CN105749849A - 一种用于连续化生产乙烯利的文丘里式循环回路反应器及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于连续化生产乙烯利的文丘里式循环回路反应器,包括反应器本体、位于所述反应器本体上端的文丘里式混合器和循环换热器,所述文丘里式混合器包括从上到下依次连接的文丘里式喷嘴、混合室和扩散室,所述文丘里式喷嘴的外侧设置有吸气室,所述文丘里式喷嘴从所述反应器本体的顶部伸出;所述循环换热器的一端与所述反应器本体的底端相连,一端与所述文丘里式喷嘴相连,所述吸气室的外侧连接有进气口,所述喷嘴的外侧连接有原料口。与现有技术相比,本发明可大幅降低能耗和设备投资费用,并可降低占地面积,节省基建投资。技术路线简单,设备紧凑,产品质量好,节能降耗,符合可持续发展的要求。

Description

一种用于连续化生产乙烯利的文丘里式循环回路反应器及方法
技术领域
本发明属于材料加工领域,具体涉及一种用于连续化生产乙烯利的文丘里式循环回路反应器及方法。
背景技术
乙烯利是一种植物生长调节剂,纯品为白色针状结晶,工业品为淡棕色液体,易溶于水,甲醇、丙酮、乙二醇、丙二醇,微溶于甲苯,不溶于石油醚。乙烯利是优质高效植物生长调节剂,具有促进果实成熟,刺激伤流,调节性别转化等效应。目前乙烯利已用于橡胶流胶,果实催熟,烟叶落黄等方面,在农业和园艺上有广阔的应用前景。
目前乙烯利的生产方法主要采用三氯化磷与环氧乙烷直接加成,再经重排,酸解合成乙烯利。合成路线如下:
由于2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯与氯化氢的反应为两相反应,为提高传质效率以提高反应速率,现有生产工艺采用单只酸解釜间歇式生产工艺。2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯从单级酸解釜的上部投料,氯化氢气体从酸解釜的底部投料,利用氯化氢气体的压力促进气液混合,此混合方式效果较差,导致气液传质不充分,影响反应速率。
针对目前工艺存在的流程复杂,设备投资大,操作分散,生产效率低,产品质量不稳定等缺点,本发明提出一种文丘里式循环回路反应器连续化生产乙烯利的方法和装置,该方法具有工艺简单、装置紧凑且占地面积小、投资少、能耗低、本质安全度高、产品质量好及生产效率高等优势。
发明内容
发明目的:为解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种用于连续化生产乙烯利的文丘里式循环回路反应器。
本发明还要解决的技术问题在于提供一种利用上述文丘里式循环回路反应器连续化生产乙烯利的的方法。
技术方案:为实现上述技术目的,本发明提出的一种用于连续化生产乙烯利的文丘里式循环回路反应器,包括反应器本体、位于所述反应器本体上端的文丘里式混合器和循环换热器,所述文丘里式混合器包括从上到下依次连接的文丘里式喷嘴、混合室和扩散室,所述文丘里式喷嘴的外侧设置有吸气室,所述吸气室与混合室相通,所述文丘里式喷嘴从所述反应器本体的顶部伸出;所述循环换热器的一端与所述反应器本体的底端相连,一端与所述文丘里式喷嘴相连,所述吸气室的外侧连接有进气口,所述喷嘴的外侧连接有原料口。
所述的循环换热器包括依次连接的回路循环泵和循环回路换热器,其中,所述回路循环泵与所述反应器本体的底端相连,所述循环回路换热器的出口与所述丘里式喷嘴的入口相连。
所述的反应器本体为钢衬搪玻璃材质。
所述的循环回路换热器为多功能管壳式换热器。
具体地,所述的多功能管壳式换热器的管程流体为反应产物,壳程换热流体为冷却水和蒸汽,壳程的换热流体可根据反应器中温度切换。
本发明进一步提出了利用上述的文丘里式循环回路反应器连续化生产乙烯利的方法,包括如下步骤:
(1)将2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯预热后经原料口泵入所述文丘里室混合器中,控制喷射流速,使喷嘴周围产生压力降,将氯化氢气体经进气口自吸至文丘里室混合器的吸气室中;由于吸气室和混合室是相通的,液体进料从喷嘴喷射后,会在喷嘴周围形成负压,利用压差将氯化氢气体吸至吸气室。由于流经文丘里式喷射混合器的循环液体的推动,气相流速会升高,反应液体在喷射混合器内充分混合,形成湍流,气液相接触面积得到提高。
(2)氯化氢气体与原料2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯在文丘里混合器的混合室中形成湍流后,经扩散室扩散后进入反应器本体并反应,反应后的物料一部分经检测合格后采出,一部分经循环换热器换热后循环至文丘里式反应器中。循环部分用循环泵打循环,采出部分用泵采出。采出部分为产品,符合产品标准即可采出,由工厂质检部分取样检测。
优选地,步骤(1)中,控制喷射流速为50-70m/s。
所述的2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯预热至90~120℃。
步骤(2)中,经检测合格后采出的物料与循环至文丘里式反应器的体积比为1∶30-1∶50。
有益效果:本发明用文丘里式循环回路反应器代替传统工艺生产,同时可实现连续操作。该文丘里式循环回路反应器结构紧凑,操作温度低,能耗低,传质效果好,生产效率高,设备投资和占地面积小。由于文丘里式循环回路反应器各组件匹配精准,并设置多功能换热器准确控制反应温度,在降低副反应的同时,提高了工艺的本质安全度。此工艺与现有技术相比,可大幅降低能耗和设备投资费用,并可降低占地面积,节省基建投资。技术路线简单,设备紧凑,产品质量好,节能降耗,工艺本质安全度高,符合绿色化工及可持续发展的要求。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中文丘里式循环回路反应器连续化生产乙烯利的流程示意图,其中,1为反应器本体;2为文丘里式喷嘴;3为文丘里式混合器的吸气室;4为文丘里式混合器的混合室;5为文丘里式混合器的扩散室;6为回路循环泵;7为循环回路换热器。
具体实施方式
下面结合附图通过具体的实施例详细说明本发明。
如图1所示,本实施例提供一种文丘里式循环回路反应器,包括反应器本体1、位于反应器本体上端的文丘里式混合器和循环换热器,文丘里式混合器包括从上到下依次连接的文丘里式喷嘴2、混合室4和扩散室5,文丘里式喷嘴的外侧设置有吸气室3,文丘里式喷嘴从反应器本体的顶部伸出;循环换热器的一端与反应器本体的底端相连,一端与文丘里式喷嘴相连,吸气室的外侧连接有进气口,喷嘴的外侧连接有原料口,由于吸气室和混合室是相通的,液体进料从喷嘴喷射后,会在喷嘴周围形成负压,利用压差将氯化氢气体吸至吸气室。由于流经文丘里式喷射混合器的循环液体的推动,气相流速会升高,反应液体在喷射混合器内充分混合,形成湍流,气液相接触面积得到提高。其中,循环换热器包括依次连接的回路循环泵6和循环回路换热器7,其中,回路循环泵与反应器本体的底端相连,循环回路换热器的出口与丘里式喷嘴的入口相连。反应器本体为钢衬搪玻璃材质,循环回路换热器7为多功能管壳式换热器,多功能管壳式换热器的管程流体为反应产物,壳程换热流体为冷却水(如图中冷却水上水和冷却水回水所示)和蒸汽(如图中中压蒸汽和凝结水),壳程的换热流体可根据反应器中温度切换。
在使用时,按下述步骤进行:
(1)将2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯预热至90~120℃后经原料口泵入所述文丘里室混合器中,控制喷射流速为50-70m/s,使喷嘴周围产生压力降,将氯化氢气体经进气口自吸至文丘里室混合器的吸气室中;
(2)氯化氢气体与原料2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯在文丘里混合器的混合室中形成湍流后,经扩散室扩散后进入反应器本体并反应,反应后的物料一部分经检测合格后采出,一部分经循环换热器换热后循环至文丘里式反应器中。循环部分用循环泵打循环,采出部分用泵采出,采出部分与循环部分的比例大致为1∶30-1∶50(体积比)。采出部分为产品,符合产品标准即可采出,由工厂质检部分取样检测
下面通过具体的实施例详细说明利用本发明的装置连续化生产乙烯利。
实施例1
原料2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯预热至90℃后泵入文丘里式循环回路反应器的文丘里混合器中,控制喷射流速为50m/s。氯化氢气体与原料2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯在文丘里式循环回路反应器反应后,一部分经检测合格后采出,剩余部分经循环泵送至换热器换热后循环至文丘里式混合器。经分析测试,反应的转化率为95%。
实施例2
原料2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯预热至100℃后泵入文丘里式循环回路反应器的文丘里混合器中,控制喷射流速为60m/s。氯化氢气体与原料2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯在文丘里式循环回路反应器反应后,一部分经检测合格后采出,剩余部分经循环泵送至换热器换热后循环至文丘里式混合器。经分析测试,反应的转化率为98%。
实施例3
原料2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯预热至115℃后泵入文丘里式循环回路反应器的文丘里混合器中,控制喷射流速为70m/s。氯化氢气体与原料2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯在文丘里式循环回路反应器反应后,一部分经检测合格后采出,剩余部分经循环泵送至换热器换热后循环至文丘里式混合器。经分析测试,反应的转化率为99%。
由上述实施例可以看出,喷射速度越高则混合效果越好,相应的转化率越高。但如果超过70m/s则循环系统的循环量过大,循环泵的能耗与制作要求过高,投资不经济。由于文丘里式循环回路反应器各组件匹配精准,并设置多功能换热器准确控制反应温度,在降低副反应的同时,提高了工艺的本质安全度。此工艺与现有技术相比,可大幅降低能耗和设备投资费用,并可降低占地面积,节省基建投资。技术路线简单,设备紧凑,产品质量好,节能降耗,工艺本质安全度高,符合绿色化工及可持续发展的要求。

Claims (9)

1.一种用于连续化生产乙烯利的文丘里式循环回路反应器,其特征在于,包括反应器本体、位于所述反应器本体上端的文丘里式混合器和循环换热器,所述文丘里式混合器包括从上到下依次连接的文丘里式喷嘴、混合室和扩散室,所述文丘里式喷嘴的外侧设置有吸气室,所述吸气室与混合室相通,所述文丘里式喷嘴从所述反应器本体的顶部伸出;所述循环换热器的一端与所述反应器本体的底端相连,一端与所述文丘里式喷嘴相连,所述吸气室的外侧连接有进气口,所述喷嘴的外侧连接有原料口。
2.根据权利要求1所述的文丘里式循环回路反应器,其特征在于,所述的循环换热器包括依次连接的回路循环泵和循环回路换热器,其中,所述回路循环泵与所述反应器本体的底端相连,所述循环回路换热器的出口与所述丘里式喷嘴的入口相连。
3.根据权利要求1所述的文丘里式循环回路反应器,其特征在于,所述的反应器本体为钢衬搪玻璃材质。
4.根据权利要求1所述的文丘里式循环回路反应器,其特征在于,所述的循环回路换热器为多功能管壳式换热器。
5.根据权利要求4所述的文丘里式循环回路反应器,其特征在于,所述的多功能管壳式换热器的管程流体为反应产物,壳程换热流体为冷却水和蒸汽,壳程的换热流体可根据反应器中温度切换。
6.一种利用权利要求1所述的文丘里式循环回路反应器连续化生产乙烯利的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯预热后经原料口泵入所述文丘里室混合器中,控制喷射流速,使喷嘴周围产生压力降,将氯化氢气体经进气口自吸至文丘里室混合器的吸气室中;
(2)氯化氢气体与原料2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯在文丘里混合器的混合室中形成湍流后,经扩散室扩散后进入反应器本体并反应,反应后的物料一部分经检测合格后采出,一部分经循环换热器换热后循环至文丘里式反应器中。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,控制喷射流速为50-70m/s。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述的2-氯乙基磷酸二(2-氯乙基)酯预热至90~120℃。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,经检测合格后采出的物料与循环至文丘里式反应器的体积比为1∶30-1∶50。
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