CN111229140A - 一种制备间戊二烯树脂的环管反应器及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种制备间戊二烯树脂的环管反应器及其方法，包括反应器及至少一个轴流泵，轴流泵作用于管道，管道外表面上连接有带有循环夹套水的夹层，下管道连接有一号、二号进料管、出料管，二号进料管连接有混合罐，出料管连接有脱气仓，脱气仓上、下端均开设有出料口，将不饱和烯烃、催化剂输送入反应器，生成熔融态树脂物料，轴流泵使物料循环，通过夹套水冷却来撤除反应热，熔融态树脂物料进入脱气仓，未反应的部分从脱气仓上端开口出，间戊二烯树脂从脱气仓下端开口出，最大限度减少焊口，降低泄漏的可能，减少低聚物的产生，可生产较大负荷，可生产较高密度产品，不易损坏，可控制反应时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种反应器及其制备间戊二烯树脂的方法，更具体一点说，涉及一种制备间戊二烯树脂的环管反应器及其制备间戊二烯树脂的方法，属于石油化工领域。
背景技术
目前使用间戊二烯生产间戊二烯树脂均采用三氯化铝作为催化剂，如图1所示为现有技术中制备间戊二烯树脂装置的结构示意图，包括带搅拌器的反应器101、换热器102、原料罐管道103、催化剂管道104、树脂管道105，将原料以及催化剂分别通过原料罐管道103、催化剂管道104通入反应器101，在反应器101中反应，反应器101连通外设管道，通过外设管道将反应器101中物料实时与换热器102换热后回到反应器101以此过程撤除反应热，反应产生的树脂通过带有输送泵的树脂管道105输出，现有技术中的装置具有如下缺点：1、由于反应所用催化剂为三氯化铝，当循环水换热器发生泄漏时，水与三氯化铝形成盐酸，易对反应器造成腐蚀；2、反应器不易扩大生产规模，一般在5万吨/年以下，如强制扩大，反应器内搅拌器无法搅拌均匀；3、反应器的搅拌器易发生故障，特别是生产密度较高的树脂时，搅拌器电机易超载，搅拌器螺杆易损坏；4、反应不均匀，部分物料可能没有和催化剂接触或接触时间过短就被排出，易产生低聚物，目前炼油规模的不断扩大，其副产品间戊二烯和其它不饱和烯烃越来越多，生产规模也会逐渐扩大，若还是采用传统搅拌器模式的反应器，其无法满足和适合大规模间戊二烯树脂生产，因此研发具有可生产较高密度产品，可减少产生低聚物等技术特点的生产间戊二烯树脂装置或设备是必然趋势。
发明内容
为了解决上述现有技术问题，本发明提供具有焊口少，可降低泄漏，可生产较高密度产品，可减少产生低聚物等技术特点的一种制备间戊二烯树脂的环管反应器。
本发明的另一个目的是提供具有生产效率高、可减少产生低聚物等技术特点的一种制备间戊二烯树脂的方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种制备间戊二烯树脂的环管反应器，包括反应器，所述反应器包括上管道、下管道、左管道、右管道，所述上管道、右管道、下管道、左管道依次序首尾连接后呈矩形状，还至少包括一个轴流泵，所述轴流泵的旋转叶穿进任一个管道内且旋转叶垂直管道设置，至少在所述上管道、下管道、左管道和右管道中的一个外表面上连接有内空心的夹层，所述夹层的两端分别开设有进水口、出水口，所述进水口、出水口分别连接冷却水管道和回水管道，所述下管道连接有一号进料管和二号进料管，所述二号进料管连接有混合罐，所述下管道还连接有出料管，所述出料管连接有脱气仓，所述脱气仓上、下端均开设有出料口。
作为一种改进，所述夹层有两个，两个夹层对称连接在左管道、右管道上。
作为一种改进，所述夹层的长度小于左管道或右管道的长度，且所述夹层靠近上管道。
作为一种改进，所述轴流泵有一个，所述轴流泵位于下管道、左管道的连接处，所述轴流泵的旋转叶与下管道垂直，所述出料管靠近下管道右端，所述一号进料管、二号进料管均位于轴流泵和出料管之间的下管道上。
作为一种改进，所述左管道、右管道上的夹层均分别环绕左管道、右管道一周套设。
作为一种改进，所述轴流泵包括由电机驱动的转轴，所述转轴前端连接旋转叶，所述旋转叶包括叶轮，所述叶轮径向展开以导流，靠近叶轮在转轴套设有导叶，所述导叶轴向展开以导流；所述叶轮、导叶均沿转轴的轴向方向倾斜。
作为一种改进，所述上管道、右管道、下管道、左管道依次序首尾连接后呈长方形状，所述左管道长度大于下管道的长度。
作为一种改进，所述上管道与右管道、右管道与下管道、下管道与左管道以及左管道与上管道间均通过弯管连接。
本发明一种制备间戊二烯树脂的方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：
1)将至少两种以上不饱和烯烃输送至混合罐(9)混合，再经带有泵的二号进料管(8)输送至反应器(1)中；
2)催化剂被碳五溶剂油夹带，通过一号进料管(7)进入反应器(1)中，与不饱和烯烃进行反应生成熔融态树脂物料，并采用轴流泵来使物料沿着反应器(1)强制循环；
通过冷却水管道向进水口(5)中通入夹套水以进入夹层(4)中，通过夹层(4)内的夹套水冷却来撤除反应热，换热后的水通过出水口(6)流入回水管道中；
3)熔融态树脂物料从反应器(1)上的出料管(10)出料；
4)出料后的熔融态树脂物料进入脱气仓(11)内降压，未反应的部分从脱气仓(11)上端开口进入回收系统，间戊二烯树脂从脱气仓(11)下端开口进入到后续精致系统。
作为一种改进，所述不饱和烯烃包括间戊二烯、异戊烯、苯乙烯、脱环碳五、粗异戊烯；所述催化剂为三氯化铝。
有益效果：本发明技术方案适用于利用间戊二烯为主料，其它不饱和烯烃为辅料，生产间戊二烯树脂，具体的相对于现有技术，本申请方案具有如下优点：1)反应器无需连通与换热器连通的外设管道，也无需采用外设换热器，提高了物料的反应和流通效率，采用夹套水撤除反应热，其最大限度减少焊口，降低泄漏的可能；2)反应器无搅拌器，可生产较大负荷，轴流泵相较于搅拌器，不易损坏，可生产较高密度产品；3)环管状反应器的长度和物料流速可控制反应时间，物料均需通过整个环管反应器，减少低聚物的产生。
附图说明
图1是现有技术中制备间戊二烯树脂装置的结构示意图。
图2是本发明整体结构示意图。
图3是轴流泵结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图2-3所示为一种制备间戊二烯树脂的环管反应器的具体实施例，该实施例一种制备间戊二烯树脂的环管反应器，包括反应器1，其特征在于：所述反应器1包括上管道、下管道2、左管道3、右管道，所述上管道、右管道、下管道2、左管道3依次序首尾连接后呈矩形状，还至少包括一个轴流泵，所述轴流泵的旋转叶穿进任一个管道内且旋转叶垂直管道设置，至少在所述上管道、下管道2、左管道3和右管道中的一个外表面上连接有内空心的夹层4，所述夹层4的两端分别开设有进水口5、出水口6，所述进水口5、出水口6分别连接冷却水管道和回水管道，所述下管道2连接有一号进料管7和二号进料管8，所述二号进料管8连接有混合罐9，所述下管道2还连接有出料管10，所述出料管10连接有脱气仓11，所述脱气仓11上、下端均开设有出料口；
操作过程：将间戊二烯、异戊烯、苯乙烯、脱环碳五、粗异戊烯等不饱和烯烃，按实际生产需要的比例输送至混合罐9，混合物料经带有泵的二号进料管8输送至反应器1中，输送过程中可以采用计量表计量，反应器1采用夹层4中的循环夹套水冷却来撤除反应热，采用轴流泵来使物料强制循环，催化剂被碳五溶剂油夹带通过一号进料管7进反应器1中后与不饱和烯烃反应，生成熔融态树脂物料从出料管10出料，熔融态树脂物料在脱气仓11压力下降，未反应的部分从脱气仓11上端开口进入回收系统，间戊二烯树脂从脱气仓11下端开口进入到后续精致系统，
相对于现有技术，本申请方案无换热器，采用夹套水撤除反应热，其最大限度减少焊口，降低泄漏的可能；反应器1无搅拌器，可生产较大负荷，轴流泵相较于搅拌器，不易损坏，可生产较高密度产品；环管状反应器1的长度和物料流速可控制反应时间，物料均需通过整个环管反应器，减少低聚物的产生，本申请的技术方案适用于利用间戊二烯为主料，其它不饱和烯烃为辅料，生产间戊二烯树脂。
作为一种改进的实施例方式，所述夹层4有两个，两个夹层4对称连接在左管道3、右管道上，两边同时换热，使得夹层4内夹套水与反应器1换热效率高，结合本申请的反应器1形状可知，物料需要沿着反应器1走完一圈，其配合两个夹层4的设置最为合理，减少了焊接口，提高了生产工作的稳定性。
作为一种改进的实施例方式，所述夹层4的长度小于左管道3或右管道的长度，且所述夹层4靠近上管道，本申请优选夹层4的长度小于左管道3或右管道的长度以及夹层4靠近上管道设置，便于管线的排布以及较短的夹层4设置可以提高冷却水的循环效率，提高工作效率。
作为一种改进的实施例方式，所述轴流泵有一个，轴流泵位于下管道2、左管道3的连接处，轴流泵的旋转叶与下管道2垂直，出料管10靠近下管道2右端，一号进料管7、二号进料管8均位于轴流泵和出料管10之间的下管道2上，结合反应器1的形状以及各个管线的排布可知，混合物料经二号进料管8输送至反应器1中，催化剂通过一号进料管7进反应器1中，随即在轴流泵的作用下开始往左管道3走向，物料均需通过整个反应器1，其流向的距离长，反应彻底，减少低聚物的产生，工作效率高，在反应器1中经历两次循环夹套水冷却来撤除反应热，最终生成熔融态树脂物料从出料管10出料，提高物料流通的速率可以增加轴流泵数量或减少反应器1各个管道的直径或控制轴流泵旋转叶转速等，本申请优选通过轴流泵旋转叶转速控制。
作为一种改进的实施例方式，所述左管道3、右管道上的夹层4均分别环绕左管道3、右管道一周套设，套设式设计，换热效率高。
作为一种改进的实施例方式，如图3所示，轴流泵包括由电机驱动的转轴12，所述转轴12前端连接旋转叶，所述旋转叶包括叶轮13，所述叶轮13径向展开以导流，靠近叶轮13在转轴12套设有导叶14，导叶14轴向展开以导流，叶轮13、导叶14在轴向方向上具有一定角度的倾斜，使得其转动时在管道内产生吸力，叶轮13、导叶14间配合，使得工作效率高，根据实际需要可以单独使用叶轮13或导叶14。
作为一种改进的实施例方式，所述上管道、右管道、下管道2、左管道3依次序首尾连接后呈长方形状，所述左管道3长度大于下管道2的长度，长方形的设计，使得左管道3、右管道的夹层长度可以加长，便于生产制备中实现高效的换热。
作为一种改进的实施例方式，所述上管道与右管道、右管道与下管道2、下管道2与左管道3以及左管道3与上管道间均通过弯管连接，便于结构上设计，实用性强。
本发明一种制备间戊二烯树脂的方法，该制备方法包括如下步骤：
1)将至少两种以上不饱和烯烃输送至混合罐(9)混合，再经带有泵的二号进料管(8)输送至反应器(1)中，其中不饱和烯烃包括间戊二烯、异戊烯、苯乙烯、脱环碳五、粗异戊烯；
2)催化剂三氯化铝被碳五溶剂油夹带，通过一号进料管(7)进入反应器(1)中，与不饱和烯烃进行反应生成熔融态树脂物料，并采用轴流泵来使物料沿着反应器(1)强制循环；
通过冷却水管道向进水口(5)中通入夹套水以进入夹层(4)中，通过夹层(4)内的夹套水冷却来撤除反应热，换热后的水通过出水口(6)流入回水管道中；
3)熔融态树脂物料从反应器(1)上的出料管(10)出料；
4)出料后的熔融态树脂物料进入脱气仓(11)内降压，未反应的部分从脱气仓(11)上端开口进入回收系统，间戊二烯树脂从脱气仓(11)下端开口进入到后续精致系统。
最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种制备间戊二烯树脂的环管反应器，包括反应器(1)，其特征在于：所述反应器(1)包括上管道、下管道(2)、左管道(3)、右管道，所述上管道、右管道、下管道(2)、左管道(3)依次序首尾连接后呈矩形状，还至少包括一个轴流泵，所述轴流泵的旋转叶穿进任一个管道内且旋转叶垂直管道设置，至少在所述上管道、下管道(2)、左管道(3)和右管道中的一个外表面上连接有内空心的夹层(4)，所述夹层(4)的两端分别开设有进水口(5)、出水口(6)，所述进水口(5)、出水口(6)分别连接冷却水管道和回水管道，所述下管道(2)连接有一号进料管(7)和二号进料管(8)，所述二号进料管(8)连接有混合罐(9)，所述下管道(2)还连接有出料管(10)，所述出料管(10)连接有脱气仓(11)，所述脱气仓(11)上、下端均开设有出料口。
2.根据权利要求1所述的一种制备间戊二烯树脂的环管反应器，其特征在于：所述夹层(4)有两个，两个夹层(4)对称连接在左管道(3)、右管道上。
3.根据权利要求1或2所述的一种制备间戊二烯树脂的环管反应器，其特征在于：所述夹层(4)的长度小于左管道(3)或右管道的长度，且所述夹层(4)靠近上管道。
4.根据权利要求3所述的一种制备间戊二烯树脂的环管反应器，其特征在于：所述轴流泵有一个，所述轴流泵位于下管道(2)、左管道(3)的连接处，所述轴流泵的旋转叶与下管道(2)垂直，所述出料管(10)靠近下管道(2)右端，所述一号进料管(7)、二号进料管(8)均位于轴流泵和出料管(10)之间的下管道(2)上。
5.根据权利要求1或2或4所述的一种制备间戊二烯树脂的环管反应器，其特征在于：所述左管道(3)、右管道上的夹层(4)均分别环绕左管道(3)、右管道一周套设。
6.根据权利要求1或4所述的一种制备间戊二烯树脂的环管反应器，其特征在于：所述轴流泵包括由电机驱动的转轴(12)，所述转轴(12)前端连接旋转叶，所述旋转叶包括叶轮(13)，所述叶轮(13)径向展开以导流，靠近叶轮(13)在转轴(12)套设有导叶(14)，所述导叶(14)轴向展开以导流；所述叶轮(13)、导叶(14)均沿转轴(12)的轴向方向倾斜。
7.根据权利要求1所述的一种制备间戊二烯树脂的环管反应器，其特征在于：所述上管道、右管道、下管道(2)、左管道(3)依次序首尾连接后呈长方形状，所述左管道(3)长度大于下管道(2)的长度。
8.根据权利要求1或2或4或7所述的一种制备间戊二烯树脂的环管反应器，其特征在于：所述上管道与右管道、右管道与下管道(2)、下管道(2)与左管道(3)以及左管道(3)与上管道间均通过弯管连接。
9.一种制备间戊二烯树脂的方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：
1)将至少两种以上不饱和烯烃输送至混合罐(9)混合，再经带有泵的二号进料管(8)输送至反应器(1)中；
2)催化剂被碳五溶剂油夹带，通过一号进料管(7)进入反应器(1)中，与不饱和烯烃进行反应生成熔融态树脂物料，并采用轴流泵来使物料沿着反应器(1)强制循环；
通过冷却水管道向进水口(5)中通入夹套水以进入夹层(4)中，通过夹层(4)内的夹套水冷却来撤除反应热，换热后的水通过出水口(6)流入回水管道中；
3)熔融态树脂物料从反应器(1)上的出料管(10)出料；
4)出料后的熔融态树脂物料进入脱气仓(11)内降压，未反应的部分从脱气仓(11)上端开口进入回收系统，间戊二烯树脂从脱气仓(11)下端开口进入到后续精致系统。
10.根据权利要求9所述的一种制备间戊二烯树脂的方法，其特征在于：所述不饱和烯烃包括间戊二烯、异戊烯、苯乙烯、脱环碳五、粗异戊烯；所述催化剂为三氯化铝。
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