CN103521159A

CN103521159A - 一种反应釜

Info

Publication number: CN103521159A
Application number: CN201310526686.3A
Authority: CN
Inventors: 谢启明
Original assignee: Luojiang County Open-Birth In Morning Tetramune Co Ltd
Current assignee: Luojiang County Open-Birth In Morning Tetramune Co Ltd
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明公开了一种反应釜，尤其是一种应用于合成氨基酸用的反应釜，属于化工单元设备技术领域；所述反应釜包括釜体，釜体上设置有进料口、出料口和用于搅拌的传动电机，传动电机的输出轴与釜体内的搅拌轴配合连接，所述搅拌轴上设置有搅拌螺旋桨，搅拌轴偏心设置于所述釜体内部，所述釜体还设置有热交换装置和工艺参数检测装置；本发明的反应釜构思巧妙、设计合理，偏心设置于所述釜体内部的搅拌轴和搅拌螺旋桨能够有效的改变釜体内部反应液搅动时的流动状态，有利于提高传质和传热效率，自动的pH调节、温度调剂和压力调剂实现了系统精确的自动化运转，使得该反应釜特别适合应用于氨基酸的合成，以提高氨基酸合成的收率和合成质量。

Description

一种反应釜

技术领域

本发明涉及一种反应釜，尤其是一种应用于合成氨基酸用的反应釜，属于化工单元设备技术领域。

背景技术

反应釜作为精细化工中最常用的单元操作设备，其整体性能对反应的进行有着至关重要的作用，反应釜中的反应液的流动状态是影响反应的重要因素之一，传统的反应釜在反应搅拌过程中液体内部湍流不充分，影响反应的传质和传热，降低反应效率。

氨基酸的合成工艺中，主要采用人工手动控制温度和PH值的，而氨基酸的合成反应中又对温度和PH极为敏感，人工控制具有滞后性和不准确的缺点，使得在氨基酸合成中收率不高，质量不佳的现象尤为突出。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种反应釜，能够明显的改善搅拌时内部反应液的流动状态，从而改善其传质和传热效率，提高反应的效率，这种反应釜特别适合在氨基酸的合成工艺中使用。

本发明采用的技术方案如下：

一种反应釜，包括釜体，所述釜体上设置有进料口、出料口和用于搅拌的传动电机，所述传动电机的输出轴与釜体内的搅拌轴配合连接，所述搅拌轴上设置有搅拌螺旋桨，且所述搅拌轴偏心设置于所述釜体内部，所述釜体还设置有热交换装置和工艺参数检测装置。

由于采用了上述技术方案，偏心设置于所述釜体内部的搅拌轴和搅拌螺旋桨能够有效的改变釜体内部反应液搅动时的流动状态，使得在釜体的内部形成具有流速相对较快和较慢的区域，有利于提高反应液的流动混合状态，增强传质和传热效率而使得反应效率的提高。

本发明的反应釜，所述釜体内壁距离搅拌轴较远侧上设置有一组挡条。

由于采用了上述技术方案，所述挡条位于釜体内壁距离搅拌轴较远侧上，在此位置液体流动的速度相对近端来说较小，通过挡条的抵挡使得其流动混合状态进一步加强，而挡条的应用也使得搅拌螺旋桨在两侧受力均匀，提高釜体运转的平稳性。

进一步的，所述挡条的横截面为三角形结构。

由于采用了上述技术方案，相比于传统的板状结构的挡条，三角形结构的挡条更有利于承受较大的液体冲击力而提高设备的可靠性，特别是反应液的酸性或者碱性较强的环境下，三角形结构的挡条能够明显的提高其可靠性。

进一步的，所述挡条三角形截面的高为釜体内径的1/10至1/5。

由于采用了上述技术方案，挡条截面的高为釜体内径的1/10至1/5时，能够显著的改善反应液的流动状态，提高挡条的工作效率。

本发明的反应釜，所述热交换装置包括设置于釜体内部的螺旋形换热管，所述螺旋形换热管的进出口与换热物流管道连通，所述螺旋形换热管的螺旋方向与搅拌轴的转动搅拌方向相反。

由于采用了上述技术方案，螺旋形换热管有利维持釜体内的反应温度，螺旋形结构也使得换热面积进一步增大，而螺旋形换热管的螺旋方向与搅拌轴的转动搅拌方向相反，使得螺旋形换热管的内部热交换物流和反应液呈类似逆流传热的效果，进一步提高了传热效率，有利于及时的维护系统内温度的平衡。

进一步的，所述热交换装置还包括设置于釜体外壁的换热夹套，所述换热夹套的进出口与换热物流管道连通。

由于采用了上述技术方案，换热夹套可以进一步的从釜体外侧进行换热，维护体系的温度平衡，提高反应的效率。

本发明的反应釜，所述工艺参数检测装置包括PH电子检测头，所述PH电子检测头与控制器连接，PH电子检测头将釜体内的PH电信号传输至控制器，控制器接受PH电子检测头的电信号并实时显示PH值。

进一步的，所述釜体上还设置有酸碱调节管，所述酸碱调节管上设置有第一自动控制阀，所述第一自动控制阀与控制器连接，控制器发送阀门开度信号至第一自动控制阀控制其开度。

本发明的反应釜，所述工艺参数检测装置还包括设置于塔体上的温度检测装置，所述温度检测装置与控制器连接，温度检测装置将釜体内的温度信号传输至控制器，所述控制器接受温度信号并控制设置于换热物流管道上的第二自动控制阀开度。

本发明的反应釜，所述工艺参数检测装置还包括设置于塔体上的压力检测装置，所述压力检测装置传送压力信号至控制器，控制器控制塔体泄压管道上第三自动控制阀的开度。

由于采用了上述技术方案，所述PH电子检测头和第一自动控制阀、温度检测装置和第二自动控制阀、压力检测装置和第三自动控制阀的设计，使得釜体内部的PH值，反应温度和压力能够实现制动控制，避免了人工手动控制的不准确性和滞后性，提高了装置的自动控制水平。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：所述反应釜构思巧妙、设计合理，偏心设置于所述釜体内部的搅拌轴和搅拌螺旋桨能够有效的改变釜体内部反应液搅动时的流动状态，有利于提高传质和传热效率，而设置于釜体内壁距离搅拌轴较远侧的挡条能够进一步改善体系传质和传热效率，同时改善搅拌轴和搅拌螺旋桨受力的均匀性，自动PH调节、温度调剂和压力调剂实现了系统精确的自动化运转，使得该反应釜特别适合应用于氨基酸的合成，替代传统的人工控制操作，提高氨基酸合成的收率和合成质量。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的反应釜的结构示意图；

图2是本发明图1的A-A向结构示意图。

图中标记：1-釜体、2-进料口、3-出料口、4-传动电机、5-搅拌轴、6-搅拌螺旋桨、7-挡条、8-螺旋形换热管、9-换热夹套、10-PH电子检测头、11-酸碱调节管、12-第一自动控制阀、13-温度检测装置、14-第二自动控制阀、15-压力检测装置、16-第三自动控制阀。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例

本发明的反应釜，其结构如图1所示，包括釜体1，釜体1的大小根据生产规模而设计，釜体1上部设置有进料口2、底部设置有出料口3、顶部设置有用于搅拌的传动电机4，进料口2可以与多个物料罐连通，使得能够从同一进料口2进入多种反应物料，物料罐与进料口2连接可以采用自动阀的控制方案，所述传动电机4的输出轴与釜体1内的搅拌轴5配合连接，所述搅拌轴5上设置有搅拌螺旋桨6，所述搅拌轴5偏心设置于所述釜体1内部，如图2所示；本发明的反应釜，所述釜体1内壁距离搅拌轴5较远侧上设置有一组挡条7，所述挡条7的横截面为三角形结构，三角形截面的高可以根据釜体1而具体设计，实验表明，当三角形截面的高为釜体1内径的1/10至1/5时，对体系传质和传热效率和搅拌轴5、搅拌螺旋桨6搅拌受力的均匀的改善程度最佳；所述釜体1内部设置有螺旋形换热管8，所述螺旋形换热管8的进出口设置于釜体1上，并与换热物流管道连通，可以通入冷物流或者热物流与釜体1的反应体系内进行换热以维持体系的反应温度，所述螺旋形换热管8的螺旋方向与搅拌轴5的转动搅拌方向相反，使得换热物流和反应液形成类似逆流传热的效果，如图2中所示的两箭头所示；反应釜的釜体1外壁的换热夹套9，所述换热夹套9的进出口与换热物流管道连通，进一步从外部加强反应体系的传热。

本发明的反应釜，还包括PH电子检测头10、温度检测装置13、压力检测装置15所组成的工艺参数检测装置，所述PH电子检测头10设置于釜体1得到底部，PH电子检测头10与控制器（图中未示意出，但不影响本领域技术人员的理解）连接，PH电子检测头10将釜体1内的PH电信号传输至控制器，控制器接受PH电子检测头10的电信号并实时显示PH值；所述釜体1上顶部还设置有酸碱调节管11，所述酸碱调节管11上设置有第一自动控制阀12，所述第一自动控制阀12与控制器连接，控制器发送阀门开度信号至第一自动控制阀12控制其开度，通过滴入的酸碱调节剂调节釜体1内的反应PH值；所述温度检测装置13设置于釜体1得到底部，温度检测装置13将釜体1内的温度信号传输至控制器，所述控制器接受温度信号并控制设置于换热物流管道上的第二自动控制阀14开度，所述换热物流管道与螺旋形换热管9和换热夹套9连通；所述压力检测装置15传送压力信号至控制器，控制器控制塔体1泄压管道上第三自动控制阀16的开度。本方案中的所述控制器可以为多个检测点公用的整体集成的控制器，也可以为一一对应的控制器采集分析数据，再将数据传输至远程控制系统进行统一运算判断和控制。

本发明的反应釜构思巧妙、设计合理，偏心设置于所述釜体内部的搅拌轴和搅拌螺旋桨能够有效的改变釜体内部反应液搅动时的流动状态，有利于提高传质和传热效率，而设置于釜体内壁距离搅拌轴较远侧的挡条能够进一步改善体系传质和传热效率，同时改善搅拌轴和搅拌螺旋桨受力的均匀性，自动PH调节、温度调剂和压力调剂实现了系统精确的自动化运转，使得该反应釜特别适合应用于氨基酸的合成，替代传统的人工控制操作，提高氨基酸合成的收率和合成质量。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.一种反应釜，其特征在于：包括釜体（1），所述釜体（1）上设置有进料口（2）、出料口（3）和用于搅拌的传动电机（4），所述传动电机（4）的输出轴与釜体（1）内的搅拌轴（5）配合连接，所述搅拌轴（5）上设置有搅拌螺旋桨（6），且所述搅拌轴（5）偏心设置于所述釜体（1）内部，所述釜体（1）还设置有热交换装置和工艺参数检测装置。

2.如权利要求1所述的反应釜，其特征在于：所述釜体（1）内壁距离搅拌轴（5）较远侧上设置有一组挡条（7）。

3.如权利要求2所述的反应釜，其特征在于：所述挡条（7）的横截面为三角形结构。

4.如权利要求3所述的反应釜，其特征在于：所述挡条（7）三角形截面的高为釜体（1）内径的1/10至1/5。

5.如权利要求1或3或4或4所述的反应釜，其特征在于：所述热交换装置包括设置于釜体（1）内部的螺旋形换热管（8），所述螺旋形换热管（8）的进出口与换热物流管道连通，所述螺旋形换热管（8）的螺旋方向与搅拌轴（5）的转动搅拌方向相反。

6.如权利要求5所述的反应釜，其特征在于：所述热交换装置还包括设置于釜体（1）外壁的换热夹套（9），所述换热夹套（9）的进出口与换热物流管道连通。

7.如权利要求1所述的反应釜，其特征在于：所述工艺参数检测装置包括PH电子检测头（10），所述PH电子检测头（10）与控制器连接，PH电子检测头（10）将釜体（1）内的PH电信号传输至控制器，控制器接受PH电子检测头（10）的电信号并实时显示PH值。

8.如权利要求7所述的反应釜，其特征在于：所述釜体（1）上还设置有酸碱调节管（11），所述酸碱调节管（11）上设置有第一自动控制阀（12），所述第一自动控制阀（12）与控制器连接，控制器发送阀门开度信号至第一自动控制阀（12）控制其开度。

9.如权利要求1所述的反应釜，其特征在于：所述工艺参数检测装置还包括设置于塔体（1）上的温度检测装置（13），所述温度检测装置（13）与控制器连接，温度检测装置（13）将釜体（1）内的温度信号传输至控制器，所述控制器接受温度信号并控制设置于换热物流管道上的第二自动控制阀（14）开度。

10.如权利要求1所述的反应釜，其特征在于：所述工艺参数检测装置还包括设置于塔体（1）上的压力检测装置（15），所述压力检测装置（15）传送压力信号至控制器，控制器控制塔体（1）泄压管道上第三自动控制阀（16）的开度。