CN115007091B - 一种用于精细化工生产的管道反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于精细化工生产的管道反应器，包括工作台，工作台的底端四角均固定连接有立柱，工作台的上表面固定连接有均匀分布的架板，架板固定套接有管道组件，管道组件的内部设有加热组件，管道组件的管道入口端设有冷却组件，管道组件包括有反应内管，反应内管的外侧固定套接有中层管，中层管的外侧固定套接有外层管，反应内管与中层管、中层管与外层管的管壁之间均存有间隙，中层管的管壁中设有第一单向阀，第一单向阀的阀门方向朝向外层管的内侧管壁环境，反应内管与中层管的管壁之间固定套接有密封圈，该管道反应器可以灵活的根据反应物在该管道反应器内部的流动位置进行阶段性供热，从而提升化工反应的速率。
Description
技术领域
本发明涉及化工管式反应设备技术领域，更具体地涉及一种用于精细化工生产的管道反应器。
背景技术
在化工生产活动中，大规模的气相与液相的化学反应通常会使用管式反应器进行，因为管式反应器中的反应物流体在通过该反应器时，反应物各点间的流体质点没有造成沿流动方向的混合，也就是说这种管状的反应器中流体通过时，犹如活塞运动一样，这样会使管式反应器返混小，因而单位容积生产能力高，对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用，但是在实际化工生产活动中，传统的管式反应器仍然具有以下的不足之处；
首先，传统的管式反应器在工作时，管道内的反应物流体在不断向前运动的同时发生化学反应，为了使这种反应可以稳定的发生，在传统的管式反应器的反应管外层另外会固定套接一层可以通过加热介质的加热管，通过注入加热介质可以对管式反应器内部的反应管进行加热，从而使其内部流动的反应物可以进行化学反应，但是传统的加热介质的流动在管道内部保持一致，而反应物的反应效果与所处管长位置有关，因此传统的管式反应器的加热方式并不灵活，无法极大程度的促使管内反应物化学反应的进行；
其次，传统的管式反应器在反应物反应过程结束时，由于自身加热以及反应物化学反应的放热现象，导致传统管式反应器的管体以及反应产物仍保持着高温状态，管式反应器的管体无法快速冷却，且反应产物的高温状态也不便于后续的收集与处理，即传统的管式反应器并没有冷却功能；
因此，需要提供一种用于精细化工生产的管道反应器来解决上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种用于精细化工生产的管道反应器，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明提供如下技术方案：一种用于精细化工生产的管道反应器，包括工作台，所述工作台的底端四角均固定连接有立柱，所述工作台的上表面固定连接有均匀分布的架板，所述架板固定套接有管道组件，所述管道组件的内部设有加热组件，所述管道组件的管道入口端设有冷却组件；
所述管道组件包括有反应内管，所述反应内管的外侧固定套接有中层管，所述中层管的外侧固定套接有外层管，所述反应内管与中层管、中层管与外层管的管壁之间均存有间隙，所述中层管的管壁中设有第一单向阀，所述第一单向阀的阀门方向朝向外层管的内侧管壁环境，所述反应内管与中层管的管壁之间固定套接有密封圈，所述反应内管与中层管之间固定套接的密封圈上设有泄压阀，所述泄压阀的阀门方向与管内反应物流动方向一致。
进一步的，所述泄压阀上端的中层管管壁开设有回流槽，所述回流槽的两端开口分别位于泄压阀所隔开空间的两侧，所述回流槽的上端开口处设有第二单向阀。
进一步的，所述加热组件包括有加热环，所述加热环的内侧设有滚珠，所述中层管的外侧面开设有滑槽，所述滚珠与中层管所开设的滑槽活动连接，所述加热环的内部设有均匀分布的加热阻丝。
进一步的，所述冷却组件包括有水盒，所述水盒与工作台的上表面固定连接，所述水盒的内部注有冷却液，所述水盒的内部设有换热盘管，所述换热盘管的管道入口端与水盒的外侧壁面固定套接，所述换热盘管的管道入口端固定连接有注气口。
进一步的，所述水盒的上端固定连接有盖板，所述水盒的内侧底面固定连接有水泵，所述水盒的外侧壁面固定连接有回流管，所述回流管与水泵的输出管之间固定连接有冷却管套，所述冷却管套与工作台的出口端管道固定套接，所述冷却管套的外侧固定套接有套筒。
进一步的，所述中层管与外层管之间的管口末端固定连接有密封环，所述反应内管与中层管之间的管口末端固定连接有管口阀，所述管口阀与换热盘管的管道输出端固定连接。
本发明的技术效果和优点：
1.本发明设有管道组件与加热组件，该用于精细化工生产的管道反应器工作时，反应物流体在反应内管的管内进行流动时，加热阻丝对中层管的管壁进行加热时，位于加热环下方的中层管空间中的空气被加热，从而间接的对反应内管的管内反应物进行供热，随着反应物的流动，中层管的内部管体空气受热膨胀，受热的空气会首先从第一单向阀处溢出，并推动加热环利用滚珠进行滑动，反应发生得越激烈，其单位时间内所放出的热量就越多，导致受热膨胀空气推动加热环越快，从而使其可以随着反应物流动进行阶段性供热，在加热环经过泄压阀后，便加热下一个隔绝空间，回流槽的结构可以防止受热气体回推加热环，通过上述结构设定可以灵活的根据反应物在该管道反应器内部的流动位置进行阶段性供热，从而提升化工反应的速率。
2.本发明设有管道组件与冷却组件，当反应内管内部的反应结束后，可利用气泵对注气口处进行充气，气体经过换热盘管处时被水盒内部的冷却液冷却，冷却后的气体不断地通过管口阀注入反应内管与中层管之间的管道空间中，冷却气体首先会从第一单向阀处进入中层管与外层管之间的管道空间中，在将中层管与外层管之间的管道空间完全充盈后，冷却气体达到泄压阀的压力值并通过泄压阀不断地充盈反应内管与中层管之间的管道空间中，通过上述流程实现对反应内管、中层管以及外层管的冷却效果，高温状态的反应产物经过工作台的出口端管口时，水泵驱动将水盒中的冷却液注入冷却管套中流动，并通过回流管回流至水盒中，冷却管套可以对工作台中的反应产物进行冷却，从而方便后续反应产物的收集与处理。
附图说明
图1为本发明的整体剖面结构示意图。
图2为本发明的整体外观结构示意图。
图3为本发明的管道组件结构示意图。
图4为本发明的管道组件剖面结构示意图。
图5为本发明的加热组件处剖面结构示意图。
图6为本发明的回流槽处结构示意图。
图7为本发明的冷却组件结构示意图。
图8为本发明的管口阀处结构示意图。
附图标记为：1、工作台；2、立柱；3、架板；4、管道组件；401、反应内管；402、中层管；403、外层管；404、第一单向阀；405、泄压阀；406、回流槽；407、第二单向阀；408、密封环；409、管口阀；5、加热组件；501、加热环；502、滚珠；503、加热阻丝；6、冷却组件；601、水盒；602、换热盘管；603、注气口；604、盖板；605、水泵；606、回流管；607、冷却管套；608、套筒。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种用于精细化工生产的管道反应器并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
参照图1和图2，本发明提供了一种用于精细化工生产的管道反应器，包括工作台1，工作台1的底端四角均固定连接有立柱2，工作台1的上表面固定连接有均匀分布的架板3，架板3固定套接有管道组件4，管道组件4的内部设有加热组件5，管道组件4的管道入口端设有冷却组件6；
在本实施例中，反应物从管道组件4的管道入口处投入，并在管道内部流动并进行反应，其管道内部反应物的压力给予方式为入口处反应物投料时产生，此为该领域的常规技术手段，因此在本实施以及附图中不做详细说明，架板3用于固定并架设管道组件4，加热组件5用来提供管道内反应物的反应所需热量，冷却组件6中注有冷却液，其作用是后续进行管道内部环境的冷却。
参照图3，管道组件4包括有反应内管401，反应内管401的外侧固定套接有中层管402，中层管402的外侧固定套接有外层管403，反应内管401与中层管402、中层管402与外层管403的管壁之间均存有间隙；
在本实施例中，反应物在反应内管401中进行流动反应，反应内管401与中层管402、中层管402与外层管403的管壁之间均存有间隙之间的间隙空间中充盈着空气。
参照图4-图6，中层管402的管壁中设有第一单向阀404，第一单向阀404的阀门方向朝向外层管403的内侧管壁环境，反应内管401与中层管402的管壁之间固定套接有密封圈，反应内管401与中层管402之间固定套接的密封圈上设有泄压阀405，泄压阀405的阀门方向与管内反应物流动方向一致，泄压阀405上端的中层管402管壁开设有回流槽406，回流槽406的两端开口分别位于泄压阀405所隔开空间的两侧，回流槽406的上端开口处设有第二单向阀407，加热组件5包括有加热环501，加热环501的内侧设有滚珠502，中层管402的外侧面开设有滑槽，滚珠502与中层管402所开设的滑槽活动连接，加热环501的内部设有均匀分布的加热阻丝503；
在本实施例中，当反应物流体在反应内管401的管内进行流动时，同时启动加热阻丝503使其发热，加热阻丝503的供电效果为常规技术手段，因此对其供电电源不做具体说明，当加热阻丝503对中层管402的管壁进行加热时，位于加热环501下方的中层管402空间中的空气被加热，从而间接的对反应内管401的管内反应物进行供热，随着反应物的流动，中层管402的内部管体空气受热膨胀，受热的空气会首先从第一单向阀404处溢出，并推动加热环501利用滚珠502进行滑动，反应发生得越激烈，其单位时间内所放出的热量就越多，导致受热膨胀空气推动加热环501越快，从而使其可以随着反应物流动进行阶段性供热，在加热环501经过泄压阀405后，便加热下一个隔绝空间，回流槽406的结构可以防止受热气体回推加热环501，通过上述结构设定可以灵活的根据反应物在该管道反应器内部的流动位置进行阶段性供热，从而提升化工反应的速率，对于泄压阀405而言，可以根据实际管内气体受压情况进行选型，其阀门的工作原理为常规技术手段，因此不做详细说明。
参照图7，冷却组件6包括有水盒601，水盒601与工作台1的上表面固定连接，水盒601的内部注有冷却液，水盒601的内部设有换热盘管602，换热盘管602的管道入口端与水盒601的外侧壁面固定套接，换热盘管602的管道入口端固定连接有注气口603，水盒601的上端固定连接有盖板604，水盒601的内侧底面固定连接有水泵605，水盒601的外侧壁面固定连接有回流管606，回流管606与水泵605的输出管之间固定连接有冷却管套607，冷却管套607与工作台1的出口端管道固定套接，冷却管套607的外侧固定套接有套筒608；
在本实施例中，高温状态的反应产物经过工作台1的出口端管口时，水泵605驱动将水盒601中的冷却液注入冷却管套607中流动，并通过回流管606回流至水盒601中，冷却管套607可以对工作台1中的反应产物进行冷却，从而方便后续反应产物的收集与处理。
参照图8，中层管402与外层管403之间的管口末端固定连接有密封环408，反应内管401与中层管402之间的管口末端固定连接有管口阀409，管口阀409与换热盘管602的管道输出端固定连接；
在本实施例中，当反应内管401内部的反应结束后，可利用气泵对注气口603处进行充气，气体经过换热盘管602处时被水盒601内部的冷却液冷却，冷却后的气体不断地通过管口阀409注入反应内管401与中层管402之间的管道空间中，冷却气体首先会从第一单向阀404处进入中层管402与外层管403之间的管道空间中，在将中层管402与外层管403之间的管道空间完全充盈后，冷却气体达到泄压阀405的压力值并通过泄压阀405不断的充盈反应内管401与中层管402之间的管道空间中，通过上述流程实现对反应内管401、中层管402以及外层管403的冷却效果，高温状态的反应产物经过工作台1的出口端管口时，水泵605驱动将水盒601中的冷却液注入冷却管套607中流动，并通过回流管606回流至水盒601中，冷却管套607可以对工作台1中的反应产物进行冷却，从而方便后续反应产物的收集与处理。
本发明的工作原理以及有益效果：该用于精细化工生产的管道反应器工作时，反应物流体在反应内管401的管内进行流动时，同时启动加热阻丝503使其发热，当加热阻丝503对中层管402的管壁进行加热时，位于加热环501下方的中层管402空间中的空气被加热，从而间接的对反应内管401的管内反应物进行供热，随着反应物的流动，中层管402的内部管体空气受热膨胀，受热的空气会首先从第一单向阀404处溢出，并推动加热环501利用滚珠502进行滑动，反应发生得越激烈，其单位时间内所放出的热量就越多，导致受热膨胀空气推动加热环501越快，从而使其可以随着反应物流动进行阶段性供热，在加热环501经过泄压阀405后，便加热下一个隔绝空间，回流槽406的结构可以防止受热气体回推加热环501，通过上述结构设定可以灵活的根据反应物在该管道反应器内部的流动位置进行阶段性供热，从而提升化工反应的速率，当反应内管401内部的反应结束后，可利用气泵对注气口603处进行充气，气体经过换热盘管602处时被水盒601内部的冷却液冷却，冷却后的气体不断地通过管口阀409注入反应内管401与中层管402之间的管道空间中，冷却气体首先会从第一单向阀404处进入中层管402与外层管403之间的管道空间中，在将中层管402与外层管403之间的管道空间完全充盈后，冷却气体达到泄压阀405的压力值并通过泄压阀405不断的充盈反应内管401与中层管402之间的管道空间中，通过上述流程实现对反应内管401、中层管402以及外层管403的冷却效果，高温状态的反应产物经过工作台1的出口端管口时，水泵605驱动将水盒601中的冷却液注入冷却管套607中流动，并通过回流管606回流至水盒601中，冷却管套607可以对工作台1中的反应产物进行冷却，从而方便后续反应产物的收集与处理。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于精细化工生产的管道反应器，其特征在于，包括工作台(1)，所述工作台(1)的底端四角均固定连接有立柱(2)，所述工作台(1)的上表面固定连接有均匀分布的架板(3)，所述架板(3)固定套接有管道组件(4)，所述管道组件(4)的内部设有加热组件(5)，所述管道组件(4)的管道入口端设有冷却组件(6)；
所述管道组件(4)包括有反应内管(401)，所述反应内管(401)的外侧固定套接有中层管(402)，所述中层管(402)的外侧固定套接有外层管(403)，所述反应内管(401)与中层管(402)、中层管(402)与外层管(403)的管壁之间均存有间隙，所述中层管(402)的管壁中设有第一单向阀(404)，所述第一单向阀(404)的阀门方向朝向外层管(403)的内侧管壁环境，所述反应内管(401)与中层管(402)的管壁之间固定套接有密封圈，所述反应内管(401)与中层管(402)之间固定套接的密封圈上设有泄压阀(405)，所述泄压阀(405)的阀门方向与管内反应物流动方向一致，所述泄压阀(405)上端的中层管(402)管壁开设有回流槽(406)，所述回流槽(406)的两端开口分别位于泄压阀(405)所隔开空间的两侧，所述回流槽(406)的上端开口处设有第二单向阀(407)；
所述加热组件(5)包括有加热环(501)，所述加热环(501)的内侧设有滚珠(502)，所述中层管(402)的外侧面开设有滑槽，所述滚珠(502)与中层管(402)所开设的滑槽活动连接，所述加热环(501)的内部设有均匀分布的加热阻丝(503)；
所述加热环(501)在初始状态时，第一单向阀(404)位于加热环(501)的左侧，所述加热环(501)在初始状态时，泄压阀(405)位于加热环(501)的右侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于精细化工生产的管道反应器，其特征在于：所述冷却组件(6)包括有水盒(601)，所述水盒(601)与工作台(1)的上表面固定连接，所述水盒(601)的内部注有冷却液，所述水盒(601)的内部设有换热盘管(602)，所述换热盘管(602)的管道入口端与水盒(601)的外侧壁面固定套接，所述换热盘管(602)的管道入口端固定连接有注气口(603)。
3.根据权利要求2所述的一种用于精细化工生产的管道反应器，其特征在于：所述水盒(601)的上端固定连接有盖板(604)，所述水盒(601)的内侧底面固定连接有水泵(605)，所述水盒(601)的外侧壁面固定连接有回流管(606)，所述回流管(606)与水泵(605)的输出管之间固定连接有冷却管套(607)，所述冷却管套(607)与工作台(1)的出口端管道固定套接，所述冷却管套(607)的外侧固定套接有套筒(608)。
4.根据权利要求1所述的一种用于精细化工生产的管道反应器，其特征在于：所述中层管(402)与外层管(403)之间的管口末端固定连接有密封环(408)，所述反应内管(401)与中层管(402)之间的管口末端固定连接有管口阀(409)，所述管口阀(409)与换热盘管(602)的管道输出端固定连接。
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2022
- 2022-06-06 CN CN202210627741.7A patent/CN115007091B/zh active Active
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