CN114160053B - 一种硫酰氟反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硫酰氟反应装置，包括反应室和换热室，反应室和换热室间隔设置；换热室的气体进口与一个反应室的气体出口连接，换热室的气体出口与另一个反应室的气体进口连接；在反应室内设置有填料层，填料层与反应室的内壁可拆卸连接；换热室内设置有竖向换热管，换热管的顶端连接有进气管，换热管的底端连接有出气管；在竖向换热管之间安装有滤板，滤板与竖向换热管的外壁可拆卸连接。使用该装置进行硫酰氯合成，能够有效避免过程气体温度过高而使填料层活性受到影响，保证硫酰氟产率；该装置能够有效减少过程气体中的颗粒杂质，避免颗粒杂质进入下一个反应室影响填料组成和结构，保证使用该合成装置生产的硫酰氟质量一致，保证产品质量。

Description

一种硫酰氟反应装置
技术领域
本发明涉及硫酰氟生产设备技术领域，具体涉及一种硫酰氟反应装置。
背景技术
硫酰氟是一种广谱性的杀虫剂，其具有强渗透性，使其在杀虫过程中具有用量少、杀虫速度快、残留量低的优点，随着人们环保意识增强，对硫酰氟的研究越来越多。
硫酰氟的合成工艺较多，其中以氢氟酸、氯气和二氧化硫作为起始原料、以活性炭作为催化剂合成硫酰氟的路线最为常用；在该合成路线中，首先使用氢氟酸对催化剂活化，然后将氢氟酸、氯气和二氧化硫气化并预热后进入反应装置中进行硫酰氯的合成反应，合成后的气体经系列处理后获得产品。
反应装置是合成反应的关键设备，直接影响着硫酰氯的纯度和产率。目前用于硫酰氟的反应装置为绝热固定床反应器，该反应装置在使用过程中主要存在以下问题：一是合成反应为放热反应，随着合成过程的进行，产出气体的温度会逐渐升高，高温使得活性炭的活性受到影响，进而影响硫酰氟的产率；二是过程产出气体中不可避免的会携带颗粒杂质，在高温情况下，颗粒杂质容易与活性炭的活性位点相结合，导致活性炭的活性下降而影响硫酰氟的产率。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种硫酰氟反应装置，具体为一种设有反应室和换热室、换热室内设置有滤板的硫酰氟反应装置。该反应装置具有设计合理、实用性强的优点。使用该装置进行硫酰氯合成，能够有效避免过程气体温度过高而使填料层活性受到缺陷，保证硫酰氟产率；同时通过换热室的滤板设置，能够有效减少过程气体中的颗粒杂质，避免颗粒杂质进入下一个反应室影响填料组成和结构，保证使用该合成装置生产的硫酰氟质量一致，保证产品质量。
本发明的技术方案如下：
一种硫酰氟反应装置，包括至少三个反应室，在相邻反应室之间安装有换热室；
换热室的气体进口与一个反应室的气体出口通过管路连接，换热室的气体出口与另一个反应室的气体进口通过管路连接；
在反应室内设有填料层，填料层活动放置在反应室内部且其外部形状与反应室的内壁相匹配；
所述换热室内设置有多个竖向设置的换热管，换热管的顶端连接有进气管，换热管的底端连接有出气管；
在竖向换热管之间安装有滤板，滤板与竖向换热管的外壁可拆卸连接；
反应室的过程气体进入换热室内换热时，过程气体需要穿过滤板，滤板的设置，既延长过程气体的行程，使得换热效率更高，又可以拦截过程气体携带的颗粒杂质，避免杂质颗粒进入下一个反应室的填料层中影响填料的活性，进而保证合成产品的产率。
进一步的，所述反应室内固定有网状板，填料层位于网状板的上面；所述填料层包括填料箱和位于填料箱内部的催化剂层；所述填料箱包括一体成型的侧围和与侧围可拆卸连接的箱底和箱盖；所述侧围的外周形状与反应室的内侧面相适应；将侧围与箱底连接后，向其中装入催化剂，根据需求设定催化剂层的高度，然后将箱盖压在催化剂的顶部，并将箱盖与侧围连接为整体，然后将装有催化剂的填料箱置于反应室内以待使用；箱盖的设置，便于对催化剂层的密实度进行控制，避免在反应过程中，由于气体冲刷而影响催化剂层的紧实度，便于对不同批次产品质量的控制。
进一步的，所述侧围的内侧面自上而下设有多组凹槽A，在箱盖的侧面设有凸起A，凸起A与凹槽A配合后，即可实现箱盖与侧围连接；该设置便于对催化剂装填和卸载。
进一步的，所述侧围的顶部固定有吊环，在大型生产中，便于对填料箱进行吊装拆卸。
进一步的，在换热管的外侧面上设有长条形凹槽B和长条形凹槽C，长条形凹槽B和长条形凹槽C均从换热管的顶端向其底端延伸；将两块滤板分别置于凹槽B和凹槽C内，两块滤板处于不同的水平高度，提高对颗粒杂质的截留效果。
进一步的，所述反应室设有三个，分别为反应室A、反应室B和反应室C；所述换热室设有两个，分别为换热室A和换热室B；换热室A的气体进口与反应室A的气体出口连接，换热室A的气体出口与反应室B的气体进口连接；换热室B的气体进口与反应室B的气体出口连接，换热室B的气体出口与反应室C的气体进口连接；混合原料气体自反应室A的气体进口进入反应装置中，经反应室A反应后进入换热室A内换热，换热后进入反应室B继续反应，反应结束后进入换热室B内换热，换热后进入反应室C继续反应，反应结束后，获得产品；该过程中，通过换热室A和换热室B，即可有效避免温度过高而产生填料活性变差的状况，且可避免颗粒杂质随着过程气体进入下一个反应室内影响催化剂活性。
进一步的，所述换热室A内的换热管进口与原料罐连接，换热室A的换热管出口与换热室B内的换热管进口连接，换热室B内的换热管出口与反应室A的气体进口连接；换热室A换热管内的原料气体与过程气体同步流动，在同步流动的过程中吸收过程气体的热量而逐渐升温，由于过程气体和原料气体行程的限制，使两者在流动过程中不会产生温度剧变，避免了温度波动过大而影响过程气体的后续反应，保证反应过程的顺利进行，保障硫酰氟的产率。
进一步的，所述填料层为活性炭填料层。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的装置，通过设置反应室并在相邻反应室之间设置换热室，能够有效的对反应室产出的过程气体降温，避免温度过高而影响下一反应室中填料的活性，最大限度的保障合成过程的顺利进行，提高产品的产率。
2、本发明提供的装置中，通过将填料层活动放置在反应室内部且其外部形状与反应室的内壁相匹配，便于根据产品组成的情况及时的对填料层更换和处理，减少装置的停机时间，降低损失，保障产品的质量。
3、本发明提供的装置中，通过在换热室内设置多个竖向换热管，并在换热管的顶端连接进气管、换热管的底端连接出气管，使得冷却气体自换热管顶端进入、底端排出，从而使反应室排出的过程气体与冷却气体同向流动，避免过程气体的温度波动过大，使过程气体较为稳定、持续的运动，保证过程气体进入下一个反应室内能够顺利、高效的参与合成过程，保证合成产品的品质和产率。
4、本发明提供的装置中，通过设置滤板并将滤板与换热管设为可拆卸连接的方式，便于对滤板进行更换，使得过程气体穿过时能够实现颗粒杂质截留，避免颗粒杂质对下一个反应室中的填料产生影响，保证合成过程顺利进行，进而保证产品的产率和质量。
5、本发明提供的装置，具有设计合理、实用性强的优点。使用该装置进行硫酰氯合成，能够有效避免过程气体温度过高而使填料层活性受到影响，保证硫酰氟产率；同时通过换热室的滤板设置，能够有效减少过程气体中的颗粒杂质，避免颗粒杂质进入下一个反应室影响填料组成和结构，保证使用该合成装置生产的硫酰氟质量一致，保证产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为反应装置的结构示意图。
图2为反应室A的结构示意图。
图3为换热室A的结构示意图。
图4为换热室A的俯视图。
图中，1-反应室A，2-反应室B，3-反应室C，4-换热室A，5-换热室B，6-网状板，7-填料层，701-填料箱，7011-侧围，7012-箱底，7013-箱盖，702-催化剂层，8-凹槽A，9-凸起A，10-吊环，11-换热管，12-进气管，13-出气管，14-原料罐，15-滤板A，16-滤板B，17-凹槽B，18-凹槽C，19-凸起B，20-凸起C。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-图4所示，本发明提供了一种硫酰氟反应装置，包括反应室和换热室；
反应室设有三个，分别为反应室A1、反应室B2和反应室C3；
换热室设有两个，分别为换热室A4和换热室B5；
换热室A4的气体进口与反应室A1的气体出口连接，换热室A4的气体出口与反应室B2的气体进口连接；换热室B5的气体进口与反应室B2的气体出口连接，换热室B5的气体出口与反应室C3的气体进口连接；
混合原料气体自反应室A1的气体进口进入反应装置中，经反应室A1反应后进入换热室A4内换热，换热后进入反应室B2继续反应，反应结束后进入换热室B5内换热，换热后进入反应室C3继续反应，反应结束后，获得产品；该过程中，通过换热室A4和换热室B5，即可有效避免温度过高而产生填料活性变差的状况，且可避免颗粒杂质随着过程气体进入下一个反应室内影响填料活性；
在反应室A1、反应室B2和反应室C3内分别固定有网状板6，在网状板6的上面设置有填料层7，填料层7的底面与网状板6的顶面贴合；
填料层7包括填料箱701和位于填料箱701内的催化剂层702；催化剂为活性炭；
填料箱701包括一体成型的侧围7011和与侧围7011可拆卸连接的箱底7012和箱盖7013；侧围7011的外周形状与反应室内侧面相适应；将侧围7011与箱底7012连接后，向其中装入活性炭，根据需求设定活性炭层的高度，然后将箱盖7013压在活性炭的顶部，并将箱盖7013与侧围7011连接为整体，然后将装有活性炭的填料箱701置于反应室内以待使用；箱盖7013的设置，便于对活性炭层的密实度进行控制，避免在反应过程中，由于气体冲刷而影响活性炭层的紧实度，便于对不同批次产品质量的控制；
侧围7011的内侧面自上而下设有凹槽A8，在箱盖7013的侧面设有凸起A9，凸起A9与凹槽A8配合后，即可实现箱盖7013与侧围7011连接；该设置便于对填料装填和卸载；
侧围7011的顶部固定有吊环10，在大型生产中，便于对填料层7进行吊装拆卸；
换热室A4和换热室B5内分别设有三个竖向换热管11，换热管11的顶端连接有进气管12，换热管11的底端连接有出气管13；
换热室A4内的换热管11进口与原料罐14连接，换热室A4的换热管11出口与换热室B5内的换热管11进口连接，换热室B5内的换热管11出口与反应室A1的气体进口连接；换热室A4换热管11内的原料气体与过程气体同步流动，在同步流动的过程中吸收过程气体的热量而逐渐升温，由于过程气体和原料气体行程的限制，使两者在流动过程中不会产生温度剧变，避免了温度波动过大而影响过程气体的后续反应，保证反应过程的顺利进行，保障硫酰氟的产率；
在相邻的换热管11之间安装有滤板A15和滤板B16，滤板A15和滤板B16均与换热管11的外壁可拆卸连接，具体的连接方式为：
在换热管11上设有长条形凹槽B17和长条形凹槽C18，长条形凹槽B17和长条形凹槽C18均从换热管11的顶端向其底端延伸；在滤板A15上设有凸起B19，将滤板A15的凸起B19置于凹槽B17中时，可以使滤板A15维持一定的水平高度；在滤板B16上设有凸起C20，将滤板B16的凸起C20置于凹槽C18中时，可以使滤板B16维持一定的水平高度；
本实施例中，滤板A15至水平面的高度小于滤板B16至水平面的高度；双层滤板的设置，能够提高对颗粒杂质的截留效果，气体能够通过而颗粒杂质被截留。
使用上述装置进行硫酰氯合成，能够有效避免过程气体温度过高而使填料层7活性受到影响，保证硫酰氟产率；同时通过换热室A4及换热室B5的滤板设置，能够有效减少过程气体中的颗粒杂质，避免颗粒杂质进入反应室B2和反应室C3而影响催化剂的组成和结构，保证使用该合成装置生产的硫酰氟质量一致，保证产品质量。
尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种硫酰氟反应装置，包括反应室，其特征在于，在相邻反应室之间安装有换热室；
所述反应室设有三个，分别为反应室A、反应室B和反应室C；所述换热室设有两个，分别为换热室A和换热室B；换热室A的气体进口与反应室A的气体出口连接，换热室A的气体出口与反应室B的气体进口连接；换热室B的气体进口与反应室B的气体出口连接，换热室B的气体出口与反应室C的气体进口连接；
在反应室内设置有填料层，所述反应室内固定有网状板，填料层位于网状板的上面；所述填料层包括填料箱和位于填料箱内部的催化剂层；所述填料箱包括一体成型的侧围和与侧围可拆卸连接的箱底和箱盖；所述侧围的外周形状与反应室的内侧面相适应；
所述换热室内设置有多个竖向换热管，换热管的顶端连接有进气管，换热管的底端连接有出气管；
在竖向换热管之间安装有滤板，滤板与竖向换热管的外壁可拆卸连接；
所述换热室A内的换热管进口与原料罐连接，换热室A的换热管出口与换热室B内的换热管进口连接，换热室B内的换热管出口与反应室A的气体进口连接；换热室A换热管内的原料气体与过程气体同步流动。
2.如权利要求1所述的硫酰氟反应装置，其特征在于，所述侧围的内侧面自上而下设有多组凹槽A，在箱盖的侧面设有凸起A，凸起A与凹槽A配合使用。
3.如权利要求2所述的硫酰氟反应装置，其特征在于，所述侧围的顶部固定有吊环。
4.如权利要求1所述的硫酰氟反应装置，其特征在于，在换热管的外侧面上设有长条形凹槽B和长条形凹槽C，长条形凹槽B和长条形凹槽C均从换热管的顶端向其底端延伸，将两块滤板分别置于凹槽B和凹槽C内，两块滤板处于不同的水平高度。
5.如权利要求1所述的硫酰氟反应装置，其特征在于，所述填料层为活性炭填料层。
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