CN204544133U - 反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种反应釜，包括：反应容器，包括反应腔；入料管路，一部分设置在反应腔内，入料管路的出口位于反应腔内；第一温度检测装置，包括第一温度检测部和用于驱动第一温度检测部沿纵向运动的驱动部，第一温度检测部设置在驱动部上并位于反应腔内；出料管路，一部分设置在反应腔内，出料管路的入口位于反应腔内。本实用新型的反应釜设置有第一温度检测装置，包括第一温度检测部和驱动第一温度检测部的驱动部，例如拉杆和设置在拉杆端部的热偶，因此可以根据第一温度检测部跨越液面时的温度变化而判断液面的位置，进而得到反应腔内的液体溶剂的余量，以便控制液体溶剂的量在合理范围内，保障反应的正常进行。

Description

反应釜

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，具体而言，涉及一种反应釜。

背景技术

反应釜是化工领域中广泛使用的反应器，其中具有搅拌功能的反应釜称为搅拌釜反应器。按照反应釜的用途对其进行分类，有液相均相反应釜、气液两相反应釜、固液两相反应釜和气液固三相反应釜。化工生产的很多工艺都会遇到气液固三相混合的反应环境，因此气液固三相反应釜是应用最广泛的反应釜，气液固三相反应釜由于广泛的应用和釜内复杂的传递现象，一直以来都是化学反应工程的重点和难点。

合成气制混合醇技术是非石油路线合成液体燃料、油品添加剂和大宗化学品的重点技术，而混合醇作为一种良好的汽油添加剂，具有较高的辛烷值，并且能够与汽油良好的进行掺混，可以代替甲基叔丁基醚(MTBE)。此外，混合醇本身是一种良好的清洁燃料，具有燃烧充分、效率高且CO、NO及烃类排放量少等优点，又由于可以与目前的汽车发动机系统兼容而可以替代汽油燃料。混合醇经分离得到的乙、丙、丁、戊醇等C2+OH醇是生产医药、聚酯等大宗化学品的重要中间体，具有很高的经济价值。此外，分离得到的含6个碳原子以上的高碳醇是合成表面活性剂、洗涤剂、增塑剂及其它精细化工品的原料，具有单位产值高、附加值大等优点。

在合成气转化为低碳醇的放热反应过程中，固定床反应器不可避免地会在反应釜内产生热点，若热点不能及时冷却，则会造成反应釜飞温、催化剂烧结等诸多问题。因此采用浆态床进行反应，浆态床具有床层的等温性、反应的高效性、原料的适应性等优点，更适宜于合成气制低碳醇的反应过程。合成气制低碳醇反应为气液固三相反应体系，进行浆态床催化剂的开发就必然涉及到催化剂的磨损强度问题，对催化剂进行实验室规模的性能评价就需采用带有搅拌功能的反应釜装置，用以评价在浆态床反应器中催化剂的活性和耐磨损性能。而由于合成气制低碳醇的反应条件为反应压力一般控制4-10MPa，反应温度230-350℃，在此条件下反应产物(水、低碳醇、部分烃类)均为气相产物，因此需要加入起始溶剂与催化剂混合形成浆液，并且在反应过程中由于起始溶剂(一般为液体石蜡)馏程较轻部分的气化、气相产物的夹带，势必造成反应器内液体量的减少，使得反应釜内的液面发生变化。因此，需要检测反应釜中的液位，以减少液体溶剂的流失，保障反应的顺利进行。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种反应釜，以解决现有技术中的难以检测反应釜内液体溶剂余量的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种反应釜，包括：反应容器，包括反应腔；入料管路，一部分设置在反应腔内，入料管路的出口位于反应腔内；第一温度检测装置，包括第一温度检测部和用于驱动第一温度检测部沿纵向运动的驱动部，第一温度检测部设置在驱动部上并位于反应腔内；出料管路，一部分设置在反应腔内，出料管路的入口位于反应腔内。

进一步地，反应釜还包括反吹支路，反吹支路连接反吹气源和出料管路。

进一步地，反应釜还包括：多个气液界面温度检测部，相间隔地设置在反应腔内的不同深度处；气相温度检测部，设置在反应腔内，气相温度检测部的水平高度高于多个气液界面温度检测部的最高高度；液相温度检测部，设置在反应腔内，液相温度检测部的水平高度低于多个气液界面温度检测部的最低高度。

进一步地，反应釜还包括冷却管路，一部分设置在反应腔内，冷却管路包括盘管段，盘管段位于反应腔内。

进一步地，反应釜还包括气体均布装置，气体均布装置设置在入料管路的出口处，气体均布装置包括壳体和分散地设置在壳体上的多个过气孔，入料管路与壳体围成内腔连通。

进一步地，过气孔的直径范围为2微米至20微米。

进一步地，反应釜还包括过滤器，过滤器设置在出料管路的入口处。

进一步地，过滤器的过滤直径范围为2微米至20微米。

进一步地，反应釜还包括搅拌器，搅拌器的搅拌部设置在反应腔内。

进一步地，搅拌部包括位于在反应腔的不同深度的多个叶轮。

进一步地，反应釜还包括用于加热反应容器的加热装置，加热装置设置在反应容器的外部。

进一步地，反应容器的上部具有扩径结构，出料管路的入口位于扩径结构处。

本实用新型的反应釜在进行催化剂检测反应过程中，反应腔为气液固三相混合区，并且随着反应的进行液面还会变化，本实用新型的反应釜设置有第一温度检测装置，包括第一温度检测部和驱动第一温度检测部的驱动部，例如拉杆和设置在拉杆端部的热偶，因此可以根据第一温度检测部跨越液面时的温度变化而判断液面的位置，进而得到反应腔内的液体溶剂的余量，以便控制液体溶剂的量在合理范围内，保障反应的正常进行。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的反应釜的实施例的结构示意图。

图中附图标记：10、反应容器；11、反应腔；21、入料管路；22、出料管路；30、第一温度检测装置；40、反吹支路；51、气液界面温度检测部；52、气相温度检测部；53、液相温度检测部；60、冷却管路；61、盘管段；70、气体均布装置；80、过滤器；90、搅拌器；91、叶轮；100、加热装置；200、安全阀；300、压力表。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型提供了一种反应釜，如图1所示，该反应釜包括：反应容器10，包括反应腔11；入料管路21，一部分设置在反应腔11内，入料管路21的出口位于反应腔11内；第一温度检测装置30，包括第一温度检测部和用于驱动第一温度检测部沿纵向运动的驱动部，第一温度检测部设置在驱动部上并位于反应腔11内；出料管路22，一部分设置在反应腔11内，出料管路22的入口位于反应腔11内。

本实用新型的反应釜在进行催化剂检测反应过程中，反应腔11为气液固三相混合区，并且随着反应的进行液面还会变化，本实用新型的反应釜设置有第一温度检测装置30，包括第一温度检测部和驱动第一温度检测部的驱动部，例如拉杆和设置在拉杆端部的热偶，因此可以根据第一温度检测部跨越液面时的温度变化而判断液面的位置，进而得到反应腔11内的液体溶剂的余量，以便控制液体溶剂的量在合理范围内，保障反应的正常进行。

进一步地，反应釜还包括反吹支路40，反吹支路40连接反吹气源和出料管路22。该反吹支路40能够在管路不通畅的时候向管路中充入气体，反向吹通管路，从而快速排出堵塞，避免反应停止。该反吹支路40通氮气或其他惰性的气体。

优选地，多个气液界面温度检测部51，相间隔地设置在反应腔11内的不同深度处；气相温度检测部52，设置在反应腔11内，气相温度检测部52的水平高度高于多个气液界面温度检测部51的最高高度；液相温度检测部53，设置在反应腔11内，液相温度检测部53的水平高度低于多个气液界面温度检测部51的最低高度。

多个气液界面温度检测部51可以检测出气液界面所在的位置范围，并且还能够检测反应腔11的不同深度的温度分布情况。

优选地，反应釜还包括冷却管路60，一部分设置在反应腔11内，冷却管路60包括盘管段61，盘管段61位于反应腔11内。冷却管路60内通冷媒，可以是冷却液体或冷却气体，以控制反应温度，防止发生飞温进而引发事故，并且在反应结束后能够对反应釜主体进行降温，相比反应釜自然冷却，节省了时间。

优选地，反应釜还包括气体均布装置70，气体均布装置70设置在入料管路21的出口处，气体均布装置70包括壳体和分散地设置在壳体上的多个过气孔，入料管路21与壳体围成内腔连通。气体均布装置70可以使气体形成高分散度且均匀分布的气泡，并以鼓泡形式进入浆液中，扩大了原料气与催化剂在浆液中的接触面积，利于提高反应的转化率及产物生成率。优选地，气体分布器上的多个过气孔的开口方向朝向反应容器10的底部设置，以防止催化剂沉淀或其他固体颗粒沉积入气体均布装置70的内部。

优选地，过气孔的直径范围为2微米至20微米。更优选地，过气孔的直径范围为3微米至15微米。更优选地，过气孔的直径范围为5微米至10微米。

优选地，反应釜还包括过滤器80，过滤器80设置在出料管路22的入口处。设置小于催化剂粒径的过滤器80，可以防止催化剂夹带至后路系统，减少反应釜内催化剂的损失，并且防止热高分含有固体而造成的底部减压阀磨损。

优选地，过滤器80的过滤直径范围为2微米至20微米。更优选地，过滤器80的过滤直径范围为2微米至10微米。更优选地，过滤器80的过滤直径范围为2微米至5微米。

优选地，反应釜还包括搅拌器90，搅拌器90的搅拌部设置在反应腔11内。更优选地，搅拌部包括位于在反应腔11的不同深度的多个叶轮91。多个叶轮91能够使得催化剂存在的区间固液混合更为充分，使催化剂与起始溶剂混合形成均一分布的浆液体系，利于反应传热传质，并且双搅拌使得搅拌涉及的空间增大，从而可以加大起始溶剂及催化剂的装填量。

优选地，反应釜还包括用于加热反应容器10的加热装置100，加热装置100设置在反应容器10的外部。反应容器10外部设置带程序升温的电加热/油浴加热功能，可以按照升温要求设置升温程序，并且方便调节反应时所需的温度。

优选地，反应容器10的上部具有扩径结构，出料管路22的入口位于扩径结构处。扩径结构作用之一是降低气相产物的线速，防止或减少起始溶剂的夹带，从而避免再另外加设反应器补液装置，降低了系统的投入费用；作用之二是较下部的反应腔11而言，增大了反应容器10的法兰盖面积，使得在其上的开孔便于分布。

优选地，扩径结构的直径为浆液存在的反应腔11的直径的1.2～2.0倍。更优选地，扩径结构的直径为浆液存在的反应腔11的直径的1.4～1.7倍。

优选地，合成气制低碳醇反应压力一般控制为4-10MPa，温度为230-350℃，在该压力下反应产物均为气相产物，反应器顶部设置安全阀200可以有效防止反应过分剧烈时造成的压力突升，保护设备及人员安全。优选地，反应釜还包括检测反应腔11的内部压力的压力表300。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：本实用新型的反应釜很好的解决了合成气制低碳醇空速较高、气相产物产量较大、反应易飞温，催化剂易向后路夹带等特殊要求，并且可以大大增加催化剂的装填量，增加产物产量，使得采集的数据更为准确，更好的满足合成气制低碳醇浆态床催化剂性能评价的要求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种反应釜，其特征在于，包括：

反应容器(10)，包括反应腔(11)；

入料管路(21)，一部分设置在所述反应腔(11)内，所述入料管路(21)的出口位于所述反应腔(11)内；

第一温度检测装置(30)，包括第一温度检测部和用于驱动所述第一温度检测部沿纵向运动的驱动部，所述第一温度检测部设置在所述驱动部上并位于所述反应腔(11)内；

出料管路(22)，一部分设置在所述反应腔(11)内，所述出料管路(22)的入口位于所述反应腔(11)内。

2.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述反应釜还包括反吹支路(40)，所述反吹支路(40)连接反吹气源和所述出料管路(22)。

3.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述反应釜还包括：

多个气液界面温度检测部(51)，相间隔地设置在所述反应腔(11)内的不同深度处；

气相温度检测部(52)，设置在所述反应腔(11)内，所述气相温度检测部(52)的水平高度高于所述多个气液界面温度检测部(51)的最高高度；

液相温度检测部(53)，设置在所述反应腔(11)内，所述液相温度检测部(53)的水平高度低于所述多个气液界面温度检测部(51)的最低高度。

4.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述反应釜还包括冷却管路(60)，一部分设置在所述反应腔(11)内，所述冷却管路(60)包括盘管段(61)，所述盘管段(61)位于所述反应腔(11)内。

5.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述反应釜还包括气体均布装置(70)，所述气体均布装置(70)设置在所述入料管路(21)的出口处，所述气体均布装置(70)包括壳体和分散地设置在所述壳体上的多个过气孔，所述入料管路(21)与所述壳体围成内腔连通。

6.根据权利要求5所述的反应釜，其特征在于，所述过气孔的直径范围为2微米至20微米。

7.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述反应釜还包括过滤器(80)，所述过滤器(80)设置在所述出料管路(22)的入口处。

8.根据权利要求7所述的反应釜，其特征在于，所述过滤器(80)的过滤直径范围为2微米至20微米。

9.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述反应釜还包括搅拌器(90)，所述搅拌器(90)的搅拌部设置在所述反应腔(11)内。

10.根据权利要求9所述的反应釜，其特征在于，所述搅拌部包括位于在所述反应腔(11)的不同深度的多个叶轮(91)。

11.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述反应釜还包括用于加热所述反应容器(10)的加热装置(100)，所述加热装置(100)设置在所述反应容器(10)的外部。

12.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述反应容器(10)的上部具有扩径结构，所述出料管路(22)的入口位于所述扩径结构处。