CN117582700A - 一种基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺，此反应器包括反应组件和处理组件，反应组件包括反应釜、与所述反应釜连接的处理器；处理组件，设置于所述处理器内，包括中心管、套接于所述中心管外的滑动杆、设置于所述滑动杆底部的弹簧、与所述滑动杆连接的出料管、设置于所述处理器底部的出料口、设置于所述滑动杆内的第一堵球与第二堵球、设置于所述滑动杆顶部的转动盘和伺服电机；本发明中的基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺，在连续硝化反应后，产物跟废酸分层，通过内部探测器检测液面高度，达到阈值后启动伺服电机，将底层废酸排出，完成回收。
Description
技术领域
本发明涉及工业制造的技术领域，尤其涉及一种基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺。
背景技术
硝化反应(nitration)，是向有机化合物分子中引入硝基(-NO2)的过程。硝基就是硝酸失去一个羟基形成的一价的基团。芳香族化合物硝化的反应机理为：硝酸的-OH基被质子化，接着被脱水剂脱去一分子的水形成硝酰正离子中间体，最后和苯环发生亲电芳香取代反应，并脱去一分子的氢。浓硝酸硝化这种硝化往往要用过量很多倍的硝酸，过量的硝酸必需设法利用或回收，因而使它的实际应用受到限制。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺存在的问题，因此提出一种基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺，在连续硝化反应后，产物跟废酸分层，通过内部探测器检测液面高度，达到阈值后启动伺服电机，将底层废酸排出，完成回收。
因此，本发明目的是提供一种基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺，其通过内部探测器检测液面高度，达到阈值后启动伺服电机，将底层废酸排出，完成回收。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器包括反应组件，包括反应釜、与所述反应釜连接的处理器；处理组件，设置于所述处理器内，包括中心管、套接于所述中心管外的滑动杆、设置于所述滑动杆底部的弹簧、与所述滑动杆连接的出料管、设置于所述处理器底部的出料口、设置于所述滑动杆内的第一堵球与第二堵球、设置于所述滑动杆顶部的转动盘和伺服电机。
作为本发明所述基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的一种优选方案，其中：所述反应釜上设有进料口，所述反应釜底部与处理器连通，所述处理器内与反应釜连通的地方还设置有导管，所述导管延伸至处理器内壁旁。
作为本发明所述基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的一种优选方案，其中：所述处理器内底部为圆锥形，所述处理器内壁上还设置有探测器，所述探测器设置于锥面上方。
作为本发明所述基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的一种优选方案，其中：所述中心管设置于所述处理器底部中央，所述中心管底部侧壁上对称开设有通孔，所述中心管一侧还设置有固定杆，所述固定杆顶部固定设置有固定环。
作为本发明所述基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的一种优选方案，其中：所述滑动杆底部设置有限位环，所述限位环与固定杆杆部滑动连接，所述滑动杆内还设置有腔室，所述滑动杆顶部侧壁还连通有直角管，所述直角管与出料管滑动连接，所述直角管外壁径向直径与出料管内壁径向直径相同。
作为本发明所述基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的一种优选方案，其中：所述弹簧设置于所述滑动杆底部，所述弹簧一端与限位环底部固定连接，另一端与处理器内壁底部固定连接，所述弹簧套接于所述中心管外，所述弹簧设置于所述中心管和固定杆之间。
作为本发明所述基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的一种优选方案，其中：所述出料管固定设置于所述处理器内部，所述处理器底部还开设有底部出口，所述出料管与底部出口连通；所述出料口与处理器内壁底部连通。
作为本发明所述基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的一种优选方案，其中：所述第一堵球设置于所述中心管顶部，所述第一堵球径向直径大于所述中心管内壁径向直径，所述腔室底部连通有通道，所述通道径向直径与中心管内壁径向直径相同，所述腔室顶部与直角管连通的管道径向直径与中心管内壁径向直径相同，所述第二堵球设置于所述腔室内，所述第一堵球和第二堵球大小形状相同。
作为本发明所述基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的一种优选方案，其中：所述处理器顶部还设置有所述伺服电机，所述伺服电机固定于所述处理器顶部，所述伺服电机输出轴贯穿所述处理器，所述伺服电机输出轴上固定设置有所述转动盘，所述转动盘上设置有部分凸起，所述滑动杆与转动盘相抵，所述滑动杆顶部位于转动盘边缘，所述伺服电机与探测器连接，所述探测器控制伺服电机输出轴启动与关闭。
作为本发明所述基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的一种优选方案，其中：主要包括如下步骤：
S1：将硝化反应原料通入反应釜；
S2：反应釜内进行硝化反应，将产物与废酸通入处理器内；
S3：产物与废酸产生分层现象，探测器检测处理器内液面高度；
S4：探测器检测到液面达到阈值，启动伺服电机，将底层废酸排出处理器；
S5：硝化反应结束后，通过出料口排出产物。
本发明的有益效果：
本发明中的基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺，在连续硝化反应后，产物跟废酸分层，通过内部探测器检测液面高度，达到阈值后启动伺服电机，将底层废酸排出，完成回收。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的整体结构示意图。
图2为本发明基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的处理组件结构剖视图。
图3为本发明基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的处理器结构剖视图。
图4为本发明基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的滑动杆结构剖视图。
图5为本发明基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的滑动杆下压结构示意图。
图6为本发明基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺的滑动杆上升结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例1：参照图1~2，为本发明第一个实施例，提供了一种基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器及生产工艺，此反应器包括反应组件100和处理组件200，反应组件100包括反应釜101、与所述反应釜101连接的处理器102；处理组件200，设置于所述处理器102内，包括中心管201、套接于所述中心管201外的滑动杆202、设置于所述滑动杆202底部的弹簧203、与所述滑动杆202连接的出料管204、设置于所述处理器102底部的出料口205、设置于所述滑动杆202内的第一堵球206与第二堵球207、设置于所述滑动杆202顶部的转动盘208和伺服电机209。
其中，反应组件100用于连续硝化反应，处理组件200用于对产物与废酸进行分离分别排出，硝化反应原料加入反应釜101中，在反应釜101内进行硝化反应，在处理器102中，中心管201用于抽出底层废酸，滑动杆202与中心管201配合对底层废酸进行抽取，弹簧203用于滑动杆202复位，出料管204排出抽取的底层废酸，出料口205直接连通处理器102内部，可直接排出抽取废酸后的产物，第一堵球206和第二堵球207设置在滑动杆202内，用于改变内部气压，实现废酸抽取，伺服电机209可控制转动盘208旋转，转动盘208旋转可改变滑动杆202位置，使其上下移动。
实施例2：参照图1~6，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：所述反应釜101上设有进料口101a，所述反应釜101底部与处理器102连通，所述处理器102内与反应釜101连通的地方还设置有导管101b，所述导管101b延伸至处理器102内壁旁。所述处理器102内底部为圆锥形，所述处理器102内壁上还设置有探测器102a，所述探测器102a设置于锥面上方。
相较于实施例1，进一步的，进料口101a用于通入反应原料，反应釜101与处理器102连通，可直接将产物等通入处理器102内；为了不影响处理器102内产物和废酸的分层，在处理器102内设置导管101b，反应釜101内排出的产物等可沿导管101b流向处理器102内壁，沿内壁淋入处理器102内，相比直接落入处理器102内部更加平稳；在处理器102内底部设置圆锥形，可使最底层面积较小，在分层后底部废酸更明显，也可使废酸抽取更为精准。
所述中心管201设置于所述处理器102底部中央，所述中心管201底部侧壁上对称开设有通孔201a，所述中心管201一侧还设置有固定杆201b，所述固定杆201b顶部固定设置有固定环201c。所述滑动杆202底部设置有限位环202a，所述限位环202a与固定杆201b杆部滑动连接，所述滑动杆202内还设置有腔室202b，所述滑动杆202顶部侧壁还连通有直角管202c，所述直角管202c与出料管204滑动连接，所述直角管202c外壁径向直径与出料管204内壁径向直径相同。所述弹簧203设置于所述滑动杆202底部，所述弹簧203一端与限位环202a底部固定连接，另一端与处理器102内壁底部固定连接，所述弹簧203套接于所述中心管201外，所述弹簧203设置于所述中心管201和固定杆201b之间。所述出料管204固定设置于所述处理器102内部，所述处理器102底部还开设有底部出口102b，所述出料管204与底部出口102b连通；所述出料口205与处理器102内壁底部连通。所述第一堵球206设置于所述中心管201顶部，所述第一堵球206径向直径大于所述中心管201内壁径向直径，所述腔室202b底部连通有通道202d，所述通道202d径向直径与中心管201内壁径向直径相同，所述腔室202b顶部与直角管202c连通的管道径向直径与中心管201内壁径向直径相同，所述第二堵球207设置于所述腔室202b内，所述第一堵球206和第二堵球207大小形状相同。所述处理器102顶部还设置有所述伺服电机209，所述伺服电机209固定于所述处理器102顶部，所述伺服电机209输出轴贯穿所述处理器102，所述伺服电机209输出轴上固定设置有所述转动盘208，所述转动盘208上设置有部分凸起208a，所述滑动杆202与转动盘208相抵，所述滑动杆202顶部位于转动盘208边缘，所述伺服电机209与探测器102a连接，所述探测器102a控制伺服电机209输出轴启动与关闭。
反应釜101内产物与废酸通入处理器102后，产物与废酸分层，当液面高于探测器102a后，底层积攒较多废酸，启动伺服电机209，输出轴进行转动，转动盘208开始旋转，应说明的是，装置运作时可控制反应釜101内的反应速率，使产物与废酸的排出不会过快，导致处理器102内部液面过高，废酸来不及抽出；滑动杆202位于转动盘208平整的区域不会移动，当转动盘208旋转至凸起208a时，滑动杆202沿转动盘208上凸起208a逐渐被下压，参考图5，此时位于中心管201上的第一堵球206将中心管201顶部出口堵住，滑动杆202下压，压缩了第一堵球206所在的空间内的空气，因此第二堵球207会被抬起，空气被推入腔室202b内，原位于腔室202b内的空气沿直角管202c向出料管204排出；当滑动杆202位于凸起208a顶部时，滑动杆202被挤压至最底部，限位环202a挤压弹簧203，为了防止滑动杆202转动，在中心管201旁还设置固定杆201b，滑动杆202与固定杆201b滑动连接，使滑动杆202沿固定杆201b上下移动。
当转动盘208继续转动，参考图6，滑动杆202由凸起208a顶部转动至平整区，滑动杆202逐渐受弹簧203复位而向上移动，由于第二堵球207直径大于腔室202b通道202d直径，滑动杆202上移，外部压力会将第二堵球207压在腔室202b通道202d上，而第一堵球206所在的部分由于滑动杆202上移造成内部空间变大，因此中心管201底部的通孔201a会抽取底部废酸，同时第一堵球206被废酸冲起，废酸进入第一堵球206顶部空间内，即腔室202b下方。
当转动盘208又旋转至凸起208a时，滑动杆202再次下压，压缩第一堵球206内的空间，第一堵球被压在中心管201出口，关闭了中心管201，此时第一堵球206内的废酸会顶起第二堵球207，废酸进入了腔室202b内；之后滑动杆202上移又会抽取底部废酸，根据转动盘208的不断转动，又会下压，直至腔室202b内的废酸积累至直角管202c处时，滑动杆202下压会将腔室202b内的废酸推入直角管202c，滑动杆202上移会抽取处理器102底部废酸，以此形成循环。
中心管201内部设置的第一堵球206和第二堵球207应将材质设置为密度大于废酸，防止在排出废酸的过程中，腔室202b内充满废酸时，第一堵球206和第二堵球207不会受浮力影响浮起，通过改变腔室202b与外部气压差来实现第一堵球206和第二堵球207的抬起时，只需大气压力能够微微冲起第一堵球206和第二堵球207，废酸能够抽出即可。
其余结构与实施例1的结构相同。
实施例3：参照图2~6，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：一种基于二硝基苯生产的生产工艺，主要包括如下步骤：
S1：将硝化反应原料通入反应釜101；
S2：反应釜101内进行硝化反应，将产物与废酸通入处理器102内；
S3：产物与废酸产生分层现象，探测器102a检测处理器102内液面高度；
S4：探测器102a检测到液面达到阈值，启动伺服电机209，将底层废酸排出处理器102；
S5：硝化反应结束后，通过出料口205排出产物。
相较于实施例2，进一步的，产物与废酸形成的分层液面可自行设置，由于硝化反应的配方是固定的，因此所产生的产物与废酸比也相对固定，因此可设置探测器102a为略高于废酸液面，保证伺服电机209能够抽取所有废酸，留下的绝大部分都为硝化产物，废酸由直角管202c排入出料管204，并沿底部出口102b排出，废酸排出后，产物可沿出料口205排出。
其余结构与实施例2的结构相同。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器，其特征在于：包括，
反应组件（100），包括反应釜（101）、与所述反应釜（101）连接的处理器（102）；
处理组件（200），设置于所述处理器（102）内，包括中心管（201）、套接于所述中心管（201）外的滑动杆（202）、设置于所述滑动杆（202）底部的弹簧（203）、与所述滑动杆（202）连接的出料管（204）、设置于所述处理器（102）底部的出料口（205）、设置于所述滑动杆（202）内的第一堵球（206）与第二堵球（207）、设置于所述滑动杆（202）顶部的转动盘（208）和伺服电机（209）;
所述中心管（201）设置于所述处理器（102）底部中央，所述中心管（201）一侧还设置有固定杆（201b），所述固定杆（201b）顶部固定设置有固定环（201c）；
所述滑动杆（202）底部设置有限位环（202a），所述限位环（202a）与固定杆（201b）杆部滑动连接，所述滑动杆（202）内还设置有腔室（202b），所述滑动杆（202）顶部侧壁还连通有直角管（202c），所述直角管（202c）与出料管（204）滑动连接，所述直角管（202c）外壁径向直径与出料管（204）内壁径向直径相同；
所述中心管（201）底部侧壁上对称开设有通孔（201a）; 所述第一堵球（206）设置于所述中心管（201）顶部，所述第一堵球（206）径向直径大于所述中心管（201）内壁径向直径，所述腔室（202b）底部连通有通道（202d），所述通道（202d）径向直径与中心管（201）内壁径向直径相同，所述腔室（202b）顶部与直角管（202c）连通的管道径向直径与中心管（201）内壁径向直径相同，所述第二堵球（207）设置于所述腔室（202b）内，所述第一堵球（206）和第二堵球（207）大小形状相同。
2. 如权利要求1 所述的基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器，其特征在于：所述反应釜（101）上设有进料口（101a），所述反应釜（101）底部与处理器（102）连通，所述处理器（102）内与反应釜（101）连通的地方还设置有导管（101b），所述导管（101b）延伸至处理器（102）内壁旁。
3. 如权利要求2 所述的基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器，其特征在于：所述处理器（102）内底部为圆锥形，所述处理器（102）内壁上还设置有探测器（102a），所述探测器（102a）设置于锥面上方。
4. 如权利要求3 所述的基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器，其特征在于：所述弹簧（203）设置于所述滑动杆（202）底部，所述弹簧（203）一端与限位环（202a）底部固定连接，另一端与处理器（102）内壁底部固定连接，所述弹簧（203）套接于所述中心管（201）外，所述弹簧（203）设置于所述中心管（201）和固定杆（201b）之间。
5. 如权利要求4 所述的基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器，其特征在于：所述出料管（204）固定设置于所述处理器（102）内部，所述处理器（102）底部还开设有底部出口（102b），所述出料管（204）与底部出口（102b）连通；所述出料口（205）与处理器（102）内壁底部连通。
6. 如权利要求5 所述的基于二硝基苯生产的连续流硝化反应器，其特征在于：所述处理器（102）顶部还设置有所述伺服电机（209），所述伺服电机（209）固定于所述处理器（102）顶部，所述伺服电机（209）输出轴贯穿所述处理器（102），所述伺服电机（209）输出轴上固定设置有所述转动盘（208），所述转动盘（208）上设置有部分凸起（208a），所述滑动杆（202）与转动盘（208）相抵，所述滑动杆（202）顶部位于转动盘（208）边缘，所述伺服电机（209）与探测器（102a）连接，所述探测器（102a）控制伺服电机（209）输出轴启动与关闭。
7.一种基于二硝基苯生产的生产工艺，其特征在于：
使用如权利要求6所述的连续流硝化反应器，所述生产工艺主要包括如下步骤：
S1：将硝化反应原料通入反应釜（101）；
S2：反应釜（101）内进行硝化反应，将产物与废酸通入处理器（102）内；
S3：产物与废酸产生分层现象，探测器（102a）检测处理器（102）内液面高度；
S4：探测器（102a）检测到液面达到阈值，启动伺服电机（209），将底层废酸排出处理器（102）；
S5：硝化反应结束后，通过出料口（205）排出产物。
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