CN112371068A - 一种对硝基氯化苯的水解反应釜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种对硝基氯化苯的水解反应釜,包括釜体、安装在所述釜体上的进料管和出料管,所述釜体内设有与进料管和出料管连通的搅拌仓,搅拌仓内安装有搅拌机构,搅拌机构包括搅拌轴和安装在釜体顶端的驱动电机以及位于釜体内部底端的固定座,搅拌轴两端分别与驱动电机输出轴和固定座相连,搅拌轴外安装有外管,外管外表面安装有多个搅拌叶,并在釜体底端安装有引导柱,外管底端通过引导杆插入引导柱的引导槽内,在搅拌轴带动外管和搅拌叶转动的同时,引导杆沿着引导槽绕着引导柱呈正弦路线移动,带动外管沿着搅拌轴周期性的上下移动,从而实现旋转搅拌的同时上下移动搅拌,提高搅拌效果,使得物料充分的混合,且结构简单,便于拆卸和安装。
Description
技术领域
本发明属于化工机械技术领域,具体为一种对硝基氯化苯的水解反应釜。
背景技术
对硝基氯化苯是重要农药、染料、医药中间体,而水解处理是对硝基氯化苯处理工艺中重要步骤。水解是一种化工单元过程,是利用水将物质分解形成新的物质的过程,如对硝基氯苯碱性水解制备对硝基酚。对于对硝基氯苯碱性水解反应动力学实验表明,搅拌强度对反应转化率的影响巨大,实验证明,反应在很大范围内是传质控制的非均相反应,只有当对硝基氯苯浓度很低时才出现均相反应,因此在工业生产中该反应受传质因素的控制。而传质因素又由搅拌效果直接决定。
反应釜的搅拌器是化学工程和生物工程中最常见也是最重要的单元设备之一。而在水解反应釜中搅拌器的作用尤为明显,直接关系到水解的效果和效率。目前,搅拌器的选型和内构件的设计在很大程度上依赖试验和经验,虽然随着20世纪80年代来对反应釜内的流体速度场分布的研究,以及进入20世纪90年代以来的对搅拌釜内三维流场的数值模拟研究。目前对于搅拌器的叶片构型已经较为深入的研究和大量成果。
但考虑流体流动的三维性、随机性、非线性和边界条件不确定性。仅仅是考虑叶片的构型是不能满足搅拌器充分搅拌的要求的。而现有反应釜内搅拌装置大多方向单一,只能单一的进行旋转搅拌,不能充分将物料混合均匀。对于对硝基氯化苯来说,搅拌的不充分,物料扩散的不均匀,必然会影响水解效果,所以急需一种对硝基氯化苯的水解反应釜来解决上述问题。
发明内容
发明目的:本发明目的在于针对现有技术的不足,提供一种对硝基氯化苯的水解反应釜,提高搅拌效果和传质效率,提升反应釜内物料的反应转化率。
技术方案:本发明所述对硝基氯化苯的水解反应釜,包括釜体、安装在所述釜体上的进料管和出料管,其特征在于:所述釜体内设有与进料管和出料管连通的搅拌仓,搅拌仓内安装有搅拌机构,所述搅拌机构包括搅拌轴、安装在釜体顶端的驱动电机以及位于釜体内部底端的固定座,所述搅拌轴两端分别与驱动电机输出轴和固定座相连,所述搅拌轴外沿其轴线方向滑动安装有外管,且外管随搅拌轴转动同步转动,所述外管外表面安装有多个搅拌叶;
所述固定座上安装有引导柱,所述引导柱、固定座、搅拌轴和外管同轴安装;所述引导柱上以其轴心为圆心开设有一圈齿状的引导槽,外管靠近固定座一端边部安装有引导杆,引导杆插入所述引导槽内;所述外管在搅拌轴带动下转动,外管底部的引导杆沿所述引导槽呈正弦路线移动,带动所述外管沿搅拌轴轴线方向上下周期性移动。
优选地,所述搅拌轴表面与其轴线平行安装一条或多条限位杆,所述外管内壁与各个限位杆对应位置开设有限位槽,外管套接在搅拌轴上,限位槽与限位杆卡接,限制所述外管与搅拌轴之间在周向上的位移。
优选的,所述储液箱顶端边部安装有定位机构,所述定位机构包括安装在储液箱上且围绕进液口一周布设的若干个定位部和位于进液口上方的触发部,所述触发部上贯穿开设有一通孔,外接管穿过通孔并插入所述进液口内,触发部随外接管移动带动,触发部与定位部相连,随着触发部移动,带动所述定位部向外接管收缩与外接管接触或远离外接管移动。
优选的,所述定位部包括定位杆和位于进液口边部的固定块,所述固定块中心开设有滑槽,定位杆穿过所述滑槽,并沿所述滑槽移动,所述定位杆靠近进液口处开设有贯穿开设有承接口;
所述触发部包括连接板,所述连接板中心贯穿开设有通孔,所述连接板边部与定位杆对应位置处安装有斜杆,所述斜杆插入承接口内,并随着连接板朝进液口移动时,带动所述定位杆朝进液口移动。
优选的,所述定位杆靠近进液口一端开设有弧形槽。
优选的,所述固定块一侧安装有用于紧固定位杆的锁紧螺杆。
优选的,所述釜体内壁安装有第二加热盘管,所述第二加热盘管一端为进水端,从釜体底端伸出,另一端为出水端,从釜体顶端伸出,热水或冷水由第二加热盘管的进水端进入,并从第二加热盘管的出水端流出。
优选的,所述釜体内壁还安装有一与第二加热盘管平行的第三加热盘管,第二加热盘管的出水端安装有三通阀,第三加热盘管一端与三通阀相连,另一端从从釜体底端伸出。
优选的,所述进料管和出料管上均安装有计量阀门。
有益效果:(1)本发明中,带有搅拌叶的外管套接在搅拌轴上,并在釜体底端安装有引导柱,外管底端通过引导杆插入引导柱的引导槽内,在搅拌轴带动外管和搅拌叶转动的同时,引导杆沿着引导槽绕着引导柱呈正弦路线移动,随着引导杆周期性的在引导槽内滑动到正弦路线的波峰处和波谷处,带动外管沿着搅拌轴周期性的上下移动,从而实现旋转搅拌的同时上下移动搅拌,提高搅拌效果,使得物料充分的混合,提升反应釜内物料的反应转化率;本发明的结构简单,成本低廉,且便于拆卸和安装,方便对现有的反应釜进行改造,减少资源浪费,符合当前绿色环保的发展要求。
(2)本发明中,在釜体顶端还安装有储液箱,并通过输液管伸入所述釜体内部底端,便于储存酸液或者碱液等液体,并随着向釜体输送该液体,在储液箱内部安装有第一加热盘管,用于对储液箱内部环境进行加热,使得储液箱内的液体根据需求进行预热至预设温度,避免该液体与釜体内液体温差较大,影响水解效果。
(3)本发明中,在储液箱上安装有定位机构,外接管穿过连接板中心的通孔,并随着外接管插入进液口内,带动连接板向进液口移动,将斜杆插入定位杆的承接口内,随着斜杆的插入,使得定位杆在斜杆的引导下,朝进液口移动方向时,并与外接管表面紧密接触,将外接管的位置进行自锁,操作简单,使用方便,无需使用者接触外接管与进液口进行固定操作,提高使用的安全性。
(4)本发明中,在釜体内壁安装有相互平行的第二加热盘管和第三加热盘管,且第二加热盘管和第三加热盘管靠近釜体处通过三通阀相连,根据需求单独使用第二加热盘管或组合使用第二加热盘管和第三加热盘管,组合使用时,调节三通阀,将第二加热盘管和第三加热盘管导通,热水或冷水从第二加热盘管进水端流入,顺着第二加热盘管流至釜体顶端,并顺着第三加热盘管流至釜体底端,充分为釜体内进行加热或带走釜体内的热量,提高工作效率。
附图说明
图1是本发明反应釜的结构示意图;
图2是本发明反应釜的结构内部图;
图3是本发明搅拌机构的结构示意图;
图4是本发明搅拌轴、外管和引导柱连接的结构示意图;
图5是本发明外管的结构示意图;
图6是本发明储液机构的结构示意图;
图7是本发明加热盘管的结构示意图;
图中:1、釜体;2、进料管;3、出料管;4、搅拌仓;5、搅拌机构;501、驱动电机;502、固定座;503、搅拌轴;504、外管;505、搅拌叶;506、引导柱;507、引导槽;508、引导杆;509、限位杆;510、限位槽;6、储液机构;601、储液箱;602、进液口;603、第一加热盘管;604、定位杆;605、固定块;606、滑槽;607、承接口;608、连接板;609、通孔;610、斜杆;611、弧形槽;612、锁紧螺杆;613、输液管;7、第二加热盘管;8、第三加热盘管;9、三通阀;10、计量阀门;11、外接管。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例:一种如图1-2所示,一种对硝基氯化苯的水解反应釜,包括釜体1、安装在釜体1上的进料管2和出料管3,釜体1内设有与进料管2和出料管3连通的搅拌仓4,搅拌仓4内安装有搅拌机构5,搅拌机构5包括搅拌轴503和安装在釜体1顶端的驱动电机501以及位于釜体1内部底端的固定座502,搅拌轴503两端分别与驱动电机501输出轴和固定座502相连,搅拌轴503外沿其轴线方向滑动安装有外管504,且外管504随搅拌轴503转动同步转动,外管504外表面安装有多个搅拌叶505;
为了使得外管504既随着搅拌轴503转动,又可以沿着搅拌轴503轴线方向滑动,在搅拌轴503表面与其轴线平行安装一条或多条限位杆509,外管504内壁与各个限位杆509配套开设有限位槽510,外管504套接在搅拌轴503上,使限位槽510与限位杆509卡接,外管504可顺着限位杆509沿搅拌轴503轴线方向滑动,且在驱动电机501驱动搅拌轴503转动时,通过限位杆509迫使外管504随之旋转,且不会发生相对滑动,搅拌工作稳定。
如图3-5所示,固定座502上安装有引导柱506,且引导柱506、固定座502、搅拌轴503和外管504同轴安装;引导柱506上以轴心为圆心开设有一圈引导槽507,外管504靠近固定座502一端边部安装有引导杆508,引导杆508插入引导槽507内,随着外管504转动,引导杆508沿引导槽507呈正弦路线移动,当外管504旋转时,外管504底端的引导杆508沿着引导槽507移动,由引导槽507的波谷处移动至波峰处,并利用其自身重力作用,由引导槽507的波峰处移动至波谷处,从而带动外管504沿搅拌轴503轴线方向上下移动,并在旋转一周后移动至初始位置,如此反复进行周期性的上下移动,实现旋转搅拌的同时上下移动搅拌,提高搅拌效果,使得物料充分的混合;
为了使得外管和搅拌叶能稳定的进行上下移动,如图3所示,在釜体1顶端与搅拌轴503同轴安装引导柱506,外管504顶端安装引导杆508,并通过引导柱506插入顶端引导柱506的引导槽507内,且该处的引导柱506内的引导槽507与釜体1底端引导柱506内的引导槽507错开,随着搅拌轴503转动,外管504底端的引导杆508位于该处引导柱506内引导槽507的波谷,并向波峰移动,外管504顶端的引导杆508位于该处引导柱506内引导槽507的波峰,并向波谷移动,促使外管504稳定进行上下移动。
如图6所示,釜体1顶端还安装有储液机构6,储液机构6包括带有进液口602的储液箱601,储液箱601内壁安装有第一加热盘管603,使用时,可向第一加热盘管603内通入热水或者冷水,控制储液箱601内的温度,对储液箱601内液体进行预热或预冷,使其满足预设温度,减少其内的液体温度与釜体1内液体的温差,避免影响水解效果。
水解时,将对硝基氯化苯原料从进料管2输入该釜体1内,且在进料管2上安装有计量阀门10,用于控制对硝基氯化苯原料的流量,将外接管11与储液机构6拼接,储液箱601顶端边部安装有定位机构,定位机构包括安装在储液箱601上且围绕进液口602一周布设的若干个定位部和位于进液口602上方的触发部,触发部上贯穿开设有一通孔609,外接管11穿过通孔609并插入进液口602内,触发部随外接管11移动带动,触发部与定位部相连,随着触发部移动,带动定位部向外接管11收缩与外接管11接触,其中如图所示,定位部包括定位杆604和位于进液口602边部的固定块605,固定块605中心开设有滑槽606,定位杆604穿过滑槽606,并沿滑槽606移动,定位杆604靠近进液口602处开设有贯穿开设有承接口607,触发部包括连接板608,连接板608中心贯穿开设有通孔609,连接板608边部与定位杆604对应位置处安装有斜杆610,斜杆610插入承接口607内,并随着连接板608朝进液口602移动时,带动定位杆604朝进液口602移动,并与外接管11接,定位杆604靠近进液口602一端开设有弧形槽611,使其与外接管11紧密接触,提高外接管11的稳定性,对外接管11初步定为后,为了进一步条外接管11的稳定性,固定块605一侧安装有用于紧固定位杆604的锁紧螺杆612,通过锁紧螺杆612可对定位杆604的位置进行锁定,完成外接管11的安装,通过外接管11向储液箱601内通入碱液,并在储液箱601内进行预热,储液箱601底端安装有输液管613,并通过输液管613伸入釜体1内部底端,启动驱动电机501,带动搅拌轴503转动,从而电动外管504和搅拌叶505旋转和周期性上下搅拌;
其中,如图7所示,釜体1内壁安装有第二加热盘管7,第二加热盘管7一端为进水端,从釜体1底端伸出,另一端为出水端,从釜体1顶端伸出,热水或冷水由第二加热盘管7的进水端进入,并从第二加热盘管7的出水端流出,对釜体1内的温度进行控制,釜体1内壁还安装有一与第二加热盘管7平行的第三加热盘管8,第二加热盘管7的出水端安装有三通阀9,第三加热盘管8一端与三通阀9相连,另一端从从釜体1底端伸出,便于根据需求进行旋转,充分为釜体1内进行加热或带走釜体1内的热量,提高工作效率。
在水解过程中,采用至少3台本申请中的釜体1进行串联,各个釜体1之间具有一定的液位差,第一釜体1水解完成后,利用位差过料,从出料管3流至下一级的釜体1,如此反复,进行连续的水解,其中,出料管3上安装有计量阀门10,便于控制液体流速,保证停留时间。
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (10)
1.一种对硝基氯化苯的水解反应釜,包括釜体、安装在所述釜体上的进料管和出料管,其特征在于:所述釜体内设有与进料管和出料管连通的搅拌仓,搅拌仓内安装有搅拌机构,所述搅拌机构包括搅拌轴、安装在釜体顶端的驱动电机以及位于釜体内部底端的固定座,所述搅拌轴两端分别与驱动电机输出轴和固定座相连,所述搅拌轴外沿其轴线方向滑动安装有外管,且外管随搅拌轴转动同步转动,所述外管外表面安装有多个搅拌叶;
所述固定座上安装有引导柱,所述引导柱、固定座、搅拌轴和外管同轴安装;所述引导柱上以其轴心为圆心开设有一圈齿状的引导槽,外管靠近固定座一端边部安装有引导杆,引导杆插入所述引导槽内;所述外管在搅拌轴带动下转动,外管底部的引导杆沿所述引导槽呈正弦路线移动,带动所述外管沿搅拌轴轴线方向上下周期性移动。
2.根据权利要求1所述的一种对硝基氯化苯的水解反应釜,其特征在于:所述搅拌轴表面与其轴线平行安装一条或多条限位杆,所述外管内壁与各个限位杆对应位置开设有限位槽,外管套接在搅拌轴上,限位槽与限位杆卡接,限制所述外管与搅拌轴之间在周向上的位移。
3.根据权利要求1所述的一种对硝基氯化苯的水解反应釜,其特征在于:所述釜体顶端还安装有储液机构,所述储液机构包括带有进液口的储液箱,所述储液箱底端安装有输液管,并通过输液管伸入所述釜体内部底端,所述储液箱内壁安装有第一加热盘管。
4.根据权利要求3所述的一种对硝基氯化苯的水解反应釜,其特征在于:所述储液箱顶端边部安装有定位机构,所述定位机构包括安装在储液箱上且围绕进液口一周布设的若干个定位部和位于进液口上方的触发部,所述触发部上贯穿开设有一通孔,外接管穿过通孔并插入所述进液口内,触发部随外接管移动带动,触发部与定位部相连,随着触发部移动,带动所述定位部向外接管收缩与外接管接触或远离外接管移动。
5.根据权利要求4所述的一种对硝基氯化苯的水解反应釜,其特征在于:所述定位部包括定位杆和位于进液口边部的固定块,所述固定块中心开设有滑槽,定位杆穿过所述滑槽,并沿所述滑槽移动,所述定位杆靠近进液口处开设有贯穿开设有承接口;
所述触发部包括连接板,所述连接板中心贯穿开设有通孔,所述连接板边部与定位杆对应位置处安装有斜杆,所述斜杆插入承接口内,并随着连接板朝进液口移动时,带动所述定位杆朝进液口移动。
6.根据权利要求5所述的一种对硝基氯化苯的水解反应釜,其特征在于:所述定位杆靠近进液口一端开设有弧形槽。
7.根据权利要求5所述的一种对硝基氯化苯的水解反应釜,其特征在于:所述固定块一侧安装有用于紧固定位杆的锁紧螺杆。
8.根据权利要求1所述的一种对硝基氯化苯的水解反应釜,其特征在于:所述釜体内壁安装有第二加热盘管,所述第二加热盘管一端为进水端,从釜体底端伸出,另一端为出水端,从釜体顶端伸出,热水或冷水由第二加热盘管的进水端进入,并从第二加热盘管的出水端流出。
9.根据权利要求8所述的一种对硝基氯化苯的水解反应釜,其特征在于:所述釜体内壁还安装有一与第二加热盘管平行的第三加热盘管,第二加热盘管的出水端安装有三通阀,第三加热盘管一端与三通阀相连,另一端从从釜体底端伸出。
10.根据权利要求1所述的一种对硝基氯化苯的水解反应釜,其特征在于:所述进料管和出料管上均安装有计量阀门。
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