节能降耗、传热能力、均质能力、防腐性能以及产品质量均能得到保证。适用于在高温、高压条件下,作为一种具有优良的高传质、高传热能力的带搅拌反应的大型氨化高压球形搅拌反应釜。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的换热装置结构示意图;
图3图2的俯视图(略去角铁及进、出口管);
图4是图2中直排管结构示意图;
图5是图4的左视图;
图6是本发明的换热装置进、出口管与釜体连接部位示意图;
图7是本发明的出料管示意图;
图8是图7的A向视图。
具体实施方式
下面通过具体实施例结合附图对本发明作进一步详细说明:
参见图1,本高压球形搅拌反应釜由釜体5、裙座6、搅拌装置3、换热装置及出料管7组成。
如图1所示,釜体5为两半球形封头焊接而成,中间只有一条对接焊缝,釜体5的上部设有投料口(附图中未示出投料口)、出料管口7a及人孔4,釜体5底部用裙座6支撑。
搅拌装置3设置在釜体5的上端且两者密封配合,搅拌装置3上端与减速器2和电机1依次相连、搅拌装置3的搅拌轴8下穿入釜体5内;搅拌轴8上设置三层搅拌器(分别为9、10、11),搅拌器可为折叶桨式搅拌器或圆盘式涡轮搅拌器。
如图1所示,出料管7经釜体5上部出料管口7a伸出,釜体5内出料管7呈蛇形沿釜体5内腔向下延伸至釜体5内的下侧处;如图7、图8所示出料管下部开有数个小孔,开孔总截面积大于出料管截面积,开孔直径小于螺栓、螺母直径,以防止螺栓、螺母脱落后进入出料管。
如图2、图3所示,釜体内的换热装置由蒸汽进口管12、上环管13、下环管16、直排管15和出口管17组成,进口管12向上伸出于釜体5上部,进口管12向下与上环管13连接通,上环管13向下连接数组直排管15,直排管15下部连接下环管16,下环管16向下设有出口管17伸出于釜体5底部;上、下环管的半环管之间用法兰18相连接;
如图4、图5所示,每组直排管15由两列直管24和25组成,每列的数量可以根据换热面积及人孔大小确定,直管24(25)分别与管箱23相连,再用法兰18分别与上环管13、下环管16连接;
如图1、图2所示,上、下环管和直排管15分别用角钢14固定于釜体5内侧,上环管13、下环管16和直排管15拆装时可以从人孔4进出;
如图6所示,换热装置进口管12、出口管17与釜体5的连接采用填料密封形式,填料箱19与釜体5焊接,用填料20密封接管与填料箱19的间隙,再用填料压盖21压紧填料20,填料箱19与填料压盖21用螺栓螺母组22相连接。
釜体5采用双层复合板结构,复合板的内层为不锈钢(如316L)、外层为碳钢材料(如Q345R),搅拌轴8及搅拌器9、10、11为316L材料,换热装置材质为TA2。
以上所述的仅是本发明的一种实施方式。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出显而易见的若干变换或替代以及改型,这些也应视为属于本发明发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种大型氨化高压球形搅拌反应釜,包括釜体,釜体上部设有加料口、出料口、安全泄放装置及仪表控制装置,釜体下部设置裙座支撑整个釜体;搅拌装置设在釜体的上端且两者密封配合,电机、减速机与搅拌装置依次相连,搅拌轴下穿入釜体内,搅拌轴上固定有2~3层搅拌器;出料管顺着釜体内壁一直延伸到釜体下部中心处;釜体内设置有换热装置;其特征在于:
所述釜体是用两个整体半球形封头焊接而成,球形釜体容积为20~35m3,公称直径为3.4~4.0m;
所述换热装置由上、下环管、中间直排管、进口管和出口管组成,采用法兰将直排管和上、下环管相连接,上环管设有进口管向上伸出于釜体上部,下环管设有出口管向下伸出于釜体底部;进口管、出口管分别穿过填料箱伸出至釜体外部,填料箱与釜体焊接,用填料密封进口管、出口管与填料箱的间隙,再用填料压盖压紧填料,填料箱与填料压盖用螺栓、螺母相连接;
所述出料管在尾端下部开孔,开孔直径小于螺栓、螺母直径,开孔总截面积大于出料管截面积;
所述搅拌轴上安装的搅拌器,其桨叶直径与筒体内径之比为0.38~0.50,桨叶与搅拌轴连接的穿心螺栓采用细牙钛螺栓,并使用双螺母紧固。
2.根据权利要求1所述的大型氨化高压球形搅拌反应釜,其特征在于:所述釜体材质选用爆炸双层复合板材料,内层选用不锈钢,外层选用碳钢,内层材料厚度3~4mm,外层材料厚度48~58mm;釜内搅拌轴及搅拌器材质为不锈钢,换热装置材质为钛材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210585526.1A CN102989372B (zh) | 2012-12-30 | 2012-12-30 | 大型氨化高压球形搅拌反应釜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210585526.1A CN102989372B (zh) | 2012-12-30 | 2012-12-30 | 大型氨化高压球形搅拌反应釜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102989372A CN102989372A (zh) | 2013-03-27 |
CN102989372B true CN102989372B (zh) | 2015-02-04 |
Family
ID=47918777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210585526.1A Active CN102989372B (zh) | 2012-12-30 | 2012-12-30 | 大型氨化高压球形搅拌反应釜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102989372B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106732294A (zh) * | 2017-02-14 | 2017-05-31 | 营口天元化工研究所股份有限公司 | 一种缓冲式电加热反应釜 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1593742A (zh) * | 2004-06-22 | 2005-03-16 | 周凤举 | 球形釜式搅拌反应器 |
CN201423281Y (zh) * | 2009-05-26 | 2010-03-17 | 杭州中兴化工装备有限公司 | 耐压式反应釜 |
CN202460629U (zh) * | 2012-03-12 | 2012-10-03 | 中国天辰工程有限公司 | 一种苯选择加氢制环己烯的反应装置 |
CN203018051U (zh) * | 2012-12-30 | 2013-06-26 | 安徽八一化工股份有限公司 | 大型氨化高压球形搅拌反应釜 |
-
2012
- 2012-12-30 CN CN201210585526.1A patent/CN102989372B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1593742A (zh) * | 2004-06-22 | 2005-03-16 | 周凤举 | 球形釜式搅拌反应器 |
CN201423281Y (zh) * | 2009-05-26 | 2010-03-17 | 杭州中兴化工装备有限公司 | 耐压式反应釜 |
CN202460629U (zh) * | 2012-03-12 | 2012-10-03 | 中国天辰工程有限公司 | 一种苯选择加氢制环己烯的反应装置 |
CN203018051U (zh) * | 2012-12-30 | 2013-06-26 | 安徽八一化工股份有限公司 | 大型氨化高压球形搅拌反应釜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102989372A (zh) | 2013-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104312911A (zh) | 用于干式厌氧发酵的搅拌装置 | |
CN111330530B (zh) | 一种交叉压扁多纵向涡旋流管及其反应器 | |
CN203018051U (zh) | 大型氨化高压球形搅拌反应釜 | |
CN102989372B (zh) | 大型氨化高压球形搅拌反应釜 | |
CN205886874U (zh) | 一种水浴加热反应装置 | |
CN106147865B (zh) | 连续式超临界水套管反应器气化有机物的方法和装置 | |
CN201952242U (zh) | 三通道碱液分配器 | |
CN204198733U (zh) | 用于干式厌氧发酵的搅拌装置 | |
CN106186135A (zh) | 含氯废硫酸脱氯装置 | |
CN202052525U (zh) | 气液固三相固定床加氢反应器 | |
CN109654909A (zh) | 一种高温高压微细管壳式换热器 | |
CN206474152U (zh) | 一种溴丁烷反应装置 | |
CN214810705U (zh) | 一种绕管式反应器及用于甲基异丁基酮的合成系统 | |
CN210934973U (zh) | 一种化工生产用反应釜 | |
CN107297184A (zh) | 一种生产n‑甲基吡咯烷酮的反应器 | |
CN202107526U (zh) | 一种三氯化磷“纯氧氧化法”生产三氯氧磷环流工艺系统 | |
CN205616570U (zh) | 一种外置联箱式水冷可控变换反应器 | |
CN203710984U (zh) | 大容量高温高压溶剂热反应釜 | |
CN207430283U (zh) | 一种气体合成医药中间体的设备 | |
CN207169678U (zh) | 一种液料混合冷却装置 | |
CN206343180U (zh) | 一种多功能反应釜 | |
CN202658112U (zh) | 内盘管型丙烯聚合釜 | |
CN202113863U (zh) | 硝基氯化苯硝化反应釜 | |
CN201807354U (zh) | 反应釜外伴管 | |
CN217774053U (zh) | 一种立式高温混合造粒釜 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |