CN108079932A - 快速拆装的连续流通道管道化学反应器 - Google Patents
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Abstract
快速拆装的连续流通道管道化学反应器，具有原管式化学反应器的反应原料进口和反应产物出口，它从内而外由反应管、温度调节管、保温介质和装饰管组成，反应管的两端分别与反应原料进口、反应产物出口相连接，其内装有静态混合器；温度调节管内根据需要注入热/冷媒流体；保温介质层包裹温度调节管；装饰管包裹在保温介质层外表，其两端有装饰盖。本发明优点有：①结构简单，布置紧凑，外形美观，占地少；②反应传质效率高；③反应器温度能精确控制；④反应温度和压力范围大；⑤反应充分、收率高；⑥反应在密闭空间进行，降低燃爆风险，生产环境安全。适用于气相或液相单相反应、气‑液相、液‑液相反应和气‑液‑固（悬浮状）相等多相反应。
Description
技术领域
本发明涉及化学反应装置，具体来说，涉及连续流通道的管道化学反应器。
背景技术
反应器 (reactor)是实现反应过程的设备，广泛应用于化工、炼油、冶金、轻工等工业部门。管道化学反应器，简称管式反应器，是指无效为管状，长径比很大的连续操作反 应器。管式反应器返混小，因而容积效率（单位容积生产能力）高，对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。上世纪70-80年代就出现了用于化学过程的管式反应器，随着工艺技术的不断提高，人们不断追求反应速度和效率的提高，这就需要更好的化学反应器。
为此，科技人员不断推出各种各样的管式反应器，申请中国专利的有：200510134766X号《一种改进的管式反应器》、2010800351281号《多级多管壳管式反应器》、2011100620119号《内置弹簧的管式反应器》、201210116520X号《具有射流冲击热传递的管式反应器》、2013101874751号《透明管式反应器》、2014100126438号《一种新型管式反应器》、
2016103884874号《一种高效螺旋管式反应器》、2017104432826号《一种超声高振荡气流管式反应器》等。这些技术虽然都将化学反应控制在管式反应器内进行，但有的反应器仅能用于某些特定化学反应；有的结构相对复杂，拆装不方便；有的反应温度不易控制。
发明内容
本发明旨在提供一种快速拆装的连续流通道管道化学反应器，以提高化学反应器的生产效率，便于拆装，同时杜绝反应废料污染环境。
发明人提供的管道化学反应器，具有原有管式反应器的反应管道、反应原料进口和反应产物出口，其特点是，它从内而外由反应管、温度调节管、保温介质和装饰管组成，反应管的两端分别用跨接器与反应原料进口、反应产物出口相连接，其内装有静态混合器，用来促进反应物料混合均匀；温度调节管内根据化学反应的需要注入热/冷媒流体，用来调节反应温度；保温介质层均匀地包裹温度调节管，防止热/冷量的散失，用多孔纤维材料制成；装饰管包裹在保温介质层的外表，以使整个管式反应器有美观的表面，其两端有装饰盖，盖住保温介质层。
上述反应管是直管或者蛇形管，用无缝的不锈钢管、合金钢管、工业陶瓷管、玻璃管中的一种制成，管壁能够承受的温度范围是-100℃～500℃;能够承受的最大压力为50MPa。
上述静态混合器是XS型或XX型，用不锈钢或陶瓷或聚四氟乙烯塑料塑料制成，但反应温度高于300℃的，不能使用聚四氟乙烯塑料材质。
上述温度调节管有热/冷媒流体的进口和出口，并有控制阀控制热/冷媒流体流量；热/冷媒流体通常是油。
上述保温介质的多孔纤维材料是聚丙烯塑料泡沫、聚氨酯塑料泡沫、天然海绵、玻璃棉卷毡中的一种。
上述反应原料进口、反应产物出口均安装有控制阀,以控制物料流量。
发明人指出：反应管的长度根据反应物的量和反应速度来决定，过长的反应管可制成回形盘管。
使用原理是：在本发明的管道化学反应器按照反应需求安装完毕之后，从热/冷媒流体进口注入热/冷媒流体，达到反应温度的要求之后，开启反应原料的进口、出口，通过控制阀控制反应物流量。随着物料的前进，反应物料不断混合、接触反应，反应产物由反应产物出口。
本发明具有以下优点：①反应器结构简单，布置紧凑，外形美观，占地少；②反应器中反应物之间混合接触充分，传质效率高；③反应器温度能精确控制，反应运行通畅；④可在较大的温度和压力范围连续进行反应；⑤采用连续反应方式，反应过程充分、收率高；⑥反应过程在密闭空间进行，降低化工生产中的燃爆风险，生产环境安全。
适用于气相或液相单相反应、气-液相、液-液相反应和气-液-固（悬浮状）相等多相反应。
附图说明
图1为本发明的管道化学反应器结构示意图，图2为A-A向视图。
图中，1为反应管，2为温度调节管，3为保温介质层，4为装饰管，5为装饰盖，6为静态混合器。
具体实施方式
实施例 如附图1－2的管道化学反应器，具有原有管式化学反应器的反应原料进口和反应产物出口，不同于原有化学反应器的是，它从内而外由反应管1、温度调节管2、保温介质3和装饰管4组成，反应管1的两端分别与反应原料进口、反应产物出口相连接，反应管是回形管，用无缝的不锈钢管制成，其内装有不锈钢制成的静态混合器6，用来促进反应物料混合均匀；温度调节管2内根据化学反应的需要注入热/冷媒流体，用来调节反应温度；聚丙烯塑料泡沫制成的保温介质层3均匀地包裹温度调节管2，防止热/冷量的散失，用多孔纤维材料制成；装饰管4包裹在保温介质层3的外表，以使整个管式反应器有美观的外形，其两端有装饰盖5，盖住保温介质层3。
热/冷媒流体是油，温度调节管2有油的进口和出口，并有控制阀控制油的流量。
反应原料进口和反应产物出口均安装控制阀,以控制物料流量。
本管道化学反应器的反应管1外径12mm，内径8 mm；温度调节管2外径24mm，内径20mm；保温介质层3外径48mm，内径24mm；装饰管4外径52mm，内径48mm；装饰盖5为扁的圆形板，外径52mm，圆形板中心有直径49mm的开孔。
一段装饰管4的长度为760mm；一段温度调节管2的长度为820mm；一段反应管1的长度为1000mm。
本实施例的管道化学反应器由4段反应管1组成，管道间采用管道连接器连接为一个回形盘管整体。
Claims (6)
1.一种快速拆装的连续流通道管道化学反应器，具有原有管式化学反应器的反应原料进口和反应产物出口，其特征在于它从内而外由反应管(1)、温度调节管(2)、保温介质层(3)和装饰管(4)组成，反应管(1)的两端分别与反应原料进口、反应产物出口相连接，其内装有静态混合器(6)，用来促进反应物料混合均匀；温度调节管(2)内根据化学反应的需要注入热/冷媒流体，用来调节反应温度；保温介质层(3)均匀地包裹温度调节管(2)，防止热/冷量的散失，用多孔纤维材料制成；装饰管(4)包裹在保温介质层(3)的外表，以使整个管式反应器有美观的外形，其两端有装饰盖(5)，盖住保温介质层(3)。
2.如权利要求1所述的管道化学反应器，其特征在于所述反应管(1)是直管或者蛇形管，用无缝的不锈钢管、合金钢管、工业陶瓷管、玻璃管中的一种管材制成，管壁能够承受的温度范围是-100℃～500℃;能够承受的最大压力为50MPa。
3.如权利要求1所述的管道化学反应器，其特征在于所述静态混合器(6)是XS型或XX型，用不锈钢或合金钢或聚四氟乙烯塑料制成。
4.如权利要求1所述的管道化学反应器，其特征在于所述温度调节管(2)有热/冷媒流体进口和出口，并有控制阀控制热/冷媒流体流量；所述热/冷媒流体通常是油。
5.如权利要求1所述的管道化学反应器，其特征在于所述保温介质层(3)的多孔纤维材料是聚丙烯塑料泡沫、聚氨酯塑料泡沫、天然海绵、玻璃棉卷毡中的一种。
6.如权利要求1所述的管道化学反应器，其特征在于所述反应原料进口、反应产物出口均安装有控制阀,以控制物料流量。
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