CN116726843A - 一种丙酮氰醇酰化反应器及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工设备与控制技术领域，提供了一种丙酮氰醇酰化反应器，包括壳体、搅拌器、冷却系统、丙酮氰醇分布器；搅拌器包括电机、搅拌轴、桨叶，桨叶包括径向桨叶、轴向桨叶、分散桨叶，分散桨叶的叶片为主体向上倾斜的特定三段式，可以同时产生径向流和轴向流；丙酮氰醇分布器为圆环状，下侧面沿圆周设置有两排开孔，两排孔交错排列，使丙酮氰醇在更大截面分布于反应器内；冷却系统包括多组换热水管，提高了换热量和换热效率；搅拌器、冷却系统、丙酮氰醇分布器协同作用，使反应釜丙酮氰醇与硫酸能快速均匀混合，热量及时移除，避免出现局部过热，有效降低副反应的发生几率。本发明还公开了上述丙酮氰醇酰化反应器的控制系统。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备与控制技术领域，具体地涉及一种丙酮氰醇酰化反应器及其控制系统。
背景技术
丙酮氰醇法甲基丙烯酸甲酯(MMA)生产工艺中，丙酮氰醇与浓硫酸发生酰化反应生成α－甲酰胺基异丙基硫酸氢酯的中间反应是MMA生产中的关键步骤，该反应的反应式为：
该反应放热量大，反应速度快，而且控温要求高，如果不能及时将反应热移除，会出现超温导致副反应大量产生，不仅降低收率，而且部分副产物在下游工序进一步反应会导致堵塞，使装置无法正常运行。
专利CN210613689U提供了一种内置换热管束和多级搅拌器以及包含多级丙酮氰醇进料口的酰化反应器，反应器多点测温，以监控不同区域内的温度。该反应器的搅拌浆叶包括搅拌叶和搅拌刮浆两种形式，搅拌叶与搅拌刮浆交替分布，丙酮氰醇进料口位于搅拌刮浆的同一水平截面内，且位于桨叶的外侧。通过利用搅拌刮浆对丙酮氰醇进料进行快速分散，避免因局部丙酮氰醇浓度过高而导致局部飞温，降低了反应釜内温度的不均匀程度和副反应发生率。但搅拌刮浆属于径向桨叶，其对丙酮氰醇的分散主要集中于丙酮氰醇在水平截面内的分散，对轴向分散贡献较小，尤其是最下层的搅拌刮浆更无法完成丙酮氰醇与硫酸的快速混合。目前国内的丙酮氰醇法装置大多采用上述酰化反应器，酰化副反应多，产品收率低，酰化副产物进入下游酯化反应单元继续反应，引起聚合物积累，导致反应系统堵塞而无法长周期连续运行。
因此，有必要开发一种能降低丙酮氰醇酰化副反应发生率，提高反应收率的酰化装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能降低丙酮氰醇酰化副反应发生率，提高反应收率的酰化装置。
为实现上述目的，本发明提供一种丙酮氰醇酰化反应器，包括壳体、搅拌器、冷却系统、丙酮氰醇分布器，壳体上设置有丙酮氰醇进料入口、硫酸进料入口、液体出料口，丙酮氰醇进料入口与丙酮氰醇分布器连接，搅拌器包括电机、搅拌轴、设置在搅拌轴上的桨叶，桨叶包括轴向桨叶、径向桨叶、分散桨叶。
优选地，桨叶包括至少两组，其中最下方一组包括一个轴向桨叶和一个分散桨叶，分散桨叶位于轴向桨叶下方，其余各组包括一个轴向桨叶和一个径向桨叶。
优选地，分散桨叶包括多个叶片，叶片为三段式，即水平段、主体段、折弯段，主体段长度是桨叶总长度的5/6～4/5，主体段向上倾斜，倾斜角度为5°-10°；水平段长度是桨叶总长度的1/6～1/5；，折弯段长度是桨叶总长度的1/6～1/5，折弯段与主体段的夹角为10°～20°。
优选地，相邻两个桨叶之间的间距为桨叶直径的1～2倍，最上方桨叶位于液体出料口的下方，与液体出料口之间的间距为桨叶直径的1.5～2倍。
优选地，桨叶直径为反应器直径的1/4～1/3。
本发明提供的丙酮氰醇分布器为圆环状，底面沿圆周设置有两排孔，两排孔交错排列。
优选地，两排孔之间的夹角为90°～130°，孔的直径为8mm～15mm，相邻两孔中心间距为孔直径的2～3倍。
优选地，丙酮氰醇分布器设置于桨叶下方，丙酮氰醇分布器顶部与桨叶底部之间间距为20mm～80mm，丙酮氰醇分布器内径为桨叶直径的0.8～1.2倍。
优选地，丙酮氰醇分布器包括至少两个，分别设置于径向桨叶、分散桨叶下方。
本发明提供的冷却系统包括多组换热水管，换热水管为U型，包括多组，相邻换热水管之间呈正三角排列，中心间距为换热水管直径的1～2倍。
优选地，换热水管包括3～8组，换热水管直径为10mm～25mm。
优选地，冷却系统中内侧换热水管与桨叶外沿的间距为20mm～60mm，位于外侧的换热水管与反应器内壁之间的间距为50mm～100mm。
优选地，冷却系统还包括设置于壳体外的冷却夹套。
优选地，反应器的长径比为5～10。
本发明还提供一种丙酮氰醇酰化反应器的控制系统，包括温度检测控制器、温度异常控制器、丙酮氰醇进料控制单元、冷却介质流量调节单元；
温度检测控制器分别与冷却介质流量调节单元、温度异常控制器连接，温度异常控制器与丙酮氰醇进料控制单元连接；
温度检测控制器包括多个布置于反应器不同区域的温度传感器，用于检测反应器不同区域的温度；当不同区域的温度之间的差值大于0，且小于设定允许范围，温度检测控制器将最高点温度反馈给冷却介质流量调节单元，冷却介质流量调节单元提高冷却介质流量；当不同区域的温度之间的差值超过设定允许范围，温度检测控制器将最高点温度反馈到温度异常控制器；丙酮氰醇进料控制单元包括多个，与温度传感器相对应；温度异常控制器根据温度检测控制器反馈的最高点温度，控制丙酮氰醇进料控制单元，丙酮氰醇进料控制单元下调最高点温度对应区域的丙酮氰醇进料量；温度回归到设定允许范围后，自动切换回温度检测控制器控制模式。
优选地，还包括硫酸进料控制单元，硫酸进料控制单元与丙酮氰醇进料控制单元连接，根据丙酮氰醇总进料量调节硫酸的进料量，控制丙酮氰醇总进料量与硫酸进料配比在设定范围内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的反应器的搅拌器包括径向桨叶、轴向桨叶、分散桨叶，常规的桨叶只能产生一种主体流型，即轴向流或径向流，而本发明的桨叶通过特定三段式结构实现复杂的混合流型控制，能够将丙酮氰醇快速在整个反应器截面上分散混合的同时，将釜底的进料硫酸上翻，稀释丙酮氰醇后，使反应放热更容易移除，物料温升更均匀，也可以避免塔釜出现流体混合死区，提高反应器的有效容积。
(2)本发明的反应器的丙酮氰醇分布器能够使丙酮氰醇在更大截面范围内分布于反应器中。丙酮氰醇分布器设置于每组桨叶下方，使丙酮氰醇流出后立即被桨叶二次分散，与硫酸快速均匀混合，避免出现局部过热，有效降低副反应的发生几率。
(3)本发明的反应器的冷却系统结构安全合理，能够增大换热量和换热效率，满足丙酮氰醇酰化反应换热要求。
(4)本发明的控制系统能够实现温度控制和反应进料控制。通过冷却介质流量控制与丙酮氰醇各级进料控制协同作用，精确控制与调节各级进料区域的温度，从而对反应器内各个区域的温度进行精确控制。反应进料控制包括多级丙酮氰醇进料之间的分配控制和丙酮氰醇总进料量与硫酸进料配比(反应配比)控制，根据设定精确控制各级丙酮氰醇进料之间的分配以及丙酮氰醇总进料量与硫酸进料之间的配比。
附图说明
为了能更完全理解本公开，可参考结合附图来考虑示例性实施例的下述描述，附
图中：
图1本发明的丙酮氰醇酰化反应器纵向截面剖视图。
图2本发明的分散式搅拌桨叶示意图。
图3A本发明的丙酮氰醇分布器仰视图。
图3B本发明的丙酮氰醇分布器圆环横截面剖视图。
图4A本发明的换热水管在丙酮氰醇酰化反应器中的位置图。
图4B本发明的换热水管示意图。
图5本发明的丙酮氰醇酰化反应器的控制系统示意图。
图6本发明的丙酮氰醇酰化反应器与控制系统示意图。
附图标记列表：1-壳体；2-搅拌器；201-电机；202-搅拌轴；2031、2032、2033、2034-轴向桨叶；2041、2042、2043-径向桨叶；205-分散桨叶；205a-水平段、205b-主体段、205c-折弯段；3-丙酮氰醇分布器；4-丙酮氰醇进料入口；5-硫酸进料入口；6-气体排出口；7-液体出料口；801-冷却夹套；802-冷却介质入口；803-冷却介质出口；901-换热水管；902-冷却介质入口；903-冷却介质出口；10-温度检测控制器；11-丙酮氰醇进料控制单元；1101-丙酮氰醇控制器；1102-丙酮氰醇进料调节阀；12-硫酸进料控制单元；1201-硫酸进料控制器；1202-硫酸进料调节阀；13-温度异常控制器；14-冷却介质流量调节单元；14a-换热水管冷却介质调节阀；14b-冷却夹套冷却介质调节阀；a1、a2、a3、a4-丙酮氰醇进料管路；T1、T2、T3、T4-温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词；“内、外”通常指的是相对于内腔室而言的腔室内外或相对于圆心而言的径向内外。
如图1～3，本实施例提供了一种丙酮氰醇酰化反应器，包括壳体1、位于壳体内部中央的搅拌器2、冷却系统、丙酮氰醇分布器3。壳体侧面上沿垂直方向设置有多个与丙酮氰醇分布器3对应的丙酮氰醇进料入口4，壳体上方设置有气体排出口6和液体出料口7，壳体底部设置有硫酸进料入口5。反应器的长径比为5～10。
反应器中的搅拌器2包括电机201、搅拌轴202、设置在搅拌轴上的多个桨叶。本实施例中，桨叶包括四组，其中三组桨叶各自包括一个轴向桨叶2031、2032、3033和一个径向桨叶2041、2042、2043，轴向桨叶位于径向桨叶的上方，最下面一组桨叶包括一个轴向桨叶2034和一个分散桨叶205。
轴向桨叶将桨叶下方物料通过桨叶外侧向上提升，并在桨叶的内侧形成向下的环流，形成反混，促进物料之间混合，同时，提高物料在换热水管外壁处的湍流程度，降低热阻，提高换热系统和传热效率。
径向桨叶将物料从桨叶内侧向外侧扩散，并在反应器内壁或换热水管外壁改变流向，向桨叶折返，从而将丙酮氰醇迅速在整个反应器截面内分散，并在上下两个相邻的轴向桨叶搅拌作用下，迅速完成丙酮氰醇浓度的稀释。
分散桨叶205位于轴向浆叶2034的下方，本实施例中，分散桨叶包括三个叶片，如图2所示，叶片为三段式，即水平段205a、主体段205b、折弯段205c。水平段产生径向流，使丙酮氰醇在反应器水平截面内分散，水平段长度是桨叶总长度的1/5～1/4，太短对丙酮氰醇打散效果不明显，太长会削弱釜底浓硫酸上翻效果。主体段同时产生径向流和轴向流，主体段长度是桨叶总长度的5/6～4/5，主体段向上倾斜，倾斜角度为5°-10°，角度太小，无法实现将釜底浓硫酸上翻的效果，角度太大，会削弱对丙酮氰醇的分散效果。折弯段是长度是桨叶总长度的1/6～1/5，折弯段与主体段的夹角为10°～20°，折弯段的作用是将轴向流控制在分散桨叶附近较小的轴向区间内(以搅拌为中心，上下混合高度约为主体段长度)，避免更大区域的轴向流，即节约能耗，又能实现丙酮氰醇与进料浓硫酸的快速分散混合。
相邻两层桨叶之间的间距为桨叶直径的1～2倍，最上层桨叶为轴向桨叶2031，位于液体出料口7的下方，与液体出料口7之间的间距为桨叶直径的1.5～2倍，桨叶直径为反应器直径1/4～1/3。因此，本发明的搅拌器的结构确保了反应原料能快速均匀混合，以及反应混合物与冷却系统之间的有效热交换速率，避免出现局部过热，有效降低了副反应的发生几率。
反应器的丙酮氰醇分布器3为圆环状，圆环内径为桨叶直径的0.8～1.2倍。如图3A所示，丙酮氰醇分布器底面的内径侧和外径侧，分别沿圆周分布有两排孔，两排孔交错排列，孔的直径为8mm～15mm，相邻两孔中心间距为孔直径的2～3倍。如图3B所示，丙酮氰醇分布器的两排孔之间的夹角为90°～130°，将夹角设置在该范围内能使丙酮氰醇分散在更大的水平截面上，再通过径向流搅拌浆，实现与上升物流逆流均匀混合，角度太小，分散效果不好，角度太大，容易导致中心和边壁高浓度丙酮氰醇，降低混合效果。本实施例中，包括四个丙酮氰醇分布器，分别设置于每组桨叶下方，每个丙酮氰醇分布器顶部与桨叶底部之间的间距为20mm～80mm。本发明的丙酮氰醇分布器与搅拌器协同作用，使丙酮氰醇流出丙酮氰醇分布器之后，立即被搅拌器的桨叶进行二次分散，与反应器中的硫酸均匀混合。
为了更好地控制反应放热产生的热量，本实施例的反应器中包括设置于反应器内壁与搅拌器之间环形区域中的3～8组换热水管901。换热水管901的进口和出口分别通过集合管与冷却介质入口902、冷却介质出口903相连。如图4A所示，换热水管901在反应器内行程为两个U型管程，能够增加冷却介质的量，增大换热量和换热效率。如图4B所示，相邻换热水管之间呈正三角排列，换热水管中心间距为管径的1～2倍，换热水管直径为10mm～25mm，确保了与反应混合物之间的有效热交换速率。本实施例中，靠近反应器中心的内侧换热水管与桨叶外沿的间距为20mm～60mm，靠近反应器壳体的外侧换热水管与反应器内壁之间的间距为50mm～100mm。换热水管与桨叶外沿的距离太近，容易导致碰撞，距离太远，无法满足换热要求。本发明的冷却系统中，换热水管的排布安全合理，能够满足丙酮氰醇酰化反应换热要求。
本实施例的反应器还包括设置于反应器壳体外的冷却夹套801，冷却介质从底部入口802通过冷却夹套801流至顶部出口803。
图5～6示出了本实施例的丙酮氰醇酰化反应器的控制系统，包括：温度检测控制器10、丙酮氰醇进料控制单元11、硫酸进料控制单元12、温度异常控制器13、冷却介质流量调节单元14。
温度检测控制器10分别与冷却介质流量调节单元14、温度异常控制器13连接。温度异常控制器13进一步与丙酮氰醇进料控制单元11连接。
丙酮氰醇进料控制单元11包括设置于各条丙酮氰醇进料管路a1-a4上的丙酮氰醇控制器1101和丙酮氰醇进料调节阀1102。丙酮氰醇控制器1101根据设定，控制各个丙酮氰醇进料调节阀1102的开度，以精确调控各级丙酮氰醇进料量配比。
冷却介质流量调节单元14包括与换热水管的冷却介质出口连接的换热水管冷却介质调节阀14a、与冷却夹套的冷却介质出口连接的冷却夹套冷却介质调节阀14b。
现有技术中，反应温度一般控制在95℃～115℃，本发明精确控制设定允许范围95℃～105℃，以减少副反应的发生量。温度检测控制器10包括四个温度传感器T1-T4，用于检测反应器内不同区域的温度。当任一温度传感器所测得的温度与最高限定温度(例如，105℃)的差值大于0，且小于设定允许范围(例如，2℃)，温度检测控制器10调节换热水管冷却介质调节阀14a和冷却夹套冷却介质调节阀14b的开度，通过提高冷却介质流量进行换热量和温度控制。当温度差值超过设定允许范围，即最高温度测试点的读数超过设定温度(例如，105℃)2℃以上，温度检测控制器10将最高点温度反馈到温度异常控制器13，温度异常控制器13控制丙酮氰醇进料控制单元11，使丙酮氰醇进料控制单元11下调最高点温度对应区域的丙酮氰醇进料量，使温度恢复正常。并且进一步将各级丙酮氰醇进料量的总量反馈到硫酸进料控制单元12，硫酸进料控制单元12调节硫酸进料量，控制丙酮氰醇总进料量与硫酸进料配比在设计范围内。温度回归设定允许范围后，自动切换回温度检测控制模式。
本实施例中的控制系统工作原理如下：
(1)设定各级丙酮氰醇进料配比以及丙酮氰醇总进料量与硫酸进料量的配比。丙酮氰醇控制单元11根据设定条件调节各个丙酮氰醇进料调节阀1102开度，精确控制各级丙酮氰醇进料之间的配比。
(2)设定反应温度，以及温度检测控制器10所测得的温度与反应温度之间差值的允许范围。在整个反应过程中，温度检测控制器10检测反应器内不同区域的温度，并比较所测温度与设定反应温度的差值。
(3)当温度差值在设定允许范围，温度检测控制器10调节冷却介质调节阀开度，通过冷却介质流量进行换热量和温度控制。
(4)当温度差值超过设定允许范围，温度检测控制器10将信号反馈到温度异常控制器13。温度异常控制器13接收温度检测控制器10的信号，并将最高温度值反馈到丙酮氰醇控制器1101。丙酮氰醇控制器1101根据温度异常控制器13反馈的最高温度值，控制对应区域的丙酮氰醇进料调节阀1102，下调丙酮氰醇进料量，调节温度恢复正常。温度回归设定允许范围后，自动切换回温度检测控制器控制模式。
(5)同时，丙酮氰醇控制器1101将各丙酮氰醇进料量反馈到硫酸进料控制器1201，调节硫酸进料调节阀1202开度，控制丙酮氰醇总进料量与硫酸进料配比在设计范围内。
本发明的控制系统能够实现温度控制和反应进料控制。温度控制通过冷却介质流量控制与丙酮氰醇各级进料控制协同作用，精确控制与调节各级进料区域的温度，从而对反应器内各个区域的温度进行精确控制。反应进料控制包括多级丙酮氰醇进料之间的分配控制和丙酮氰醇总进料量与硫酸进料配比(反应配比)控制，根据设定精确控制各级丙酮氰醇进料之间的分配以及丙酮氰醇总进料量与硫酸进料之间的配比。
利用本实施例中的丙酮氰醇酰化反应器进行丙酮氰醇酰化反应的过程如下：
100％硫酸经硫酸进料控制单元12计量后进入硫酸进料入口5，启动搅拌桨2，液位上升后，丙酮氰醇经丙酮氰醇进料单元11计量后进入丙酮氰醇进料入口4，通过丙酮氰醇分布器3分布于反应器中，丙酮氰醇流出丙酮氰醇分布器后立即被丙酮氰醇分布器上方的桨叶2041、2042、2043、205二次分散，与反应器内的硫酸均匀混合。硫酸和丙酮氰醇反应放热物料温度升高，自冷却夹套冷却介质入口802向反应器通入循环冷却水从冷却夹套冷却介质出口803流出；自换热水管冷却介质902向反应器通入循环冷却水从换热水管冷却介质出口903流出；冷却夹套801冷却水和换热水管901冷却水分别经冷却介质调节阀14a、14b调控流量，温度监测控制器10根据温度传感器T1-T4所测得的温度差值控制冷却介质调节阀开度，控制反应温度在95℃～105℃。待反应物料液位上升到液体出料口7时，从液体出料口流出，硫酸和丙酮氰醇反应产生的气体从气体排出口6排出。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (22)
1.一种丙酮氰醇酰化反应器，包括壳体、搅拌器、冷却系统、丙酮氰醇分布器，所述壳体上设置有丙酮氰醇进料入口、硫酸进料入口、液体出料口，所述丙酮氰醇进料入口与所述丙酮氰醇分布器连接，所述搅拌器包括电机、搅拌轴和设置在所述搅拌轴上的桨叶，其特征在于，所述桨叶包括轴向桨叶、径向桨叶和分散桨叶的组合。
2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述桨叶包括至少两组，其中最下方一组包括一个轴向桨叶和一个分散桨叶，所述分散桨叶位于所述轴向桨叶下方，其余各组包括一个轴向桨叶和一个径向桨叶。
3.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述分散桨叶包括多个叶片，所述叶片为三段式，即水平段、主体段、折弯段，主体段长度是桨叶总长度的5/6～4/5，主体段向上倾斜，倾斜角度为5°-10°；水平段长度是桨叶总长度的1/6～1/5；折弯段长度是桨叶总长度的1/6～1/5，折弯段与主体段的夹角为10°～20°。
4.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，相邻两个桨叶之间的间距为桨叶直径的1～2倍，最上方桨叶位于所述液体出料口的下方，与所述液体出料口之间的间距为桨叶直径的1.5～2倍。
5.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，桨叶直径为反应器直径的1/4～1/3。
6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述丙酮氰醇分布器为圆环状，底面沿圆周设置有两排孔，两排孔交错排列。
7.根据权利要求6所述的反应器，其特征在于，所述两排孔之间的夹角为90°～130°，所述孔的直径为8mm～15mm，相邻两孔中心间距为所述孔直径的2～3倍。
8.根据权利要求6所述的反应器，其特征在于，所述丙酮氰醇分布器设置于桨叶下方，所述丙酮氰醇分布器顶部与桨叶底部之间间距为20mm～80mm，所述丙酮氰醇分布器内径为桨叶直径的0.8～1.2倍。
9.根据权利要求8所述的反应器，其特征在于，所述丙酮氰醇分布器包括至少两个，分别设置于径向桨叶、分散桨叶下方。
10.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述冷却系统包括多组换热水管，所述换热水管为U型，相邻换热水管之间呈正三角排列，中心间距为所述换热水管直径的1～2倍。
11.根据权利要求10所述的反应器，其特征在于，所述换热水管包括3～8组，所述换热水管直径为10mm～25mm。
12.根据权利要求10所述的反应器，其特征在于，位于内侧的换热水管与所述桨叶外沿的间距为20mm～60mm，位于外侧的换热水管与反应器内壁之间的间距为50mm～100mm。
13.根据权利要求10所述的反应器，其特征在于，所述冷却系统还包括设置于所述壳体外的冷却夹套。
14.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述反应器的长径比为5～10。
15.一种丙酮氰醇酰化反应器，包括壳体、搅拌器、冷却系统、丙酮氰醇分布器，所述壳体上设置有丙酮氰醇进料入口、硫酸进料入口、液体出料口，所述丙酮氰醇进料入口与丙酮氰醇分布器连接，所述搅拌器包括电机、搅拌轴、设置在搅拌轴上的桨叶，其特征在于，所述丙酮氰醇分布器为圆环状，下底面沿圆周设置有两排孔，两排孔交错排列。
16.根据权利要求15所述的反应器，其特征在于，所述两排孔之间的夹角为90°～130°，所述孔的直径为8mm～15mm，相邻两孔中心间距为所述孔直径的2～3倍。
17.根据权利要求15所述的反应器，其特征在于，所述丙酮氰醇分布器设置于桨叶下方，所述丙酮氰醇分布器顶部与桨叶底部之间间距为20mm～80mm，所述丙酮氰醇分布器内径为桨叶直径的0.8～1.2倍。
18.一种丙酮氰醇酰化反应器，包括壳体、搅拌器、冷却系统、丙酮氰醇分布器，所述壳体上设置有丙酮氰醇进料入口、硫酸进料入口、液体出料口，所述丙酮氰醇进料入口与丙酮氰醇分布器连接，所述搅拌器包括电机、搅拌轴、设置在搅拌轴上的桨叶，其特征在于，所述冷却系统包括多组换热水管，所述换热水管为U型，相邻换热水管之间呈正三角排列，中心间距为换热水管直径的1～2倍。
19.根据权利要求18所述的反应器，其特征在于，所述换热水管包括3～8组，所述换热水管直径为10mm～25mm。
20.根据权利要求18所述的反应器，其特征在于，位于靠近所述搅拌器的内侧的换热水管与所述桨叶外沿的间距为20mm～60mm，位于靠近所述反应器内壁的外侧的换热水管与反应器内壁之间的间距为50mm～100mm。
21.一种权利要求1所述的丙酮氰醇酰化反应器的控制系统，其特征在于，包括温度检测控制器、温度异常控制器、丙酮氰醇进料控制单元、冷却介质流量调节单元；
所述温度检测控制器分别与所述冷却介质流量调节单元、所述温度异常控制器连接，所述温度异常控制器与所述丙酮氰醇进料控制单元连接；
所述温度检测控制器包括多个布置于反应器不同区域的温度传感器，用于检测反应器不同区域的温度；当不同区域的温度之间的差值大于0，且小于设定允许范围，所述温度检测控制器将最高点温度反馈给所述冷却介质流量调节单元，所述冷却介质流量调节单元提高冷却介质流量；当不同区域的温度之间的差值超过设定允许范围，所述温度检测控制器将最高点温度反馈到所述温度异常控制器；所述丙酮氰醇进料控制单元包括多个，与所述温度传感器相对应；所述温度异常控制器根据所述温度检测控制器反馈的所述最高点温度，控制所述丙酮氰醇进料控制单元，所述丙酮氰醇进料控制单元下调所述最高点温度对应区域的丙酮氰醇进料量；温度回归设定允许范围后，自动切换回温度检测控制器控制模式。
22.根据权利要求21所述的控制系统，其特征在于，还包括硫酸进料控制单元，所述硫酸进料控制单元与所述丙酮氰醇进料控制单元连接，根据丙酮氰醇总进料量调节硫酸的进料量，控制丙酮氰醇总进料量与硫酸进料配比在设定范围内。
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| CN117582925A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-23 | 山东豪迈机械制造有限公司 | 管式反应器 |
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