CN105817186A - 一种整体油浴式管道反应器及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体油浴式管道反应器及其实现方法，所述整体油浴式管道反应器包括膨胀槽、导油管、油槽保温层、储油槽、加热管、反应管、反应管支架、油槽横流泵、油槽横流泵驱动电机、油槽横流泵磁力传动器和导热油，所述膨胀槽与储油槽通过导油管连通；所述储油槽外面包裹有油槽保温层；所述储油槽内充满导热油；本发明整体油浴式管道反应器采用整体式设计，加热传热用热都集成一体，避免增加多余的管道和法兰连接件，同时体积减小，所述方形设计有利于制作保温层，热损失少，整体能耗低。

Description

一种整体油浴式管道反应器及其实现方法

技术领域

本发明涉及管道反应器领域，具体涉及一种整体油浴式管道反应器及其实现方法。

背景技术

管道反应器主要用于气相、液相、气—液相连续反应过程，由单根(直管或盘管)连续或多根平行排列的管子组成，一般设有套管或壳管式换热装置。操作时，物料自一端连续加入，在管中连续反应，从另一端连续流出，便达到了要求的转化率。此种反应器具有容积小、比表面大、返混少、反应混合物连续性变化、易于控制等优点。随着化工生产越来越趋于大型化、连续化、自动化、连续操作的管道反应器在生产过程中被使用的越来越多，某些传统上一直使用间歇搅拌釜的高分子聚合反应，目前也开始改用连续操作的管道反应器。管道反应器另一个重要指标就是温度控制，精确地控制反应温度有利于提高转化率和选择性。中国专利公开号CN102553512A和中国专利公开号CN103349950A都是管道反应器的例子，其共同缺点在于，反应管道的热载体需要另外的设备提供，热载体一般是导热油，设备一般是导热油炉，所述导热油炉将导热油加热，通过管道输送到反应管套管层或容器夹层，之后回流到导热油炉内循环。上述工作方式产生以下问题：(1)加热传输用热分离，将会产生很多管道、法兰连接件等，这些连接件在高温下都很容易出现故障，而且其整体体积也较大，保温的技术难度大，其能耗也很大；(2)导热油炉一般必须配有导热油循环泵，此导热油循环泵工作在高温高压的状态下，其密封、冷却都难以达到较好的效果，而且其购买、维护成本也较高；(3)反应管套管层或容器夹层内的导热油流动靠泵的压力作用来流动和循环，由于所述套管层或容器夹层不是按照流体动力学设计，难免出现流动死区以及环流、混流的问题，这样将会产生反应管温度不均匀的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种整体式设计、加热传热用热都集成一体的整体油浴式管道反应器。

本发明的另一目的在于提供一种整体油浴式管道反应器的实现方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种整体油浴式管道反应器，所述整体油浴式管道反应器包括膨胀槽、导油管、油槽保温层、储油槽、加热管、反应管、反应管支架、油槽横流泵、油槽横流泵驱动电机、油槽横流泵磁力传动器和导热油；所述膨胀槽与储油槽通过导油管连通，所述膨胀槽的底部高于所述储油槽的顶部；所述储油槽外面包裹有油槽保温层；所述储油槽内充满导热油；所述储油槽内设有加热管、反应管、反应管支架、油槽横流泵、油槽横流泵驱动电机和油槽横流泵磁力传动器；所述加热管位于反应管支架下方，所述反应管设于反应管支架上；所述油槽横流泵驱动电机驱动油槽横流泵磁力传动器转动，所述油槽横流泵磁力传动器通过磁力驱动油槽横流泵转动。

优选地，所述反应管呈螺旋状缠绕在反应管支架上；所述反应管呈螺旋状缠绕可以增大反应管的容积，提高工作效率。

优选地，所述反应管由法兰引出与外界管道连接。

优选地，所述油槽横流泵驱动电机的转速为10-100转/分。

优选地，所述导热油的温度为100-350℃。

优选地，所述反应管为两个；设置两个反应管能够提高工作效率。

优选地，所述储油槽为方形箱；所述储油槽设置为方形结构有利于制作油槽保温层，从而达到热损失少，整体能耗低的效果。

一种由上述整体油浴式管道反应器的实现方法，包括下述步骤：

(1)室温时，膨胀槽内的导热油体积最小，导热油液面位于膨胀槽底部；

(2)加热管开始加热，储油槽内的导热油由于温度上升而体积膨胀，所述导热油顺着导油管流入膨胀槽，所述膨胀槽容纳流入的导热油；

(3)油槽横流泵驱动电机开始转动，驱动油槽横流泵磁力传动器转动，油槽横流泵磁力传动器通过磁力驱动油槽横流泵转动，油槽横流泵的转动带动储油槽内的导热油循环流动；

(4)储油槽内的导热油将热能传递到反应管，反应管达到恒定温度后，进行管式反应操作。

本发明的工作原理：

室温时，膨胀槽内的导热油体积最小，导热油液面位于膨胀槽底部；加热管开始加热，储油槽内的导热油由于温度上升而体积膨胀，所述导热油顺着导油管流入膨胀槽，所述膨胀槽有足够的容积容纳流入的导热油；油槽横流泵驱动电机开始转动，驱动油槽横流泵磁力传动器转动，油槽横流泵磁力传动器通过磁力驱动油槽横流泵转动，油槽横流泵的转动带动储油槽内的导热油循环流动；储油槽内的导热油将热能传递到反应管，当反应管达到恒定温度后，进行管式反应操作。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

(1)本发明整体油浴式管道反应器采用整体式设计，加热传热用热都集成一体，避免增加多余的管道和法兰连接件，同时体积减小，所述方形设计有利于制作保温层，热损失少，整体能耗低。

(2)本发明整体油浴式管道反应器用油槽横流泵替代高压导热油循环泵，用磁力传动器传动，提高整体可靠性，成本也大大降低。

(3)本发明整体油浴式管道反应器的导热油的流动方式完全按流体动力学考虑设计，没有流动死区以及环流、混流的问题，能够保证反应管的温度均匀一致。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖面示意图；

图3为本发明的导热油循环流动示意图。

图中附图标记为：1、膨胀槽；2、导油管；3、油槽保温层；4、储油槽；5、加热管；6、反应管支架；7、反应管；8、油槽横流泵；9、油槽横流泵驱动电机；10、油槽横流泵磁力传动器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1、图2所示，本发明为一种整体式设计、加热传热用热都集成一体的整体油浴式管道反应器，避免增加多余的管道和法兰连接件，同时体积减小，所述整体油浴式管道反应器包括膨胀槽1、导油管2、油槽保温层3、储油槽4、加热管5、反应管支架6、反应管7、油槽横流泵8、油槽横流泵驱动电机9、油槽横流泵磁力传动器10和导热油，所述膨胀槽1与储油槽4通过导油管2连通，所述膨胀槽1的底部高于所述储油槽4的顶部，所述储油槽4为方形箱，该方形设计有利于制作油槽保温层，从而达到热损失少，整体能耗低的效果；所述储油槽4外面包裹有油槽保温层3；所述储油槽4内充满导热油；所述储油槽4内设有加热管5、反应管7、反应管支架6、油槽横流泵8、油槽横流泵驱动电机9和油槽横流泵磁力传动器10；所述加热管5位于反应管支架6下方，所述反应管7设于反应管支架6上，所述反应管7呈螺旋状缠绕在反应管支架6上，同时为了提高工作效率，所述反应管7设置为两个，所述反应管7由法兰引出与外界管道连接；所述油槽横流泵驱动电机9驱动油槽横流泵磁力传动器10转动，所述油槽横流泵驱动电机9的转速为10-100转/分，所述油槽横流泵磁力传动器10通过磁力驱动油槽横流泵8转动。

如图3所示，室温时，膨胀槽1内的导热油体积最小，导热油液面位于膨胀槽1底部；加热管5开始加热，储油槽4内的导热油由于温度上升而体积膨胀，所述导热油顺着导油管2流入膨胀槽1，所述膨胀槽1有足够的容积容纳流入的导热油；油槽横流泵驱动电机9开始转动，驱动油槽横流泵磁力传动器10转动，油槽横流泵磁力传动器10通过磁力驱动油槽横流泵8转动，油槽横流泵8的转动带动储油槽4内的导热油循环流动；储油槽4内的导热油将热能传递到反应管7，所述导热油的温度为100-350℃，当反应管7达到恒定温度后，进行管式反应操作。

本发明整体油浴式管道反应器能精确控制管道反应的温度同时温度均与性也非常好，反应管7任意两点温差小于0.5℃，并且整体式结构集成度高，成本低，能耗低，可靠性高，该反应器适用于多种需要精密控温的，反应温度在100-350℃的油浴式管道反应。本发明整体油浴式管道反应器用油槽横流泵8替代高压导热油循环泵，用磁力传动器10传动，提高整体可靠性，成本也大大降低。本发明整体油浴式管道反应器的导热油的流动方式完全按流体动力学考虑设计，没有流动死区以及环流、混流的问题，能够保证反应管7的温度均匀一致。本发明整体油浴式管道反应器可以作为一个反应模块，也可进行堆叠、串联、并联方式组成更大的复杂的系统。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种整体油浴式管道反应器，其特征在于，所述整体油浴式管道反应器包括膨胀槽、导油管、油槽保温层、储油槽、加热管、反应管、反应管支架、油槽横流泵、油槽横流泵驱动电机、油槽横流泵磁力传动器和导热油；所述膨胀槽与储油槽通过导油管连通，所述膨胀槽的底部高于所述储油槽的顶部；所述储油槽外面包裹有油槽保温层；所述储油槽内充满导热油；所述储油槽内设有加热管、反应管、反应管支架、油槽横流泵、油槽横流泵驱动电机和油槽横流泵磁力传动器；所述加热管位于反应管支架下方，所述反应管设于反应管支架上；所述油槽横流泵驱动电机驱动油槽横流泵磁力传动器转动，所述油槽横流泵磁力传动器通过磁力驱动油槽横流泵转动。

2.根据权利要求1所述的整体油浴式管道反应器，其特征在于，所述反应管呈螺旋状缠绕在反应管支架上。

3.根据权利要求1所述的整体油浴式管道反应器，其特征在于，所述反应管由法兰引出与外界管道连接。

4.根据权利要求1所述的整体油浴式管道反应器，其特征在于，所述油槽横流泵驱动电机的转速为10-100转/分。

5.根据权利要求1所述的整体油浴式管道反应器，其特征在于，所述导热油的温度为100-350℃。

6.根据权利要求1所述的整体油浴式管道反应器，其特征在于，所述反应管为两个。

7.根据权利要求1所述的整体油浴式管道反应器，其特征在于，所述储油槽为方形箱。

8.一种由权利要求1-7任一项所述整体油浴式管道反应器的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)室温时，膨胀槽内的导热油体积最小，导热油液面位于膨胀槽底部；

(2)加热管开始加热，储油槽内的导热油由于温度上升而体积膨胀，所述导热油顺着导油管流入膨胀槽，所述膨胀槽容纳流入的导热油；

(3)油槽横流泵驱动电机开始转动，驱动油槽横流泵磁力传动器转动，油槽横流泵磁力传动器通过磁力驱动油槽横流泵转动，油槽横流泵的转动带动储油槽内的导热油循环流动；

(4)储油槽内的导热油将热能传递到反应管，当反应管达到恒定温度后，进行管式反应操作。