CN115069188A - 一种乙二醇酯化的预反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及乙二醇酯化技术领域，尤其是指一种乙二醇酯化的预反应器，包括壳体，所述壳体上开设有进气口和出气口，所述壳体内设有与所述进气口连通的反应通道，所述反应通道的四周均匀分布有换热组件，所述换热组件上连接设有摆动组件；所述换热组件包括换热管组和用于支撑换热管组的支架，所述支架的底部连接所述摆动组件，所述换热组件还包括绕设在所述壳体内壁上降温套管，所述降温套管与外部的冷却液连通形成循环系统。本发明通过微振动气流加快中心反应区的散热，提高换热效率，提高反应效率。

Description

一种乙二醇酯化的预反应器
技术领域
本发明涉及乙二醇酯化技术领域，尤其是指一种乙二醇酯化的预反应器。
背景技术
目前，乙二醇的固定床反应器基本采用列管式反应器。列管式反应器制作简单，但在提高反应能力方面有一定的局限性。
中国专利CN110575793A公开了供一种乙二醇酯化预反应器，包括壳体，所述壳体上开设有用于通入合成气的进气口和用于排出反应后气体的出气口，所述壳体内设有与所述进气口相连通的能够通入氧气的反应通道，所述反应通道四周设有沿所述壳体的径向方向延伸且能够通过冷却介质进行降温的换热管，所述换热管的进口与所述反应通道相连通，所述换热管的出口与所述壳体内部相连通。本发明的乙二醇酯化预反应器便于快反应的换热，利于提高反应器的换热效率，提高反应物的转化率，相应减小反应器的尺寸设计。
但是依然存在以下缺陷：1)反应气体进入换热管后可能堵塞静止，或者流动慢；2)反应器内的热量集中在中间体附近，有可能无法自动进入换热管中进行冷却，与反应中心的热交换过程较慢，散热效果一般。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种乙二醇酯化的预反应器，通过微振动气流加快中心反应区的散热，提高换热效率，提高反应效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种乙二醇酯化的预反应器，包括壳体，所述壳体上开设有进气口和出气口，所述壳体内设有与所述进气口连通的反应通道，所述反应通道的四周均匀分布有换热组件，所述换热组件上连接设有摆动组件；所述换热组件包括换热管组和用于支撑换热管组的支架，所述支架的底部连接所述摆动组件，所述换热组件还包括绕设在所述壳体内壁上降温套管，所述降温套管与外部的冷却液连通形成循环系统。
进一步地，所述支架包括固定安装在所述壳体的内壁上的环形底座，所述环形底座上转动连接设有转动座，所述转动座也呈环形，所述转动座的侧壁与所述摆动组件驱动连接，所述转动座上间隔均匀设有若干竖直支杆，每一根所述竖直支杆上垂直设有至少两个撑板，所述换热管组包括若干换热管单元，所述换热管单元安装在所述撑板上。
进一步地，所述摆动组件包括驱动电机、曲柄连杆及驱动齿轮，所述转动座的外壁上套装有传动齿轮，所述驱动齿轮与传动齿轮啮合。
进一步地，所述曲柄连杆包括第一转动连杆，所述第一转动连杆的一端与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述第一转动连杆的另一端连接设有连接杆，所述连接杆的一端与所述第一转动连杆旋转铰接，所述连接杆的另一端旋转铰接有第二转动连杆，所述第二转动连杆远离所述连接杆的一端与所述驱动齿轮的固定连接。
进一步地，所述换热管单元包括箱体，所述箱体上间隔均匀分布有若干通管，所述通管与反应通道连通，所述箱体的内部设有冷却介质，所述箱体上设有循环管，所述循环管与外部冷却系统连通形成循环冷却系统。
本发明的有益效果：
在实际使用情景中，使用过程中，净化过的合成气通过进气口通入壳体中，当合成气从进气口中通入时，与进气口连通的反应通道内必然也充满合成气，此时在反应通道中通入氧气后，便能使合成气与氧气发生氧化反应，该反应通常为放热反应，反应后的气体经与反应通道连通的换热管组从反应通道的四周向外流通，由于换热管组31外能够通过冷却介质进行降温，从而能够通过换热管组对反应后气体进行降温以达到提高换热效率、提高反应转化率的目的，使得反应更加充分，同时在壳体1内壁上设置的降温套管，相对换热管组属于独立的冷却降温系统，反应气体与之接触，起到辅助降温的作用，弥补换热管组降温力度不足的情况，同时相较于现有技术中换热管固定不动的设置，本方案采用摆动组件驱动换热管组轻微摆动，使得反应气体在换热管中能够加速流动，使得气体的分布更加均匀，防止管道堵塞造成气体流动性不够降低反应转化效果的情况发生，使得反应更加充分。
附图说明
图1为本发明的整体剖面结构示意图；
图2为本发明的换热组件立体结构示意图；
图3为本发明的图2A处放大结构示意图。
附图标记：
1-壳体；11-进气口；12-出气口；2-反应通道；3-换热组件；31-换热管组；311-箱体；312-通管；313-循环管；32-支架；321-环形底座；322-转动座；323-竖直支杆；324-撑板；325-传动齿轮；33-降温套管；4-摆动组件；41-驱动电机；42-曲柄连杆；421-第一转动连杆；422-连接杆；423-第二转动连杆；43-驱动齿轮。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
如图1-3所示，本发明提供一种乙二醇酯化的预反应器，包括壳体1，所述壳体1上开设有进气口11和出气口12，所述壳体1内设有与所述进气口11连通的反应通道2，所述反应通道2的四周均匀分布有换热组件3，所述换热组件3上连接设有摆动组件4；所述换热组件3包括换热管组31和用于支撑换热管组31的支架32，所述支架32的底部连接所述摆动组件4，所述换热组件3还包括绕设在所述壳体1内壁上降温套管33，所述降温套管33与外部的冷却液连通形成循环系统。
本实施例中，本发明的预反应器是用于乙二醇生产过程中酯化循环气和氧气之间的反应。使用过程中，净化过的合成气通过进气口11通入壳体1中，上述合成气是已知的用于生产亚硝酸甲酯的合成气，当合成气从进气口2中通入时，与进气口11连通的反应通道2内必然也充满合成气，此时在反应通道2中通入氧气后，便能使合成气与氧气发生氧化反应，该反应通常为放热反应，反应后的气体经与反应通道2连通的换热管组31从反应通道2的四周向外流通，由于换热管组31外能够通过冷却介质进行降温，从而能够通过换热管组31对反应后气体进行降温以达到提高换热效率、提高反应转化率的目的，使得反应更加充分，同时在壳体1内壁上设置的降温套管33，相对换热管组31属于独立的冷却降温系统，反应气体与之接触，起到辅助降温的作用，弥补换热管组31降温力度不足的情况，同时相较于现有技术中换热管固定不动的设置，本方案采用摆动组件4驱动换热管组31轻微摆动，使得反应气体在换热管中能够加速流动，使得气体的分布更加均匀，防止管道堵塞造成气体流动性不够降低反应转化效果的情况发生，使得反应更加充分。
如图1、2所示，所述支架32包括固定安装在所述壳体1的内壁上的环形底座321，所述环形底座321上转动连接设有转动座322，所述转动座322也呈环形，所述转动座322的侧壁与所述摆动组件4驱动连接，所述转动座322上间隔均匀设有若干竖直支杆323，每一根所述竖直支杆323上垂直设有至少两个撑板324，所述换热管组31包括若干换热管单元，所述换热管单元安装在所述撑板324上；本实施例中，底部环形底座321的中心为反应通道，竖直支杆323和撑板324环绕中心的反应通道向外散射分布，对比现有技术中整体式的换热管，本方案将换热管分散成多个小型的换热管单元，每个单元利用竖直支杆323和撑板324支撑安装，组成换热管组31，然后利用摆动组件4驱动整个换热管组31轻微摆动，加速气体的流动，促进气体降温。
如图3所示，所述摆动组件4包括驱动电机41、曲柄连杆42及驱动齿轮43，所述转动座322的外壁上套装有传动齿轮325，所述驱动齿轮43与传动齿轮325啮合。所述曲柄连杆42包括第一转动连杆421，所述第一转动连杆421的一端与所述驱动电机41的输出轴固定连接，所述第一转动连杆421的另一端连接设有连接杆422，所述连接杆422的一端与所述第一转动连杆421旋转铰接，所述连接杆422的另一端旋转铰接有第二转动连杆423，所述第二转动连杆423远离所述连接杆422的一端与所述驱动齿轮43的固定连接；本实施例中，根据需要的摆动的角度设计出合适的曲柄连杆42的尺寸，驱动电机41转动带动第一转动连杆421转动，利用连接杆422拉扯第二转动连杆423带动驱动齿轮做限定角度内的正转和反转，利用啮合原理驱动传动齿轮325做限定角度内的正转和反转从而使得转动座322及安装在其上的换热管做小角度的往返摆动，利用摆动加速换热管内的气体流动速度，从而加快换热，提升反应效率。
如图1、2所示，所述换热管单元包括箱体311，所述箱体311上间隔均匀分布有若干通管312，所述通管312与反应通道2连通，所述箱体311的内部设有冷却介质，所述箱体311上设有循环管313，所述循环管313与外部冷却系统连通形成循环冷却系统；本实施例中，每一个换热单元上设有独立的循环管313，用于连通外部的冷却循环系统，连接方式与现有技术相同，故而外部冷却循环系统的结构在此不做赘述，循环管313采用柔性软管预留合适的长度，不影响换热管单元的摆动，独立连接相较于现有技术的整体连通，能够有效应对循环堵塞的问题，及时其中一个故障，也不会影响其他换热管单元继续工作。反应后的气体经与反应通道2连通的通管312从反应通道2的四周向外围流通，通过冷却介质进行降温，从而能够通过换热管组31对反应后气体进行降温以达到提高换热效率、提高反应转化率的目的，使得反应更加充分。
本实施例中的所有技术特征均可根据实际需要而进行外观修改。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种乙二醇酯化的预反应器，包括壳体(1)，所述壳体(1)上开设有进气口(11)和出气口(12)，其特征在于：所述壳体(1)内设有与所述进气口(11)连通的反应通道(2)，所述反应通道(2)的四周均匀分布有换热组件(3)，所述换热组件(3)上连接设有摆动组件(4)；
所述换热组件(3)包括换热管组(31)和用于支撑换热管组(31)的支架(32)，所述支架(32)的底部连接所述摆动组件(4)，所述换热组件(3)还包括绕设在所述壳体(1)内壁上降温套管(33)，所述降温套管(33)与外部的冷却液连通形成循环系统。
2.根据权利要求1所述的一种乙二醇酯化的预反应器，其特征在于：所述支架(32)包括固定安装在所述壳体(1)的内壁上的环形底座(321)，所述环形底座(321)上转动连接设有转动座(322)，所述转动座(322)也呈环形，所述转动座(322)的侧壁与所述摆动组件(4)驱动连接，所述转动座(322)上间隔均匀设有若干竖直支杆(323)，每一根所述竖直支杆(323)上垂直设有至少两个撑板(324)，所述换热管组(31)包括若干换热管单元，所述换热管单元安装在所述撑板(324)上。
3.根据权利要求2所述的一种乙二醇酯化的预反应器，其特征在于：所述摆动组件(4)包括驱动电机(41)、曲柄连杆(42)及驱动齿轮(43)，所述转动座(322)的外壁上套装有传动齿轮(325)，所述驱动齿轮(43)与传动齿轮(325)啮合。
4.根据权利要求3所述的一种乙二醇酯化的预反应器，其特征在于：所述曲柄连杆(42)包括第一转动连杆(421)，所述第一转动连杆(421)的一端与所述驱动电机(41)的输出轴固定连接，所述第一转动连杆(421)的另一端连接设有连接杆(422)，所述连接杆(422)的一端与所述第一转动连杆(421)旋转铰接，所述连接杆(422)的另一端旋转铰接有第二转动连杆(423)，所述第二转动连杆(423)远离所述连接杆(422)的一端与所述驱动齿轮(43)的固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种乙二醇酯化的预反应器，其特征在于：所述换热管单元包括箱体(311)，所述箱体(311)上间隔均匀分布有若干通管(312)，所述通管(312)与反应通道(2)连通，所述箱体(311)的内部设有冷却介质，所述箱体(311)上设有循环管(313)，所述循环管(313)与外部冷却系统连通形成循环冷却系统。
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