CN105170053A - 一种耐强腐蚀型管式反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐强腐蚀型管式反应器，属于一种化学反应装置，包括壳体，壳体两端安装有主管板，主管板外侧安装有副管板，主管板和副管板之间设有密封元件，壳体内设有若干管体，管体穿过主管板安装在副管板上，管体内设有混合元件，管体外侧设有折流板，折流板通过拉杆间隔固定。本发明提供的一种耐强腐蚀型管式反应器，采用管壳式结构，结构紧凑，在同一个壳体内可排列多支管体，每一个管体均封装在耐腐蚀的副管板中，副管板上设有单独的螺纹接口，可通过PFA接头和管道将任意的管体连通，通过合理的使用管体、主管板、副管板、混合元件、密封元件等材质，使得本发明可以适应各类强腐蚀性物料，并可在200℃以内长期安全运行。

Description

一种耐强腐蚀型管式反应器

技术领域

本发明涉及一种化学反应装置，特别是一种耐强腐蚀型管式反应器。

背景技术

国内目前的化学反应过程，一般采用带搅拌器的釜式反应器来实现，也有少量管式反应器、微通道反应器等其他形式的反应器。釜式反应器由于搅拌对物料的混合效果差，反应所需的或生成的热量也无法迅速转移。在体积较大的反应器中，化学反应所需要的时间往往会很长，使得物料长时间的受热与反应，影响了反应物的选择性，热敏性物料也会受热分解，这样就造成了反应效率、收率的下降，副产物增多。

微通道反应器是最近科技发展的最新成果，具有安全性好、选择性好、耐腐蚀等优点，但其高昂的价格限制了其广泛应用。

国内也有一些管式反应器在化学反应中得到应用，主要结构为多支带夹套的反应管串联或并联起来工作，但存在耐腐蚀性差、反应效率低、结构复杂等缺点。中国专利文献CN202638429U提供了《管式反应器》，包括管体和混合元件，所述管体两端设有法兰，管壁外面设有夹套。所述混合元件为扭转180°的叶片，相邻元件扭角相反，呈90°排列，多个混合元件组合并置入管体内。该专利提到每个管体均设置有单独的夹套，且两端均设有法兰，在管体直径较大时，通过管体两端的法兰串联使用。但这样的结构对于要求停留时间较长的反应，该管式反应器串联的数量较多，占地面积大，安装不方便。管体直径过大，会影响管体内混合元件的混合效果，降低反应效率。此外，该专利未提到管体与混合元件的耐腐蚀问题，一般的化学反应，参与反应的物料，其腐蚀性极强，如何能使反应器长期可靠的运行是一个难题，该专利显然没有解决这个问题。

因此，研究能够适应各类强腐蚀性物料的管式反应器的技术方案意义重大，且要求尽量做的体积小，反应效率高等符合现实情况的其他要求。

发明内容

本发明提供一种能够适应各种强腐蚀性介质的管式反应器，并且具有体积紧凑、混合效果好、传热系数高、容易改变管式反应器长度等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种耐强腐蚀型管式反应器，包括壳体，所述壳体两端安装有主管板，所述主管板外侧安装有副管板，所述主管板和副管板之间设有密封元件，所述壳体内设有若干管体，所述管体穿过主管板安装在副管板上，所述管体内设有混合元件，所述管体外侧设有折流板，所述折流板通过拉杆间隔固定在壳体内。

作为上述方案的进一步优化，所述副管板上设有螺纹接口，所述副管板材料为贵金属、氟塑料或钢衬氟塑料。

作为上述方案的进一步优化，所述主管板材料为碳钢或不锈钢。

作为上述方案的进一步优化，所述壳体材料为碳钢或不锈钢。

作为上述方案的进一步优化，所述管体材料为碳化硅或哈氏合金。

作为上述方案的进一步优化，所述混合元件为左旋和右旋静态混合叶片90°交错安装在管体内，所述混合元件材料为哈氏合金、全氟烷氧基树脂或陶瓷。

作为上述方案的进一步优化，所述密封元件包括若干个密封圈和压紧环，所述密封圈材料为全氟醚橡胶、氟塑料或包氟橡胶，所述压紧环材料为聚四氟乙烯或不锈钢。

本发明的有益效果：本发明采用管壳式结构，结构紧凑，在同一个壳体内可排列多支管体，可根据反应介质的特性确定反应所需的停留时间，然后可方便的对壳体内的管体进行自由组合，每一个管体均封装在耐腐蚀的副管板中，副管板上设有单独的螺纹接口，可通过PFA接头将任意的管口连通；通过合理的使用管体、主管板、副管板、混合元件、密封元件等材质，使得本发明可以适应各类强腐蚀性的物料，并可在200℃以内长期安全运行。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。

图1为本发明总体结构示意图。

图2为本发明密封元件局部结构示意图。

图中，1-副管板、2-主管板、3-壳体、4-管体、5-混合元件、6-折流板、7-密封元件、8-拉杆，9-螺纹接口，10-密封圈，11-压紧环。

具体实施方式

如图1所示的一种耐强腐蚀型管式反应器，包括副管板1、主管板2、壳体3、管体4、混合元件5、折流板6、密封元件7、拉杆8。壳体3两端均安装有一块主管板2和一块副管板1，副管板1安装在主管板2外侧，主管板2位于壳体3与副管板1之间，管体4位于壳体3内并穿过主管板2安装在副管板1上，密封元件7安装在主管板2和副管板1相接触面的凹槽内，由若干个密封圈10和压紧环11组成，可确保管体4与主管板2及副管板1之间的密封，阻止腐蚀性物料沿着管体4外壁与副管板1之间的缝隙，向外泄漏，同时也阻止壳体3内的介质沿着管体4外壁与主管板2之间的缝隙，向外泄漏。副管板1上设置有螺纹接口9，可使得管体4通过PFA接头用管道连接起来，这样可根据反应工艺采取串联或并联的方式，来调整反应停留时间，实现不同的需要(具体见图2)。管体4外侧设有折流板6，折流板6通过拉杆8固定在壳体3内。冷媒或热媒从壳体3的一端进入，通过管体4与管内反应物料进行热交换后，从壳体3的另一端流出，实现反应器的热交换功能，同时可实现在一个壳体3中，安装有多支管体4的目的，可使得管式反应器结构更小。本发明提供的一种耐强腐蚀型管式反应器与物料接触的部件，均采用耐腐蚀性材料制成，副管板1材料选用聚四氟乙烯，具有很好的耐腐蚀性，又可方便的实现各个管体之间的连接。主管板2和壳体3材料选用不锈钢，可确保冷媒或热媒的长期使用。管体4材料选用碳化硅，碳化硅具有耐腐蚀性强、导热系数高的优点，混合元件5为左旋和右旋静态混合叶片90°交错安装在管体4内，混合元件5材料为哈氏合金。密封元件7包括密封圈10和压紧环11，所述密封元件7的密封圈10材料为包氟橡胶，压紧环11材料为聚四氟乙烯。

本发明的工作原理是：本发明提供的一种耐腐蚀型管式反应器运行时，由安装在副管板1上的进料三通将两种物料引入管体4内，管体4内设有混合元件5，进入管体4的物料受到混合元件5的分散挤压作用得到充分混合，从而在管体4内发生化学反应。通常伴随着化学反应的发生，会放出热量或需要吸收热量来维持反应的持续进行，因此需要良好的换热条件。换热用的冷媒或热媒从壳体3的一端进入，与管体4内的化学物料进行热交换后，从壳体3的另一端流出，实现反应器的热交换功能。管体4选用碳化硅材质，具有非常优良的换热效果，物料在管内反应时，需要或生成的热量，都能够及时得到补充或移走，能使反应在非常精确的温度下进行。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种耐强腐蚀型管式反应器，包括壳体(3)，其特征在于：所述壳体(3)两端安装有主管板(2)，所述主管板(2)外侧安装有副管板(1)，所述主管板(2)和副管板(1)之间设有密封元件(7)，所述壳体(3)内设有若干管体(4)，所述管体(4)穿过主管板(2)安装在副管板(1)上，所述管体(4)内设有混合元件(5)，所述管体(4)外侧设有折流板(6)，所述折流板(6)通过拉杆(8)间隔固定在壳体(3)内。

2.根据权利要求1所述的一种耐强腐蚀型管式反应器，其特征在于：所述副管板(1)上设有螺纹接口(9)，所述副管板(1)材料为贵金属、氟塑料或钢衬氟塑料。

3.根据权利要求1所述的一种耐强腐蚀型管式反应器，其特征在于：所述主管板(2)材料为碳钢或不锈钢。

4.根据权利要求1所述的一种耐强腐蚀型管式反应器，其特征在于：所述壳体(3)材料为碳钢或不锈钢。

5.根据权利要求1所述的一种耐强腐蚀型管式反应器，其特征在于：所述管体材料为碳化硅或哈氏合金。

6.根据权利要求1所述的一种耐强腐蚀型管式反应器，其特征在于：所述混合元件(5)为左旋和右旋静态混合叶片90°交错安装在管体(4)内，所述混合元件(5)材料为哈氏合金、全氟烷氧基树脂或陶瓷。

7.根据权利要求1所述的一种耐强腐蚀型管式反应器，其特征在于：所述密封元件(7)包括若干个密封圈(10)和压紧环(11)，所述密封圈(10)材料为全氟醚橡胶、氟塑料或包氟橡胶，所述压紧环(11)材料为聚四氟乙烯或不锈钢。