CN109289713A - 一种蚊香盘管等温反应器及使用方法 - Google Patents
一种蚊香盘管等温反应器及使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于化工反应器技术领域，公开了一种蚊香盘管等温反应器及使用方法，适用于液‑液非均相放热反应或液‑液均相放热反应过程。反应器包括反应段、取热段及进料系统，反应段主要由蚊香盘管组及其外部腔体构成，取热段主要由重力热管束及其外部腔体构成。蚊香盘管内进行反应，反应热将反应段腔体的热管工质汽化，气相热管工质进入取热段热管内；取热介质在取热段腔体内将热量移走，热管工质液化返回反应段。本发明结合了热管传热技术与蚊香盘管传质技术的优势，具有反应易于控制，原料分布好，产品质量高等特点。
Description
技术领域
本发明属于化工反应器技术领域，尤其涉及一种适用于液-液非均相放热反应或液-液均相放热反应过程的蚊香盘管等温反应器及使用方法。
背景技术
在化工反应器领域，强化传质效率与传热效率是反应器优化的重点。CN105854781 A 公开了一种高效螺旋管式反应器，与列管反应器相比，该反应器增加了传热面积，提高了传热速率。但当反应速率较快，反应热较大时，该反应器不能迅速有效的移走反应热，反应器内部出现热点，影响产品质量。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种原料分布均匀，传热速率高，反应易于控制，目标产物品质好，可确保反应过程在设定的恒温下稳态进行的蚊香盘管等温反应器及使用方法。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
蚊香盘管等温反应器，包括反应段Ⅰ、取热段Ⅱ及进料系统Ⅲ；取热段Ⅱ置于反应段Ⅰ上端；所述反应段Ⅰ的热管工质腔体与取热段Ⅱ的热管工质腔体相通；所述进料系统Ⅲ通过进料管与反应段Ⅰ相通。
作为一种优选方案，本发明所述反应段Ⅰ包括产物出口、底部封头、反应段筒体、热管工质排放口；在所述反应段筒体设有反应内构件。
进一步地，本发明所述取热段Ⅱ包括取热段筒体、取热介质出口、顶部封头、热管工质注入口、压力调节设备接口及取热介质入口；所述取热介质出口位于取热段筒体上部；取热介质入口位于取热段筒体下部；所述取热段筒体内设有取热内构件。
进一步地，本发明所述进料系统Ⅲ包括原料进料口、催化剂进料口、原料进料分布管、催化剂进料分布管、文丘里射流分布管、催化剂进料支管及原料进料支管；所述原料进料口与原料进料分布管相通；所述原料进料分布管的出料口经原料进料支管与文丘里射流分布管缩脉处相通；所述催化剂进料口与催化剂进料分布管相通；所述催化剂进料分布管的出料口经催化剂进料支管与文丘里射流分布管一端口相通；所述文丘里射流分布管的另一端口与反应内构件的入料口相通。
进一步地，本发明所述反应内构件包括支撑筋、蚊香盘管组、支撑管板及产物收集管；所述支撑板横向固定设于在反应段筒体底端内侧；所述产物收集管垂直设于支撑管板的中心；所述蚊香盘管组的一端口与文丘里射流分布管一端口相通；所述蚊香盘管组的另一端口与产物收集管的入料口相通；所述支撑筋置于蚊香盘管组之下，通过限位夹固定蚊香盘管组，支撑筋两端分别与反应段筒体及产物收集管侧壁固定相接；所述产物收集管底部出料口与产物出口相通；
进一步地，本发明所述取热内构件包括热管管板及重力热管；重力热管的两端与热管管板固接；所述热管管板固定设于取热段筒体的内壁。
进一步地，本发明所述重力热管的外壁可带有翅片；所述蚊香盘管组的外壁可带有翅片。
上述的蚊香盘管等温反应器的使用方法，可按如下步骤实施：将热管工质送入反应段Ⅰ中蚊香盘管组与反应段筒体之间的腔体内；从催化剂进料口及原料进料口依次加入催化剂及反应原料；化学反应过程在蚊香盘管组内进行；反应热将热管工质汽化，热管工质随即进入取热段Ⅱ的重力热管中；热管工质的热量被取热段Ⅱ腔体中的取热介质取走后，热管工质液化，随即返回反应段Ⅰ热管工质腔体中。
进一步地，本发明所述热管工质的泡点温度与反应温度相近；通过压力调节设备接口对反应段Ⅰ腔体的工作压力进行调整。
进一步地，本发明当反应体系温度较低时，将汽化的热管工质引出，经压缩制冷后再返回反应段Ⅰ中蚊香盘管组与反应段筒体之间的腔体内。
本发明反应过程在蚊香盘管内进行，蚊香盘管有效降低流体流动边界层厚度，强化原料与催化剂之间（或原料之间）的混合程度，提高了蚊香盘管内的传热速率。蚊香盘管浸在由热管工质组成的恒温浴中，反应热将热管工质汽化，确保反应过程在设定的恒温下稳态进行。汽化的热管工质在取热段重力热管中将热量传给取热介质，液化后返回恒温浴，完成闭路循环。当反应温度较低时，也可将汽化的热管工质引至反应器外压缩制冷后再返回恒温浴，热管技术相变取热有效提高了蚊香盘管外的传热速率。此外，本发明可实现原料多段进料，进一步控制反应温度，避免出现热点。
本发明强化了反应器的传热速率与传质速率，精准的控制反应温度，提高了反应过程的选择性。具有反应易于控制，原料分布好，产品质量高等特点，可实现高效节能、安全、低碳和环保的连续化生产。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
图1为本发明蚊香盘管等温反应器整体结构示意图。
图2为图1的A-A向剖视图。
图中：1、产物出口；2、底部封头；3、原料进料口；4、催化剂进料口；5、原料进料分布管；6、催化剂进料分布管；7、文丘里射流分布管；8、催化剂进料支管；9、取热段筒体；10、取热介质出口；11、顶部封头；12、热管工质注入口；13、压力调节设备接口；14、热管管板；15、重力热管；16、取热介质（冷却水）入口；17、反应段筒体；18、支撑筋；19、蚊香盘管组；20、热管工质排放口；21、支撑管板；22、产物收集管；23、原料进料支管。
具体实施方式
参见图1，蚊香盘管等温反应器，包括反应段Ⅰ、取热段Ⅱ及进料系统Ⅲ；取热段Ⅱ置于反应段Ⅰ上端；所述反应段Ⅰ的热管工质腔体与取热段Ⅱ的热管工质腔体相通；所述进料系统Ⅲ通过进料管与反应段Ⅰ相通。
本发明所述反应段Ⅰ包括产物出口1、底部封头2、反应段筒体17、热管工质排放口20；在所述反应段筒体17设有反应内构件。本发明所述取热段Ⅱ包括取热段筒体9、取热介质出口10、顶部封头11、热管工质注入口12、压力调节设备接口13及取热介质入口16；所述取热介质出口10位于取热段筒体9上部；取热介质入口16位于取热段筒体9下部；所述取热段筒体9内设有取热内构件。
参见图1及图2所示，本发明所述进料系统Ⅲ包括原料进料口3、催化剂进料口4、原料进料分布管5、催化剂进料分布管6、文丘里射流分布管7、催化剂进料支管8及原料进料支管23；所述原料进料口3与原料进料分布管5相通；所述原料进料分布管5的出料口经原料进料支管23与文丘里射流分布管7缩脉处相通；所述催化剂进料口4与催化剂进料分布管6相通；所述催化剂进料分布管6的出料口经催化剂进料支管8与文丘里射流分布管7一端口相通；所述文丘里射流分布管7的另一端口与反应内构件的入料口相通。
本发明通过设置文丘里射流分布管6可显著提高原料的均布效果。通过文丘里效应液体原料受限流动在通过缩小的过流断面时，液体原料出现流速增大的现象，其流速与过流断面成反比。这种效应会使在高速流动的液体原料附近产生低压，产生吸附作用，从而提高原料的均布性。
本发明所述反应内构件包括支撑筋18、蚊香盘管组19、支撑管板21及产物收集管22；所述支撑板21横向固定设于在反应段筒体17底端内侧；所述产物收集管22垂直设于支撑管板21的中心；所述蚊香盘管组19的一端口与文丘里射流分布管7一端口相通；所述蚊香盘管组19的另一端口与产物收集管22的入料口相通；所述支撑筋18置于蚊香盘管组19之下，通过限位夹固定蚊香盘管组19，支撑筋18两端分别与反应段筒体17及产物收集管22侧壁固定相接；所述产物收集管22底部出料口与产物出口1相通。本发明所述取热内构件包括热管管板14及重力热管15；重力热管15的两端与热管管板14固接；所述热管管板14固定设于取热段筒体9的内壁。本发明所述重力热管15的外壁带有翅片；所述蚊香盘管组19的外壁带有翅片。
上述蚊香盘管等温反应器的使用方法，按如下步骤实施：将热管工质送入反应段Ⅰ中蚊香盘管组19与反应段筒体17之间的腔体内；从催化剂进料口4及原料进料口3依次加入催化剂及反应原料；化学反应过程在蚊香盘管组19内进行；反应热将热管工质汽化，热管工质随即进入取热段Ⅱ的重力热管15中；热管工质的热量被取热段Ⅱ腔体中的取热介质取走后，热管工质液化，随即返回反应段Ⅰ热管工质腔体中。本发明所述热管工质的泡点温度与反应温度相近；通过压力调节设备接口13对反应段Ⅰ腔体的工作压力进行调整。本发明当反应体系温度较低时，将汽化的热管工质引出，经压缩制冷后再返回反应段Ⅰ中蚊香盘管组19与反应段筒体17之间的腔体内。
参见图1及图2所示，本发明在具体设计时包括反应段Ⅰ、取热段Ⅱ及进料系统Ⅲ。取热段Ⅱ置于反应段Ⅰ上端，通过法兰与反应段Ⅰ相接；进料系统Ⅲ置于反应段Ⅰ侧方，通过进料管与反应段Ⅰ相接。
反应段Ⅰ由产物出口1、底部封头2、反应段筒体17、支撑筋18、蚊香盘管组19、热管工质排放口20、支撑管板21及产物收集管22组成；产物出口1焊接在底部封头2下端，反应段筒体17置于底部封头2上端，通过法兰与底部封头2相接。支撑管板21焊接在反应段筒体17底端内侧，产物收集管22焊接在支撑管板21中心，且置于支撑管板21之上。蚊香盘管组19置于反应段筒体17之内，蚊香盘管组19由5~100个蚊香盘管构成，蚊香盘管外壁带有翅片，一端焊接在反应段筒体17侧壁，与进料系统Ⅲ相通，另一端焊接在产物收集管22侧壁，通过产物收集管22与底部封头2相通。支撑筋18由2~18根圆钢构成，置于蚊香盘管组19之下，通过限位夹固定蚊香盘管组19，支撑筋18两端分别焊接在反应段筒体17与产物收集管22侧壁。热管工质排放口20焊接在反应段筒体17下端外侧。
取热段Ⅱ由取热段筒体9、取热介质（水蒸汽）出口10、顶部封头11、热管工质注入口12、压力调节设备接口13、热管管板14、重力热管15及取热介质（冷却水）入口16组成。热管工质注入口12与压力调节设备接口13焊接在顶部封头11上端，取热段筒体9置于顶部封头11下端，通过法兰与顶部封头11相接。重力热管15外壁带有翅片，两端与热管管板14焊接，热管管板14焊接在取热段筒体9内壁。取热介质（水蒸汽）出口10与取热介质（冷却水）入口16焊接在取热段筒体9侧壁外侧，取热介质（水蒸汽）出口10位于取热段筒体9上部，取热介质（冷却水）入口16位于取热段筒体9下部。
进料系统Ⅲ由原料进料口3、催化剂（在具体操作时，根据实际反应需要，催化剂进料口也可作为一种原料进料口）进料口4、原料进料分布管5、催化剂进料分布管6、文丘里射流分布管7、催化剂进料支管8及原料进料支管23组成。原料进料口3焊接在原料进料分布管5下端，原料进料支管23数量与蚊香盘管一致，一端焊接在原料进料分布管5管壁外侧与原料进料分布管5相通，另一端与文丘里射流分布管7缩脉处相接。催化剂（在具体操作时，根据实际反应需要，催化剂进料口也可作为一种原料进料口）进料口4焊接在催化剂进料分布管6下端，催化剂进料支管8数量与蚊香盘管一致，一端焊接在催化剂进料分布管6管壁外侧与催化剂进料分布管6相通，另一端焊接在文丘里射流分布管7管口处。文丘里射流分布管7与蚊香盘管相通。
根据反应温度，反应器进料前选择泡点温度与反应温度相近的液体作为热管工质，热管工质从热管工质注入口12进入反应器，经重力热管15后，进入蚊香盘管组19与反应段筒体17之间的腔体，热管工质液位高于蚊香盘管组19。
液体催化剂从催化剂（或其中一种原料）进料口4进入催化剂进料分布管6，经催化剂进料支管8，进入文丘里射流分布管7。反应原料从原料进料口3进入原料进料分布管5，经原料进料支管23，进入文丘里射流分布管7，并与催化剂混合，在蚊香盘管组19内发生反应，反应产物经产物出口1送出反应器。
反应热将热管工质汽化，气相热管工质通过热管管板14，进入重力热管15中。取热介质从取热介质（冷却水）入口16进入反应器，与重力热管15内气相工质进行热量交换，从取热介质（水蒸汽）出口10离开反应器。重力热管15中工质放热液化，依靠重力返回到反应段Ⅰ热管工质腔体之中，形成热管工质的闭路循环，并移走反应热。
通过压力调节设备减小反应段Ⅰ腔体的工作压力，可降低热管工质温度，提高传热推动力，进一步控制反应温度。当反应体系温度较低时，可将汽化的热管工质引至反应器外压缩制冷后再返回反应段Ⅰ腔体之中。
实施例1
采用如图1~2所示结构的反应器，以异丁烷和正丁烯为原料，硫酸为催化剂，进行烷基化反应。选用异丁烷为热管工质（腔体压力140 kPa），选用零下15℃的乙二醇水溶液（外接制冷机）为取热介质。
异丁烷和正丁烯的摩尔比为8:1；硫酸与烃类（异丁烷和正丁烯之和）体积比为1:1；反应物料在反应内构件内的停留时间为3 min。产物收集管压力150 kPa，反应内构件压降为250 kPa。反应温度维持在-3 ℃。
反应内构件结构为：蚊香盘管组由5个蚊香盘管构成，蚊香盘管管道内径25 mm，螺旋内径100 mm，螺旋外径600 mm，盘管间距30 mm。
反应结果为：正丁烯转化率100%，酸耗33 kg酸/t烷基化油，烷基化油辛烷值（马达法）97.1。
比较例1
比较例1采用常规的内部设置制冷管束的卧式机械搅拌反应器，以异丁烷和正丁烯为原料，硫酸为催化剂，进行烷基化反应。
异丁烷和正丁烯的摩尔比为8:1；硫酸与烃类（异丁烷和正丁烯之和）体积比为1:1；反应物料在反应器内的停留时间为15 min。反应压强为400 kPa。反应温度维持在5 ~9℃之间。
反应结果为：正丁烯转化率100%，酸耗69 kg酸/t烷基化油，烷基化油辛烷值（马达法）93.6。
实施例2
采用如图1~2所示结构的反应器，以丙烯和过氧化氢为原料，甲醇为溶剂，钛硅分子筛为催化剂，制备环氧丙烷。选用正戊烷为热管工质，15℃的冷却水为取热介质。
甲醇、过氧化氢与丙烯的摩尔比依次为6:1:4；过氧化氢在反应内构件内的空速为2 h-1。产物收集管压力100 kPa，反应内构件压降为200 kPa。反应温度维持在40 ℃。
反应内构件结构为：蚊香盘管组由5个蚊香盘管构成，蚊香盘管管道内径25 mm，螺旋内径100 mm，螺旋外径600 mm，盘管间距30 mm。蚊香盘管内装填钛硅分子筛催化剂。
反应结果为：双氧水转化率99.8%，环氧丙烷选择性99%。
比较例2
比较例2采用常规的列管式固定床反应器，以丙烯和过氧化氢为原料，甲醇为溶剂，钛硅分子筛为催化剂，制备环氧丙烷。
甲醇、过氧化氢与丙烯的摩尔比依次为6:1:4；过氧化氢在反应器内的空速为2 h-1。反应器出口压力100 kPa，反应器压降为150 kPa。反应温度在40~48 ℃之间。
反应结果为：双氧水（过氧化氢）转化率99%，环氧丙烷选择性93%。
可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于本发明优选的实例而已，并不用于限制本实施例。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果，只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种蚊香盘管等温反应器，其特征在于，包括反应段Ⅰ、取热段Ⅱ及进料系统Ⅲ；取热段Ⅱ置于反应段Ⅰ上端；所述反应段Ⅰ的热管工质腔体与取热段Ⅱ的热管工质腔体相通；所述进料系统Ⅲ通过进料管与反应段Ⅰ相通。
2.根据权利要求1所述的蚊香盘管等温反应器，其特征在于：所述反应段Ⅰ包括产物出口（1）、底部封头（2）、反应段筒体（17）、热管工质排放口（20）；在所述反应段筒体（17）内设有反应内构件。
3.根据权利要求2所述的蚊香盘管等温反应器，其特征在于：所述取热段Ⅱ包括取热段筒体（9）、取热介质出口（10）、顶部封头（11）、热管工质注入口（12）、压力调节设备接口（13）及取热介质入口（16）；所述取热介质出口（10）位于取热段筒体（9）上部；取热介质入口（16）位于取热段筒体（9）下部；所述取热段筒体（9）内设有取热内构件。
4.根据权利要求3所述的蚊香盘管等温反应器，其特征在于：所述进料系统Ⅲ包括原料进料口（3）、催化剂进料口（4）、原料进料分布管（5）、催化剂进料分布管（6）、文丘里射流分布管（7）、催化剂进料支管（8）及原料进料支管（23）；所述原料进料口（3）与原料进料分布管（5）相通；所述原料进料分布管（5）的出料口经原料进料支管（23）与文丘里射流分布管（7）缩脉处相通；所述催化剂进料口（4）与催化剂进料分布管（6）相通；所述催化剂进料分布管（6）的出料口经催化剂进料支管（8）与文丘里射流分布管（7）一端口相通；所述文丘里射流分布管（7）的另一端口与反应内构件的入料口相通。
5.根据权利要求4所述的蚊香盘管等温反应器，其特征在于：所述反应内构件包括支撑筋（18）、蚊香盘管组（19）、支撑管板（21）及产物收集管（22）；所述支撑板（21）横向固定设于在反应段筒体（17）底端内侧；所述产物收集管（22）垂直设于支撑管板（21）的中心；所述蚊香盘管组（19）的一端口与文丘里射流分布管（7）一端口相通；所述蚊香盘管组（19）的另一端口与产物收集管（22）的入料口相通；所述支撑筋（18）置于蚊香盘管组（19）之下，通过限位夹固定蚊香盘管组（19），支撑筋（18）两端分别与反应段筒体（17）及产物收集管（22）侧壁固定相接；所述产物收集管（22）底部出料口与产物出口（1）相通。
6.根据权利要求5所述的蚊香盘管等温反应器，其特征在于：所述取热内构件包括热管管板（14）及重力热管（15）；重力热管（15）的两端与热管管板（14）固接；所述热管管板（14）固定设于取热段筒体（9）的内壁。
7.根据权利要求5或6所述的蚊香盘管等温反应器，其特征在于：所述重力热管（15）的外壁带有翅片；所述蚊香盘管组（19）的外壁带有翅片。
8.根据权利要求7所述的蚊香盘管等温反应器的使用方法，其特征在于，按如下步骤实施：将热管工质送入反应段Ⅰ中蚊香盘管组（19）与反应段筒体（17）之间的腔体内；从催化剂进料口（4）及原料进料口（3）依次加入催化剂及反应原料；化学反应过程在蚊香盘管组（19）内进行；反应热将热管工质汽化，热管工质随即进入取热段Ⅱ的重力热管（15）中；热管工质的热量被取热段Ⅱ腔体中的取热介质取走后，热管工质液化，随即返回反应段Ⅰ热管工质腔体中。
9.根据权利要求8所述的蚊香盘管等温反应器的使用方法，其特征在于：所述热管工质的泡点温度与反应温度相近；通过压力调节设备接口（13）对反应段Ⅰ腔体的工作压力进行调整。
10.根据权利要求9所述的蚊香盘管等温反应器的使用方法，其特征在于：当反应体系温度较低时，将汽化的热管工质引出，经压缩制冷后再返回反应段Ⅰ中蚊香盘管组（19）与反应段筒体（17）之间的腔体内。
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|---|---|
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Citations (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2405606A1 (de) * | 1969-01-15 | 1975-08-07 | Gerhard Martens | Reaktionselement zur umsetzung von kohlenwasserstoffen |
| CN2225472Y (zh) * | 1995-05-15 | 1996-04-24 | 孙宝勤 | 套管式甲醇反应器 |
| RU2080914C1 (ru) * | 1994-04-11 | 1997-06-10 | Акционерное общество открытого типа "Уфанефтехим" | Кожухотрубчатый реактор |
| CN1240406A (zh) * | 1996-10-16 | 2000-01-05 | Basf公司 | 过氧化氢的制备方法 |
| CN2407827Y (zh) * | 2000-02-16 | 2000-11-29 | 冯圣君 | 管道束反应器 |
| CN1355724A (zh) * | 1999-06-15 | 2002-06-26 | 卡萨尔甲醇公司 | 反应器、特别是放热反应的反应器 |
| CN1531458A (zh) * | 2001-08-02 | 2004-09-22 | Bp | 含有多相催化剂的化学转化流动反应器 |
| CN1629065A (zh) * | 2003-12-16 | 2005-06-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 微通道板翅式水蒸汽重整制氢反应器 |
| CN2738876Y (zh) * | 2004-10-28 | 2005-11-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种放热反应器内具有环状流道的急冷混合器 |
| CN101168718A (zh) * | 2006-10-27 | 2008-04-30 | 拜奥希格马公司 | 用于大规模连续培养和/或繁殖可用于矿石生物浸滤的分离的和/或天然的微生物的反应器 |
| CN101480592A (zh) * | 2008-01-12 | 2009-07-15 | 杭州林达化工技术工程有限公司 | 一种固定床组合反应设备 |
| CN101481306A (zh) * | 2009-01-13 | 2009-07-15 | 湖南瑞源石化股份有限公司 | 低级脂肪酸酯的制备方法及用于制备低级脂肪酸酯的装置 |
| CN201295608Y (zh) * | 2008-02-04 | 2009-08-26 | 上海戊正工程技术有限公司 | 自平衡列管式等温反应器 |
| CN201572631U (zh) * | 2009-07-15 | 2010-09-08 | 仇晓丰 | 管式反应器 |
| CN101920226A (zh) * | 2009-06-12 | 2010-12-22 | 帕洛阿尔托研究中心公司 | 用于工业分离的平台技术 |
| CN102618063A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-08-01 | 大连理工大学 | 水溶性偶氮染料的螺旋管混沌混合的连续化制备方法 |
| CN203196544U (zh) * | 2013-04-09 | 2013-09-18 | 东营利丰化工新材料有限公司 | 多用途混料器 |
| CN203253440U (zh) * | 2013-04-22 | 2013-10-30 | 沈阳化工大学 | 锥形螺旋管式射流反应器 |
| CN103846061A (zh) * | 2013-10-22 | 2014-06-11 | 洛阳智达石化工程有限公司 | 一种新型多床层径向固定床反应器 |
| JP2014213256A (ja) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 株式会社Ihi | 反応管用触媒支持装置 |
| CN204429251U (zh) * | 2015-02-06 | 2015-07-01 | 北京拓川科研设备股份有限公司 | 一种分流式降温反应器系统 |
| CN104896971A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-09 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种变径管缠绕的螺旋管式换热器 |
| CN105251417A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-01-20 | 苏州市金翔钛设备有限公司 | 螺旋式反应釜 |
| CN105776141A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-07-20 | 烟台大学 | 一种氯化氢催化氧化制氯气新型固定床反应器 |
| CN205392367U (zh) * | 2016-03-23 | 2016-07-27 | 上虞颖泰精细化工有限公司 | 一种用于多相催化反应工艺的管式反应器 |
| CN105820943A (zh) * | 2015-05-29 | 2016-08-03 | 云南师范大学 | 一种多级气液联合搅拌文丘里管-cstr反应装置 |
| CN105854781A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-08-17 | 无锡市翱宇特新科技发展有限公司 | 一种高效螺旋管式反应器 |
| CN205650192U (zh) * | 2016-04-19 | 2016-10-19 | 杭州萧山三江净水剂有限公司 | 一种大容量净水用反应釜 |
| CN206152779U (zh) * | 2016-10-09 | 2017-05-10 | 中石化上海工程有限公司 | 一种多床层反应器结构 |
| CN206152783U (zh) * | 2016-10-31 | 2017-05-10 | 山东豪迈化工技术有限公司 | 一种微反应单元及微反应器 |
| CN106824019A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 列管式浆态床反应器及反应系统 |
| CN106854139A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-16 | 河北工业大学 | 一种用含酚焦油制备叔丁基苯酚的方法 |
| CN106994319A (zh) * | 2017-03-25 | 2017-08-01 | 淄博赢信达知识产权咨询服务有限公司 | 含氧煤层气的脱氧反应装置 |
| CN206553480U (zh) * | 2017-03-17 | 2017-10-13 | 山西高碳能源低碳化利用研究设计院有限公司 | 焦炉煤气多段一体式等温甲烷化反应器 |
| CN108404815A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-08-17 | 潘玉娇 | 一种聚氨酯防水涂料生产加工设备 |
| CN108430983A (zh) * | 2015-11-26 | 2018-08-21 | 赢创德固赛有限公司 | 用于丙烯的环氧化的方法和反应器 |
-
2018
- 2018-10-18 CN CN201811215330.7A patent/CN109289713B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2405606A1 (de) * | 1969-01-15 | 1975-08-07 | Gerhard Martens | Reaktionselement zur umsetzung von kohlenwasserstoffen |
| RU2080914C1 (ru) * | 1994-04-11 | 1997-06-10 | Акционерное общество открытого типа "Уфанефтехим" | Кожухотрубчатый реактор |
| CN2225472Y (zh) * | 1995-05-15 | 1996-04-24 | 孙宝勤 | 套管式甲醇反应器 |
| CN1240406A (zh) * | 1996-10-16 | 2000-01-05 | Basf公司 | 过氧化氢的制备方法 |
| CN1355724A (zh) * | 1999-06-15 | 2002-06-26 | 卡萨尔甲醇公司 | 反应器、特别是放热反应的反应器 |
| CN2407827Y (zh) * | 2000-02-16 | 2000-11-29 | 冯圣君 | 管道束反应器 |
| CN1531458A (zh) * | 2001-08-02 | 2004-09-22 | Bp | 含有多相催化剂的化学转化流动反应器 |
| CN1629065A (zh) * | 2003-12-16 | 2005-06-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 微通道板翅式水蒸汽重整制氢反应器 |
| CN2738876Y (zh) * | 2004-10-28 | 2005-11-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种放热反应器内具有环状流道的急冷混合器 |
| CN101168718A (zh) * | 2006-10-27 | 2008-04-30 | 拜奥希格马公司 | 用于大规模连续培养和/或繁殖可用于矿石生物浸滤的分离的和/或天然的微生物的反应器 |
| CN101480592A (zh) * | 2008-01-12 | 2009-07-15 | 杭州林达化工技术工程有限公司 | 一种固定床组合反应设备 |
| CN201295608Y (zh) * | 2008-02-04 | 2009-08-26 | 上海戊正工程技术有限公司 | 自平衡列管式等温反应器 |
| CN101481306A (zh) * | 2009-01-13 | 2009-07-15 | 湖南瑞源石化股份有限公司 | 低级脂肪酸酯的制备方法及用于制备低级脂肪酸酯的装置 |
| CN101920226A (zh) * | 2009-06-12 | 2010-12-22 | 帕洛阿尔托研究中心公司 | 用于工业分离的平台技术 |
| CN201572631U (zh) * | 2009-07-15 | 2010-09-08 | 仇晓丰 | 管式反应器 |
| CN102618063A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-08-01 | 大连理工大学 | 水溶性偶氮染料的螺旋管混沌混合的连续化制备方法 |
| CN203196544U (zh) * | 2013-04-09 | 2013-09-18 | 东营利丰化工新材料有限公司 | 多用途混料器 |
| CN203253440U (zh) * | 2013-04-22 | 2013-10-30 | 沈阳化工大学 | 锥形螺旋管式射流反应器 |
| JP2014213256A (ja) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 株式会社Ihi | 反応管用触媒支持装置 |
| CN103846061A (zh) * | 2013-10-22 | 2014-06-11 | 洛阳智达石化工程有限公司 | 一种新型多床层径向固定床反应器 |
| CN204429251U (zh) * | 2015-02-06 | 2015-07-01 | 北京拓川科研设备股份有限公司 | 一种分流式降温反应器系统 |
| CN105820943A (zh) * | 2015-05-29 | 2016-08-03 | 云南师范大学 | 一种多级气液联合搅拌文丘里管-cstr反应装置 |
| CN104896971A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-09 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种变径管缠绕的螺旋管式换热器 |
| CN105251417A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-01-20 | 苏州市金翔钛设备有限公司 | 螺旋式反应釜 |
| CN108430983A (zh) * | 2015-11-26 | 2018-08-21 | 赢创德固赛有限公司 | 用于丙烯的环氧化的方法和反应器 |
| CN105776141A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-07-20 | 烟台大学 | 一种氯化氢催化氧化制氯气新型固定床反应器 |
| CN205392367U (zh) * | 2016-03-23 | 2016-07-27 | 上虞颖泰精细化工有限公司 | 一种用于多相催化反应工艺的管式反应器 |
| CN205650192U (zh) * | 2016-04-19 | 2016-10-19 | 杭州萧山三江净水剂有限公司 | 一种大容量净水用反应釜 |
| CN105854781A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-08-17 | 无锡市翱宇特新科技发展有限公司 | 一种高效螺旋管式反应器 |
| CN206152779U (zh) * | 2016-10-09 | 2017-05-10 | 中石化上海工程有限公司 | 一种多床层反应器结构 |
| CN206152783U (zh) * | 2016-10-31 | 2017-05-10 | 山东豪迈化工技术有限公司 | 一种微反应单元及微反应器 |
| CN106854139A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-06-16 | 河北工业大学 | 一种用含酚焦油制备叔丁基苯酚的方法 |
| CN106824019A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 列管式浆态床反应器及反应系统 |
| CN206553480U (zh) * | 2017-03-17 | 2017-10-13 | 山西高碳能源低碳化利用研究设计院有限公司 | 焦炉煤气多段一体式等温甲烷化反应器 |
| CN106994319A (zh) * | 2017-03-25 | 2017-08-01 | 淄博赢信达知识产权咨询服务有限公司 | 含氧煤层气的脱氧反应装置 |
| CN108404815A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-08-17 | 潘玉娇 | 一种聚氨酯防水涂料生产加工设备 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 叶•尼•伊万诺夫: "《化工和石油加工企业灭火装置》", 10 July 1992, 群众出版社 * |
| 武汉大学: "《化工过程开发概要》", 30 April 2002, 高等教育出版社 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109289713B (zh) | 2021-04-20 |
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