CN109277055B - 一种能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工制药技术领域，具体涉及一种可消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于：包括进料装置和反应器，反应器包括上下开口的壳体，所述壳体上下两端分别依次连接有管板和折流管箱，所述管板包括胀接管板和焊接管板，所述胀接管板固定连接在壳体上下两端处，所述反应管穿过焊接管板并与胀接管板相固接，所述折流槽中设置有固体催化物，本发明的采用双管板结构的直通式固定床反应器使用时，反应物通过反应管在反应器本体内流通，相邻管孔通过折流槽相连通，固体催化物安装于折流槽中，一方面，可以使化合物每流经一次折流，就催化一次；另一方面，箱体拆卸方便，方便固体催化物拆卸和安装。

Description

一种能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统
技术领域
本发明涉及化工制药技术领域，具体涉及一种能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统。
背景技术
化工制药技术领域常用的反应器设备包括管式反应器和釜式反应器等，其中釜式反应器常在反应釜中装入搅拌装置，用于液相反应物混合，其合成物纯度、反应转化率较低，能耗和污染较为严重。由于化工制药领域对产品的纯度等要求较高，因此常使用的反应器设备为连续流管式反应器。在连续流管式反应器的使用过程中，部分反应物时常需要固体催化物来催化反应，对于固体催化物的安装固定和拆卸没有专用设备，使用不方便。
发明内容
本发明提出一种能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，以解决现有连续流反应器没有固体催化物的安装、固定和拆卸的专用设备，使用不方便的技术问题。
一种能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于：包括进料装置和反应器，所述进料装置包括物料罐、隔膜计量泵、脉冲阻尼器、止回阀，所述物料罐通过物料管道与反应器的反应物入口连通，所述物料管道上依次设置隔膜计量泵、脉冲阻尼器和止回阀；
所述反应器为双管板结构的直通式固定床反应器，包括上下开口的壳体，所述壳体上下两端分别依次连接有管板和折流管箱，
所述壳体内部设置有反应管组，反应管组包括多根反应管，反应管均为直管竖直设置，每根反应管的上下两端均穿过并固定连接于管板上，
所述折流管箱上开设若干条相分离的折流槽，所述管板与折流管箱的折流槽共同组成若干个相分离的折流通道，在介质流动顺序上相邻的反应管通过与他们相对应的折流通道依次一一串联连通，所述折流管箱上设置有反应物入口和反应物出口，
所述管板包括胀接管板和焊接管板，所述胀接管板固定连接在壳体上下两端处，所述反应管穿过胀接管板并与胀接管板相固接，所述焊接管板通过法兰和螺栓与折流管箱紧密贴合，所述反应管穿过焊接管板并与胀接管板相固接，
所述折流槽中设置有固体催化物。
优选的，能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，所述固体催化物占据折流槽横截面的部分或者全部空间。
优选的，能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，所述固体催化物上开设通孔，反应物流经通孔穿过固体催化物，所述通孔为一个大孔或者为若干个小孔组成。
优选的，能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，所述折流槽横截面为半圆形，所述固体催化物横截面为与折流槽相适配的半圆形，折流槽中部宽度尺寸要大于两端的宽度尺寸，所述固体催化物放置于折流槽的中部，固体催化物的长度尺寸与折流槽中部长度尺寸相当。
优选的，能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，在管板或/和折流槽上开设容置固体催化物的安装槽，固体催化物安装于安装槽中。
本发明的能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统在使用时，反应物通过反应管在反应器本体内流通，在反应管的传输方向上，相邻管孔通过折流槽相连通，固体催化物安装于折流槽中，一方面，能够以使化合物每流经一次折流，就催化一次；另一方面，箱体拆卸方便，方便固体催化物拆卸和安装。
附图说明
图1：为本发明的带局部剖面的结构示意图；
图2：为本发明所述反应管组的结构示意图；
图3：为本发明所述螺旋折流挡板结构示意图；
图4：为本发明所述上折流管箱的一种示例的仰视图；
图5：为本发明所述下折流管箱的一种示例的俯视图；
图6：为本发明所述下密封垫的结构示意图；
图7：本发明所述管板的局部剖面结构示意图；
图8：本发明所述反应管的局部剖面结构示意图；
图9：本发明所述固体催化物的一种示例的局部剖面侧视结构示意图；
图10：本发明所述固体催化物的一种示例的局部剖面主视结构示意图；
图11：本发明所述固体催化物的一种示例的局部剖面主视结构示意图；
图12：为本发明所述上折流管箱的一种示例的仰视图；
图13：本发明所述固体催化物的一种示例的局部剖面俯视结构示意图；
图14：本发明所述固体催化物的一种示例的立体结构示意图；
图15：本发明双管板与反应管连接结构示意图；
图16：为本发明反应系统整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于：包括进料装置和反应器，
所述进料装置包括物料罐701、隔膜计量泵707、脉冲阻尼器704、止回阀706，
所述物料罐701通过物料管道712与反应器的反应物入口41连通，所述物料管道712上依次设置隔膜计量泵707、脉冲阻尼器704和止回阀706；
所述反应器为双管板结构的直通式固定床反应器，包括壳体1，所述壳体1上下两端分别依次连接有管板3和折流管箱4，
所述壳体1内部设置有反应管组2，反应管组2包括多根反应管20，反应管20均为直管竖直设置，每根反应管20的上下两端均穿过并固定连接于管板3上，
所述折流管箱4上开设若干条相分离的折流槽40，所述管板3与折流管箱4的折流槽40共同组成若干个相分离的折流通道，在介质流动顺序上相邻的反应管20通过与他们相对应的折流通道依次一一串联连通，所述折流管箱4上设置有反应物入口41和反应物出口42，
所述管板3包括胀接管板30和焊接管板31，所述胀接管板30固定连接在壳体1上下两端处，所述反应管20穿过胀接管板30并与胀接管板30相固接，所述焊接管板31通过法兰和螺栓与折流管箱4紧密贴合，所述反应管20穿过焊接管板31并与胀接管板30相固接，
所述折流槽40中设置有固体催化物44。
固体催化物44能够以占据折流槽40横截面的部分或者全部空间。如图7、9所示为占据全部空间的示意图，图10、11为占据部分空间的示意图。当占据部分空间时，能够以不必开设导流孔，反应物流经过程中会与固体催化物44发生接触。而当占据全部空间时，固体催化物44上开设通孔45，反应物流经通孔45穿过固体催化物44，所述通孔45为一个大孔或者为若干个小孔组成。通孔用于导流，反应物从通过45穿过催化物并产生催化效果。
固体催化物44在折流槽40中的固定方式能够以为以下几种形式：
固定形式一：如图7所示，固体催化物44设置在管板3与折流槽40组成的空腔中，固体催化物44与上述空腔过盈配合。
固定形式二：如图9所示，折流槽40内壁形成有第一安装槽46，固体催化物44的一部分插入第一安装槽46，与折流槽40相对位置固定。第一安装槽46能够以开设在折流槽40的槽底或第一安装槽46侧壁，也能够以同时在槽底和侧壁开设第一安装槽46。
固定形式三：如图9所示，管板3在折流槽40的对应处形成有第二安装槽47，固体催化物44的一部分插入第二安装槽47，与折流槽40和管板3相对位置固定。
固定形式四：如图13所示，折流槽40能够以为楔形槽，固体催化物44为楔形块。在图13的折流槽40中，反应物的流动方向为从左到右，由于折流槽40向右的横截面积不断减小限制了固体催化物44向右移动，同时反应物的流动方向限制了固体催化物44向左移动。
以上固定形式能够以单独使用，也能够以多种固定形式相结合同时使用，图9为同时使用多种固定形式的一种示例。
固体催化物44在折流槽40中的催化通道能够以为以下几种形式：
通道形式一：如图7、11、13和14所示，固体催化物44中的通道能够以为多个直径相对较小的通孔45，反应物从多个通孔45中通过进行催化反应。其中，相邻的通孔45之间能够以由连接通道将相邻的通孔45相连通。
通道形式二：如图9所示，固体催化物44中的通道能够以为单个直径相对较大的通孔45。
通道形式三：如图10所示，固体催化物44与折流槽40之间存在空隙，空隙能够以作为反应物流经的通道，如图10中固体催化物44上方与折流槽40之间的空隙。此空隙也能够以设置在固体催化物44两侧。
通道形式四：如图10所示，固体催化物44与管板3之间存在空隙，空隙能够以作为反应物流经的通道，如图10中固体催化物44下方与管板3之间的空隙。
通道形式五：固体催化物44为网状，形成有多个网孔。
以上通道形式能够以单独使用，也能够以多种通道形式相结合同时使用，图10和图11为同时使用多种固定形式的两种示例。
固体催化物44能够以使用以上多种固定形式和通道形式之间的任意组合。
固体催化物44能够以为块状金属催化剂(如电解银、熔铁、铂网等)、负载型金属催化剂(如Ni/Al 2 O 3 加氢催化剂)、合金催化剂(活性组分是两种或两种以上金属原子组成，如Ni-Cu合金加氢催化剂，LaNi 5 加氢催化剂等)等。
本实施例在使用时，反应物通过反应物入口41进入反应管20，在壳体1内，相邻管孔通过折流槽40相连通，反应物经折流槽40折返，在流经折流槽40的时候与其内部设置的固体催化物44相接触，在固体催化物44的催化作用下发生反应，沿反应管20的传输方向折返流动，最终通过反应物出口42离开反应管20。相邻的管道不需要通过弯头或U形管连接，也不必受到弯管半径的限制，管道间距较小，反应器体积较小，且不易损坏。固体催化物44安装于折流槽40中，一方面，能够以使化合物每流经一次折流，就催化一次；另一方面，箱体4拆卸方便，方便固体催化物44的拆卸和安装。
壳体1的壳程内部用于流通传热介质，使反应管20管程内的反应物保持适宜的温度，热传介质通过壳程入口10进入，中间通过一体式的螺旋折流挡板81，使热传介质呈螺旋涡流式上升通过壳体1内部，与反应管20的接触更加的充分和均匀，保温的效果更好，最后通过壳程出口11排出。一体式的螺旋折流挡板81相对于分片式的，安装的时候更加的方便，对于传热介质的导流效果更好，避免分片式的断流现象。
如图15所示，反应管20与胀接管板30通过胀接凸起200胀接在一起，反应管20与焊接管板31通过焊点凸起201焊接在一起，以固定连接。
如图16所示，物料由隔膜计量泵707通过物料管道712泵入反应物入口41，反应物在反应器中进行反应，由反应物出口42排出。催化反应系统采用多个计量泵进行进料，对精度要求极高；但是计量泵均存在输送脉冲问题，在脉冲输送下，多个泵的流量输送比例是不稳定的；采用液压隔膜计量泵，在泵的后面设置脉冲阻尼器704，能够以消除脉冲，获得高精度的进料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还能够以做出若干改进和润饰，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应视为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于：包括进料装置和反应器，
所述进料装置包括物料罐(701)、隔膜计量泵(707)、脉冲阻尼器(704)、止回阀(706)，所述物料罐(701)通过物料管道(712)与反应器的反应物入口(41)连通，所述物料管道(712)上依次设置隔膜计量泵(707)、脉冲阻尼器(704)和止回阀(706)；
所述反应器为双管板结构的直通式固定床反应器，包括上下开口的壳体(1)，所述壳体(1)上下两端分别依次连接有管板(3)和折流管箱(4)；
所述壳体(1)内部设置有反应管组(2)，反应管组(2)包括多根反应管(20)，反应管(20)均为直管竖直设置，每根反应管(20)的上下两端均穿过并固定连接于管板(3)上，
所述折流管箱(4)上开设若干条相分离的折流槽(40)，所述管板(3)与折流管箱(4)的折流槽(40)共同组成若干个相分离的折流通道，在介质流动顺序上相邻的反应管(20)通过与他们相对应的折流通道依次一一串联连通，所述折流管箱(4)上设置有反应物入口(41)和反应物出口(42)，
所述管板(3)包括胀接管板(30)和焊接管板(31)，所述胀接管板(30)固定连接在壳体(1)上下两端处，所述反应管(20)穿过胀接管板(30)并与胀接管板(30)相固接，所述焊接管板(31)通过法兰和螺栓与折流管箱(4)紧密贴合，所述反应管(20)穿过焊接管板(31)并与胀接管板(30)相固接，
所述折流槽(40)中设置有固体催化物(44)；
所述折流槽(40)横截面为楔形槽，所述固体催化物(44)横截面为与折流槽(40)相适配的楔形，折流槽(40)中部宽度尺寸要大于两端的宽度尺寸，所述固体催化物(44)放置于折流槽(40)的中部，固体催化物(44)的长度尺寸与折流槽(40)中部长度尺寸相当；
在管板(3)或/和折流槽(40)上开设容置固体催化物(44)的安装槽，固体催化物(44)安装于安装槽中；
折流管箱(4) 拆卸方便，方便固体催化物（44）的拆卸和安装。
2.如权利要求1所述的能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于，所述固体催化物(44)占据折流槽(40)横截面的部分或者全部空间。
3.如权利要求2所述的能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于，所述固体催化物(44)上开设通孔(45)，反应物流经通孔(45)穿过固体催化物(44)，所述通孔(45)为一个大孔或者为若干个小孔组成。
4.如权利要求1所述的能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于，所述壳体(1)内部设置有一体式的螺旋折流挡板(81)，固定柱(82)上下两端分别固定安装于管板(3)上，螺旋折流挡板(81)安装固定于固定柱(82)上，反应管(20)均贯穿螺旋折流挡板(81)而与管板(3)固定连接。
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