CN203710998U - 一种适用于液相强放热反应的等温反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于液相强放热反应的等温反应器，它沿着反应器的高度设置有换热盘管，换热盘管为通软水的换热盘管以吸收反应热；上封头、下封头和筒体用上法兰和下法兰分别连接，所述等温反应器设有液体分布器和中心管、测温管，其中一种反应物从反应器底部进料口经液体分布器进入反应器，其中另一种反应物从反应器顶部进料口经中心管进入反应器，中心管中下部管壁部分开孔。本实用新型能严格控制反应温度，减少设备投资及精馏分离能耗。本实用新型能适用于液相强放热反应，特别是六氟丙烯制六氟环氧丙烷反应等反应温度在120℃~170℃之间的反应，其它反应温度在100℃~250℃之间的液相反应也均能适用。

Description

一种适用于液相强放热反应的等温反应器

技术领域

本发明涉及化工反应设备技术领域，具体的说，是一种适用于液相强放热反应的等温反应器，特别适用于六氟丙烯制六氟环氧丙烷等反应温度在120℃~170℃之间的反应，其它反应温度在100℃~250℃之间的液相反应也均能适用。

背景技术

目前，对于像六氟丙烯制取六氟环氧丙烷之类的液相强放热反应，由于该类反应特点是：反应速度快，放热量大，且反应温度区间比较窄，如反应器内存在气相空间，则压力迅速增高。因此目前的反应器结构一般采用绝热式，且必须采用大量的溶剂来稀释反应物，降低绝热温升，减少副产物的生成。由于采用绝热反应器，因此反应没有在最适合温度下反应，且反应温度不容易控制，另外，采用大量的溶剂来稀释反应物，不但增加了反应器及附属设备的规格尺寸，而且还增加了后续精馏分离的热负荷，使能耗增高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于液相强放热反应的等温反应器，以能严格控制反应温度，减少设备投资及精馏分离能耗。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种适用于液相强放热反应的等温反应器，其特征在于所述等温反应器包括上封头、下封头、筒体、上法兰、下法兰；其特征在于：所述等温反应器内沿着反应器的高度设置有换热盘管，所述换热盘管为通软水的换热盘管以吸收反应热；上封头、下封头和筒体用上法兰和下法兰分别连接，所述等温反应器设有液体分布器和中心管、测温管，其中一种反应物从反应器底部进料口经液体分布器进入反应器，其中另一种反应物从反应器顶部进料口经中心管进入反应器，中心管中下部管壁部分开孔。

在采用上述技术方案的基础上，本实用新型还可采用以下进一步的技术方案：

反应器的出料口设置在反应器顶部，可使整个反应器充满液体，无气相空间存在。

中心管和液体分布器的开孔率和开孔大小由物料及能量衡算确定。

测温管上沿感应器高度方向设置并均布热电偶，以供反应器的控制装置根据测得的高度方向温度，调节软水汽包压力，控制反应温度。

如反应器设备尺寸较大，为使反应器内横向和高度方向温度均匀，换热盘管形式设置成双层换热盘管或三层以上的多层换热盘管，每层换热盘管均有其独立的进出水口和受反应器的控制装置控制的调节阀，控制装置和测温管相连，各层换热盘管的软水压力不同。根据反应强度及热点偶温度，可分别在各层盘管内通入不同压力的软水，使得反应在恒温下进行。

所述液相强放热反应为六氟丙烯制六氟环氧丙烷的反应。

所述液相强放热反应为反应温度在100℃~250℃之间的液相反应。

所述液相强放热反应为反应温度在120℃~170℃之间的液相反应。

由于采用本实用新型的技术方案，六氟丙烯制取六氟环氧丙烷等反应温度在120℃~170℃之间的反应，反应压力在3MPa左右，而水的气化温度恒定，上述温度下的水的饱和蒸汽压力与反应压力也比较匹配，如采用软水移走反应热量，就可以精确控制反应温度，提高产物的转化率和选择性，并且能减少较多溶剂的使用量。

与现有绝热反应器相比，反应器顶部物料采用中心管进料形式，并在中心管中下部管壁上开孔，使从反应器顶部进去的物料作为分散相分散到反应器中，保证两种反应物低浓度接触，避免剧烈反应。反应过程中软水吸收反应热汽化产生蒸汽，由于水的汽化温度恒定，因此保持反应温度恒定。通过测温管测得的各个深度的温度，反应器的控制装置调节软水汽包压力，就可以合理控制反应温度，从而增加反应转化率，调节反应选择性。而绝热反应器只能采用大量溶剂稀释反应热，反应温度也只能选择一个区间，不能在最适合温度下反应。本实用新型反应器顶部出料可有效防止气体聚集、产生气相空间。同等生产能力下，反应器等设备投资可减少30%以上，溶剂用量比现有绝热反应器减少60%以上，能耗可降低50%以上，并且可副产蒸汽，可满足自身后续精馏工艺的能耗。

附图说明

图1为本实用新型所提供的实施例的示意图。

图2为当换热盘管为多层时，本实用新型所提供的实施例的示意图。

具体实施方式

参照附图。本实用新型所提供的一种适用于液相强放热反应的等温反应器，包括上封头3、下封头13、筒体9、上法兰4、下法兰11；所述等温反应器内沿着反应器的高度设置有换热盘管8，所述换热盘管8为通软水的换热盘管8以吸收反应热；上封头3、下封头13和筒体9用上法兰4和下法兰11分别连接，所述等温反应器设有液体分布器12和中心管6、测温管5，其中一种反应物从反应器底部进料口14经液体分布器12进入反应器，其中另一种反应物从反应器顶部进料口1经中心管6进入反应器，中心管6中下部管壁部分开孔（图中自中心管引出的箭头即表示中心管6的开孔所在）。

反应器的出料口2设置在反应器顶部。

中心管6和液体分布器12的开孔率和开孔大小由物料及能量衡算确定。

测温管5上沿感应器高度方向设置并均布热电偶，以供反应器的控制装置根据测得的高度方向的温度，调节软水汽包压力，控制反应温度。

如图2所示，在本实施例中，所述换热盘管8设置成双层换热盘管，每层换热盘管均有其独立的进出水口7、10和受反应器的控制装置控制的调节阀。各层换热管的软水压力不同。

所述液相强放热反应为六氟丙烯制六氟环氧丙烷等反应温度在100℃~250℃之间，尤其是120℃~170℃的液相反应。

采用该反应器进行了中试，六氟丙烯流量为132kg/h，氧气流量为13 kg/h，溶剂及催化剂量为400 kg/h，管内饱和水压力为0.3MPa，该反应器规格为φ350×1500，换热面积为12m²。六氟丙烯从底部进料口进入经液体分布器后均匀进入反应器、氧气和溶剂混合后，从反应器顶部进入中心管，经中心管小孔分散至六氟丙烯中进行反应，管内饱和水汽化吸收反应热，当反应平稳后，测得纵向各个深度的温度基本维持在160℃左右。采用绝热反应器，则反应器规格为φ500×1000，而溶剂的用量则需800 kg/h，不仅反应器及附属设备规格、投资节省30%左右，溶剂用量也增加了很多，分离能耗增加50%以上。

Claims (9)

1.一种适用于液相强放热反应的等温反应器，其特征在于所述等温反应器包括上封头（3）、下封头（13）、筒体（9）、上法兰（4）、下法兰（11）；其特征在于：所述等温反应器内沿着反应器的高度设置有换热盘管（8），所述换热盘管（8）为通软水的换热盘管（8）以吸收反应热；上封头（3）、下封头（13）和筒体（9）用上法兰（4）和下法兰（11）分别连接，所述等温反应器设有液体分布器（12）和中心管（6）、测温管（5），其中一种反应物从反应器底部进料口（14）经液体分布器（12）进入反应器，其中另一种反应物从反应器顶部进料口（1）经中心管（6）进入反应器，中心管（6）中下部管壁部分开孔。

2.根据权利要求1所述的一种适用于液相强放热反应的等温反应器，其特征在于反应器的出料口（2）设置在反应器顶部。

3.根据权利要求1所述的一种适用于液相强放热反应的等温反应器，其特征在于中心管（6）和液体分布器（12）的开孔率和开孔大小由物料及能量衡算确定。

4.根据权利要求1所述的一种适用于液相强放热反应的等温反应器，其特征在于测温管（5）上沿感应器高度方向设置并均布热电偶。

5.根据权利要求1所述的一种适用于液相强放热反应的等温反应器，其特征在于换热盘管（8）形式设置成双层换热盘管或三层以上的多层换热盘管，每层换热盘管均有其独立的进出水口和受反应器的控制装置控制的调节阀，控制装置和测温管相连。

6.根据权利要求1所述的一种适用于液相强放热反应的等温反应器，其特征在于所述液相强放热反应为六氟丙烯制六氟环氧丙烷的反应。

7.根据权利要求1所述的一种适用于液相强放热反应的等温反应器，其特征在于所述液相强放热反应为反应温度在100℃~250℃之间的液相反应。

8.根据权利要求1所述的一种适用于液相强放热反应的等温反应器，其特征在于所述液相强放热反应为反应温度在120℃~170℃之间的液相反应。

9.根据权利要求5所述的一种适用于液相强放热反应的等温反应器，其特征在于各层换热管的软水压力不同。