CN203227485U - 一种气液反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气液反应釜，包括釜体、动力系统、搅拌装置、进料口、出料孔、气相分布器、气相增压器、气相外循环管线，其反应釜内的搅拌装置是由一组以上的搅拌器组成，搅拌器包括搅拌轴和置于搅拌轴上的搅拌桨叶，搅拌器的搅拌轴与动力系统电机的转子连接，在反应釜工作时搅拌器的搅拌桨叶位于反应液面以下。反应时，参与反应的气液两相物料经进料口进入反应釜，液相在搅拌器组的作用下形成紊流和反应釜内环流，气相在气相增压器作用下经气相分布器形成气泡，气泡在多组搅拌器形成的内部环流作用下在液相中长时间停留。这样的设计加大了气液两相接触的面积和时间，提高了气液反应效率，从而降低了苛刻的反应条件，提高了工艺的安全性。

Description

一种气液反应釜

技术领域

本实用新型涉及一种聚合反应器，具体说是一种多轴搅拌的气相外循环，适合气液反应的橡胶加氢反应釜。 

背景技术

氢化橡胶是对丁二烯或异戊二烯等不饱和橡胶烃链上的C=C双键进行选择性加氢而制得的性能优良的合成橡胶，具有耐油、耐腐蚀、耐臭氧、耐候、耐辐射等优点，广泛应用于汽车、石油、机械、航空等工业，常见产品有氢化丁腈橡胶（HNBR）和氢化丁苯树脂（SEBS）等。橡胶氢化反应一般需要在溶剂体系下经过高温高压使橡胶分子链在催化剂作用下与氢气进行反应。之所以选择高温高压的反应条件，主要是由于高分子溶液粘度很高，氢气的分子量又很小，为了加强反应物之间的有效接触必须提高氢气分压以实现氢气在反应体系中的溶解度，同时提高温度也是为了加强分子扩散速度和反应速率。 

采用传统釜式反应器对丁腈橡胶进行氢化反应时，反应主要场所是气液两相的界面，一般采用提高搅拌转速、提高胶液浓度、提高氢气分压、提高反应温度等手段增大气液接触面积和速率，进而提高反应效率；这些苛刻的反应条件限制了橡胶氢化反应技术的进步和产品的质量。目前有很多技术意在通过其他技术的改进，降低这些限制性的苛刻条件，并提出了一些解决方案。如一种气液相反应搅拌釜CN201020142940.1公开了一种气液相反应搅拌釜，包括反应釜，反应釜上设有进气管、进排液管和排料管，反应釜内设有搅拌轴，搅拌轴的下端设有搅拌叶片，搅拌轴的上端与搅拌电机的传动轴连接；搅拌轴的上部和中部分别设有搅拌叶片，搅拌轴上部的搅拌叶片向下斜置安装在搅拌轴上，搅拌轴中部的搅拌叶片水平安装在搅拌轴上，所述搅拌轴下端的搅拌叶片向上斜置安装在搅拌轴上。其设有的三层叶片，实现了上叶片下翻，下叶片上翻，中部叶片水平切削，使釜内实现高速涡流，使得气体与液体充分接触。解决了现有技术存在反应釜内上下搅拌不均匀的技术问题，从而提高了气液反应速率和产品收率。这样的设计虽然通过搅拌器轴上三层桨叶设计，在釜内实现液体涡流，加大了气体与液体的接触，但是气液反应的主要区域还是在釜内气液的交界面上，气液接触面较小，接触时间短，气液两相难于分散，致使反应限制条件苛刻的问题没有得到根本解决，气液的反应速率和产品收率提高幅度有限。

实用新型内容

针对气液两相难于分散，气液反应中气液接触面较小，气流通过液体时因接触时间短反应不充分，导致反应限制条件苛刻的问题，本实用新型提供一种多轴搅拌、氢气外循环的橡胶加氢反应釜。本反应釜通过多轴搅拌实现气液相的紊流混合和反应釜内环流，加大气液接触时间和分子碰撞机会；采用气体外循环并在气体入釜处加设气泡分布器，从而实现气体在液相中鼓泡的形式输入，加大气液两相的接触面积；泡沫分布器可以在动力驱动下旋转，使气泡曲线运动，增大气泡在液相中的停留时间。从而改善气液反应效果，解决了传统工艺反应气液的接触面较小，接触时间短，反应压力高，反应时间长等工艺限制的问题。 

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种气液反应釜，包括釜体、动力系统、搅拌装置、进料口、出料孔、气相分布器、气相增压器、气相外循环管线，其反应釜内的搅拌装置是由一组以上的搅拌器组成，搅拌器包括搅拌轴和置于搅拌轴上的搅拌桨叶，搅拌器的搅拌轴与动力系统电机的转子连接，在反应釜工作时搅拌器的搅拌桨叶位于反应液面以下。而组成搅拌装置的多组搅拌器，其搅拌轴的中部和下部都安装有搅拌桨叶，搅拌桨叶轴向分层分布，至少有2层，桨叶采用分层不对称设计。连接多组搅拌器的多组动力系统，能够给搅拌器提供同向或异向，且转速可以分别设置的动力。反应釜上部的气相物料经外循环管线从釜顶出由釜底入，通过气相分布器实现气相在液相中的均匀分布。气相增压器提供气相外循环的动力，克服气相流经分布器和液相时的阻力。气相分布器可以采用孔板式、狭缝式、金属烧结物等结构，且可以在动力系统转动马达作用下旋转，使气泡曲线运动，增大气泡在液相中的停留时间。反应时，参与反应的气液两相物料经进料口进入反应釜，液相在搅拌器组的作用下形成紊流和反应釜内环流，气相在气相增压器作用下经气相分布器形成气泡，分布器旋转后气泡以旋转曲线运动进入液相，气泡在多组搅拌器形成的内部环流作用下在液相中长时间停留。 

本实用新型由于采用以上技术方案，将具有以下优点：1、反应液体在多轴搅拌的作用下形成强紊流的不规则液面，同时气体在外循环管线中流动，反复经过气体分布器在反应液中形成微小气泡，且气泡可以旋转曲线运动进入液相，从而加大了气相与液相的接触面积和接触时间，提高了气液反应效率和整个生产效率。2、以生产氢化丁腈橡胶为例，与传统产工艺条件120℃、10MPa、7小时加氢度95%的结果对比，采用本实用新型后反应 压力可降低至4MPa，反应时间可缩短至2小时即可达到95%的加氢度，降低了气液反应中苛刻的反应条件，提高了工艺的安全性。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图2是本实用新型气相分布器局部放大图。 

其中：1、2、11-动力系统；3-进料口；4、5-搅拌器；6-反应釜；7-气相分布器；8-出料孔；9-气相增压器；10-气相外循环管线。 

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本实用新型进行详细的描述。 

如图1所示，在氢化丁腈橡胶生产中，本实用新型是一种橡胶加氢反应釜，包括釜体、动力系统1、2、搅拌装置、进料口3、出料孔8、气相分布器7、气相增压器9、气相外循环管线10，其反应釜内的搅拌装置是由一组以上的搅拌器4、5组成，搅拌器4、5包括搅拌轴和置于搅拌轴上的搅拌桨叶，搅拌器的搅拌轴与动力系统电机的转子连接，在反应釜工作时搅拌器的搅拌桨叶位于反应液面以下。而组成搅拌装置的多组搅拌器，其搅拌轴的中部和下部都安装有搅拌桨叶，搅拌桨叶轴向分层分布，有2层，桨叶采用分层不对称设计。气相分布器7采用孔板式，并连接有动力系统11，用以实现气相分布器的旋转。在氢化丁腈橡胶生产中，参与反应的气液两相物料经进料口进入反应釜，液相在搅拌器组4、5的作用下形成紊流和反应釜内环流，氢气经外循环管线10从釜顶出由釜底入，由气相增压器9提供气体外循环的动力，用来克服氢气流经分布器和釜内反应液时的阻力，并在其作用下经气相分布器7形成气泡，分布器7旋转后气泡以旋转曲线运动进入液相，气泡在多组搅拌器4、5形成的内部环流作用下在液相中延长时间停留，加大气液接触面积。这样的设计加大了气液两相接触的面积和时间，提高了气液反应效率，有利于降低气液反应中苛刻的反应条件。 

与传统氢化丁腈橡胶生产工艺条件120℃、10MPa、7小时加氢度95%的结果对比，采用本实用新型后反应压力可降低至4MPa，反应时间可缩短至2小时即可达到95%的加氢度，提高了工艺的安全性和生产效率。 

Claims (6)

1.一种气液反应釜，包括釜体、动力系统、搅拌装置、进料口、出料孔、气相分布器、气相增压器、气相外循环管线，其特征在于：反应釜内的搅拌装置是由搅拌器组成，搅拌器至少有两组，搅拌器包括搅拌轴和置于搅拌轴上的搅拌桨叶，搅拌器的搅拌轴与动力系统电机的转子连接，在反应釜工作时搅拌器的搅拌桨叶位于反应液面以下。

2.如权利要求1所述的气液反应釜，其特征在于：其所述的组成搅拌装置的多组搅拌器，其搅拌轴的中部和下部都安装有搅拌桨叶，搅拌桨叶轴向分层分布，至少有2层，桨叶采用分层不对称设计。

3.如权利要求1或2所述的气液反应釜，其特征在于：所述气相分布器与动力系统连接，可以在转动马达作用下旋转。

4.如权利要求1或2所述的气液反应釜，其特征在于：所述连接多组搅拌器的多组动力系统，能够给搅拌器提供同向或异向，且转速可以分别设置的动力。

5.如权利要求1或2所述的气液反应釜，其特征在于：所述气相分布器连接有动力系统。

6.如权利要求1或2所述的气液反应釜，其特征在于：所述气相分布器其结构可以是孔板式、狭缝式或金属烧结物。

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