CN109847659A - 一种导流筒式乙烯基醚类产品反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导流筒式乙烯基醚类产品反应器，反应器上部设有高效气液分离器，反应器顶部设有气相出口，反应器底部设有废催化剂排放口，反应器中央设有导流筒，导流筒内设有多圈蒸汽盘管，导流筒内插有朝下开孔的新鲜乙二醇分布器；设有六个60°均布的乙炔分配腔，乙炔分配腔上设有液相区和文丘里分布区，文丘里分布区上安装有文丘里喷头；导流筒和乙炔分配腔上的液相区一同使得反应器内部形成液相循环。应用本发明反应器生产乙烯基乙二醇醚，极大地提高了气液相反应效率和转化率，反应器可连续稳定运行，产量大，可将产品能力从每年百吨级提高到万吨级。
Description
技术领域
本发明涉及乙烯基醚类产品反应器，可用于醇类(如乙二醇、1,4-丁二醇等)与乙炔发生醚化反应，生成乙烯基醚类产品，特别是乙烯基乙二醇醚。产品包括乙烯基乙二醇醚、乙烯基正丁醚、乙烯基叔丁醚等。
背景技术
乙烯基醚化合物在印刷、油墨、电子材料等领域应用前景广阔，近年来，在涂料活性稀释剂方面的作用备受关注，发展迅速。以乙烯基乙二醇醚为例，乙二醇和乙炔在碱性催化剂的条件下，反应生成乙烯基乙二醇醚，为气液相反应，强化气液相接触及缩短产品在液相中的停留时间是反应器设计的核心。但是此类反应具有低选择性、低转化率和副产品多的特点，不能适应实际需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种导流筒式乙烯基醚类产品反应器，通过乙炔循环快速从反应体系中将产品带出，提高了转化率。具有高效、连续、稳定、大处理能力。
本发明的技术方案是：一种导流筒式乙烯基醚类产品反应器，包括承压容器外壳，反应器上部设有高效气液分离器，反应器顶部设有气相出口，反应器底部设有废催化剂排放口，其特征在于，反应器中央设有导流筒，导流筒内设有多圈蒸汽盘管，导流筒内插有朝下开槽的新鲜乙二醇分布器；反应器壳体下部设有均布的乙炔分配腔分布在导流筒周围，乙炔分配腔上设有液相区和文丘里分布区，文丘里分布区上安装有文丘里喷头；导流筒和乙炔分配腔上的液相区一同使得反应器内部形成液相循环。
优选地，乙炔分配腔为独立空腔结构，腔内完全为乙炔气相空间，腔体上板开有螺纹口，与文丘里螺纹连接，方便安装。
优选地，每个乙炔分配腔对应一个独立的乙炔气进口，乙炔气通过对称分布的乙炔气进口进入乙炔分配腔。
优选地，乙炔分配腔由独立腔室组成，便于从顶部气相出口安装。
优选地，乙炔分配腔上的液相区采用条形通过区形式，或采用圆形通过区形式。
优选地，文丘里喷头数量约几个至几万个，实际数量可根据装置产能规模调整。
优选地，导流筒高度为0.5～3米。
优选地，蒸汽盘管采用光管或翅片管。
优选地，乙二醇分布器插入导流筒那一部分朝下开槽。
优选地，乙炔分配腔上的液相区对应的壳体外壁设有蒸汽夹套，夹套高度与液相区高度相同。
本发明创造了高效、连续、稳定、大处理能力的气液相接触反应条件，气相一次通过反应区后离开反应器，带走反应产物，大大提高了转化率。
附图说明
图1是本发明的反应器结构示意图。
图2是本发明的条状乙炔分配腔示意图。
图3是本发明的圆形乙炔分配腔示意图。
图4是本发明的乙炔分配腔俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体设计做进一步的描述。
如图1，2，3，4所示，本发明反应器包括容器外壳1，乙炔气进口2，乙炔分配腔3，文丘里喷头4，导流筒5，新鲜乙二醇分布器6，蒸汽盘管7，高效除沫器8，气相出口9，废催化剂排放口10，盘管蒸汽入口11，盘管凝液出口12，条形通过区13，文丘里分布区14，圆形通过区15。
反应器外壳1为立式压力容器，反应器中央设有导流筒5，导流筒5直径约1～2米，高度0.5～3米。导流筒5内插有朝下开孔的新鲜乙二醇分布器6，将新鲜乙二醇均匀注入反应器内。导流筒5内部设有多圈蒸汽盘管7，为反应和蒸发提供热量。蒸汽盘管7可用光管或翅片管。
反应器壳体下部均布六个乙炔分配腔3，分布在导流筒5周围。实际乙炔分配腔3数量可根据壳体尺寸及文丘里数量调整。
乙炔分配腔3由六块独立腔室组成，便于从顶部气相出口安装。
乙炔分配腔3为空腔结构，腔内完全为乙炔气相空间。
设有六个60°均布的乙炔气进口2，每个独立的乙炔分配腔3使用一个乙炔进气口2，液相无法进入乙炔分配腔3。
乙炔分配腔3设有液体通道区和文丘里分布区14，液体通过区可采用条形形式(如图2)，也可采用均布的圆形形式(如图3)。
条形通过区13开孔率高，可布置更多文丘里喷头。圆形通过区15开孔率虽低，但液体通过更均匀，更利于文丘里周围液体的分布，流场更均匀，这两种形式可根据设计需求选取。
导流筒5和乙炔分配腔3上的液相区使得该反应器内可形成内部液体循环。
乙炔分配腔3上部的文丘里分布区14开有螺纹口，用于安装文丘里喷头，喷头数量几个或几万个，可根据设计能力任意调整，数量仅受文丘里喷头大小及反应器尺寸限制。
反应器上部设有高效气液分离器8。
反应器底部设有废催化剂排放口10，用以连续排放废催化剂液体。
在液相区范围内，液相区对应的壳体外壁设有蒸汽夹套16，进一步提供热量，并使用液相温度控制调节蒸汽进入量。
反应器上设置有液位控制、低低液位连锁，确保乙炔气不会串入液相下游。
工艺过程如下；
气相乙炔通过六个60°均布的六个乙炔气进口2进入独立的六个乙炔分配腔3，乙炔分配腔3上部安装有文丘里喷头，乙炔气通过文丘里喷头4喷入上部的反应区域与乙二醇进行反应。
正常操作时乙炔气通过文丘里中部区域产生的吸力将周围的乙二醇吸入乙炔气中混合高速喷出，在乙炔分配腔3上部、导流筒5外侧的反应区域进行反应。气相一次通过反应区域后离开反应器，同时带走大量的反应产品。液相通过导流筒5自上而下的流入乙炔分配腔3底部，再通过乙炔分配腔3上的液相通过区(13或15)进入反应区，在反应器内部形成液相循环。
应用本发明反应器生产乙烯基乙二醇醚，极大地提高了气液相反应效率，同时使用循环的乙炔一次通过反应区域带走反应产品，缩短停留时间，提高了反应的转化率，转化率是普通鼓泡式反应器的一倍以上。反应器可连续稳定运行，产量大，可将产品能力从每年百吨级提高到万吨级，对于乙烯基醚类产品的大规模工业生化连续生产具有突破性意义。
以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种导流筒式乙烯基醚类产品反应器，包括承压容器外壳(1)，反应器上部设有高效气液分离器(8)，反应器顶部设有气相出口(9)，反应器底部设有废催化剂排放口(10)，其特征在于，反应器中央设有导流筒(5)，导流筒(5)内设有多圈蒸汽盘管(7)，导流筒(5)内插有朝下开槽的新鲜乙二醇分布器(6)；反应器壳体下部设有均布的乙炔分配腔(3)分布在导流筒5周围，乙炔分配腔(3)上设有液相区和文丘里分布区(14)，文丘里分布区(14)上安装有文丘里喷头；导流筒(5)和乙炔分配腔(3)上的液相区一同使得反应器内部形成液相循环。
2.根据权利要求1所述的导流筒式乙烯基醚类产品反应器，其特征在于，乙炔分配腔(3)为独立空腔结构，腔内完全为乙炔气相空间，腔体上板开有螺纹口，与文丘里螺纹连接，方便安装。
3.根据权利要求1所述的导流筒式乙烯基醚类产品反应器，其特征在于，每个乙炔分配腔(3)对应一个独立的乙炔气进口(2)，乙炔气通过对称分布的乙炔气进口进入乙炔分配腔(3)。
4.根据权利要求2所述的导流筒式乙烯基醚类产品反应器，其特征在于，乙炔分配腔(3)由独立腔室组成，便于从顶部气相出口(9)安装。
5.根据权利要求1所述的导流筒式乙烯基醚类产品反应器，其特征在于，乙炔分配腔(3)上的液相区采用条形通过区(13)形式，或采用圆形通过区(15)形式。
6.根据权利要求1所述的导流筒式乙烯基醚类产品反应器，其特征在于，文丘里喷头数量约几个至几万个，实际数量可根据装置产能规模调整。
7.根据权利要求1所述的导流筒式乙烯基醚类产品反应器，其特征在于，导流筒(5)高度为0.5～3米。
8.根据权利要求1所述的导流筒式乙烯基醚类产品反应器，其特征在于，蒸汽盘管(7)采用光管或翅片管。
9.根据权利要求1所述的导流筒式乙烯基醚类产品反应器，其特征在于，乙二醇分布器(6)插入导流筒(5)那一部分朝下开槽。
10.根据权利要求1所述的导流筒式乙烯基醚类产品反应器，其特征在于，乙炔分配腔(3)上的液相区对应的壳体外壁设有蒸汽夹套(16)，夹套高度与液相区高度相同。
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