CN205361336U - 一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器 - Google Patents
一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种制备2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸用反应器，包括反应器本体，反应器本体的左侧反应器壁上从上到下依次设置有混合液进口、异丁烯进料口、冷冻盐水进口和热水出口，异丁烯进料口连接有异丁烯喷射混合器，异丁烯喷射混合器设置在反应器本体内部，异丁烯喷射混合器连接有导流筒，导流筒为圆柱形空心筒体，该反应器能够全面搅拌均匀，异丁烯参加反应更加充分，反应过程中温度控制比较平稳，使得原料丙烯腈、异丁烯、发烟硫酸的反应更加充分，所得到的2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸的产品纯度高，反应成本低，产品收率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种反应器，具体地说 ,涉及一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器 ,属于化工设备技术领域。
背景技术
合成2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸可分为一步法和二步法。一步法是将原料丙烯腈、异丁烯、发烟硫酸在在适当温度下一起反应，然后分离出产物2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；二步法是在反应溶剂存在下先将异丁烯于低温下用发烟硫酸或SO3磺化，得到磺化中间体，然后在硫酸存在下与丙烯腈反应，之后分离出产物2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。比较两种方法，一步法较两步法投资少、成本低，工艺及设备简单，反应周期短，后处理过程简单，产品收率、纯度高，为国内外制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的主要方法。
我们在分析有关文献的基础上，首先采用文献方法进行了大量的实验，发现无论是一步法还是二步法，实施工业生产均存在很多问题，丙烯腈、异丁烯、发烟硫酸在反应器中进行混合反应，反应器搅拌不均匀，而且异丁烯直接通入到反应器内，异丁烯参加反应不充分，反应过程中温度较难控制，使得原料丙烯腈、异丁烯、发烟硫酸的反应更加不充分，所得到的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的产品纯度低，反应成本高，产品收率低，目前，使用现有的反应器进行反应，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸产品纯度为96%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸收率为89%。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器,该反应器能够全面搅拌均匀，异丁烯参加反应更加充分，反应过程中温度控制比较平稳，使得原料丙烯腈、异丁烯、发烟硫酸的反应更加充分，所得到的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的产品纯度高，反应成本低，产品收率高。
为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：包括反应器本体，反应器本体的左侧反应器壁上从上到下依次设置有混合液进口、异丁烯进料口、冷冻盐水进口和热水出口；
所述异丁烯进料口连接有异丁烯喷射混合器，异丁烯喷射混合器设置在反应器本体内部；
所述异丁烯喷射混合器连接有导流筒，导流筒为圆柱形空心筒体；
所述导流筒具有两个封闭端，导流筒的侧壁上设置有若干个分散孔，分散孔在导流筒的侧壁上均匀分布，相邻两个分散孔之间的距离为10-12 mm，分散孔为椭圆形孔。
一种优化的方案，所述导流筒的公称直径为450 mm、高度为300 mm；
所述混合液进口的公称直径为65mm，异丁烯进料口2的公称直径为20mm；
所述冷冻盐水进口的公称直径为50mm，热水出口的公称直径为50mm。
一种优化的方案，所述的一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：所述导流筒的公称直径为450 mm、高度为300 mm；
所述混合液进口的公称直径为65mm，异丁烯进料口的公称直径为20mm；
所述冷冻盐水进口的公称直径为50mm，热水出口的公称直径为50mm。
进一步地，所述反应器本体的公称直径为1300mm、高度为1400mm。
进一步地，所述反应器本体的顶部设有电机减速器机架，电机减速器机架上设置有电机和减速器，电机的为功率11kw；
所述电机的下端连接有搅拌轴，搅拌轴插入到反应器本体的内部，搅拌轴的搅拌转速80-240rpm，搅拌轴的公称直径为80㎜。
进一步地，所述搅拌轴上从上到下依次设置有上层搅拌器、中层搅拌器和下层搅拌器；
所述上层搅拌器为四斜叶下压式搅拌器，上层搅拌器的搅拌直径为700mm，第一桨叶的投影高度为85mm，第一桨叶的水平倾斜角为50°。
进一步地，所述中层搅拌器为斜叶下压式搅拌器，中层搅拌器的搅拌桨直径为360㎜，第二桨叶的投影高度为45mm，第二桨叶的水平倾斜角为为55°；
所述下层搅拌器为三叶后掠式搅拌器，下层搅拌器的搅拌直径为680㎜，第三桨叶的高度为95㎜，第三桨叶的后掠角为27°，第三桨叶的上倾角为15°。
进一步地，所述反应器本体的上部左侧设置有人孔，人孔的公称直径为450 mm，反应器本体的上部右侧设置有安全防暴口，安全防暴口的公称直径为100 mm。
进一步地，所述反应器本体底部设置有热水放尽口、物料出口和热水进口，热水放尽口公称直径为50mm，物料出口公称直径为65mm，热水进口公称直径为50mm。
进一步地，所述反应器本体内部的器壁上设置有挡板。
本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器,该反应器能够全面搅拌均匀，异丁烯参加反应更加充分，反应过程中温度控制比较平稳，使得原料丙烯腈、异丁烯、发烟硫酸的反应更加充分，所得到的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的产品纯度高，反应成本低，产品收率高。
使用该反应器反应生产2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，反应过程中温度控制比较平稳，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸产品收率可达到93%，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸产品纯度可达到98%。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
附图说明
附图1是本实用新型实施例中一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器的结构示意图；
附图2是本实用新型实施例中导流筒结构示意图。
图中，
1-混合液进口，2-异丁烯进料口，3-冷冻盐水进口，4-热水出口，5-热水放尽口，6-物料出口，7-热水进口，8-下层搅拌器，81-第三桨叶，9-中层搅拌器，91-第二桨叶，10-导流筒，101-分散孔，11-挡板，12-上层搅拌器，121-第一桨叶，13-冷冻盐水出口，14-安全防暴口，15-电机减速器机架，16-人孔，17-反应器本体，18-搅拌轴，19-异丁烯喷射混合器。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
实施例，如图1、图2所示，一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，包括反应器本体17，反应器本体17的公称直径为1300mm、高度为1400mm，反应器本体17的材质为316L不锈钢，反应器本体17的顶部和底部采用标准椭圆封头。
反应器本体17的顶部设有电机减速器机架15，电机减速器机架15为双支点机架，采用双端面机械密封，电机减速器机架15上设置有电机和减速器，电机的为功率11kw，电机的下端连接有搅拌轴18，搅拌轴18插入到反应器本体17的内部，搅拌轴18的搅拌转速80-240rpm，搅拌轴18的公称直径为80㎜。
搅拌轴18上从上到下依次设置有上层搅拌器12、中层搅拌器9和下层搅拌器8：上层搅拌器12为四斜叶下压式搅拌器，上层搅拌器12的搅拌直径为700mm，第一桨叶121的投影高度为85mm，第一桨叶121的水平倾斜角为50°；
中层搅拌器9为斜叶下压式搅拌器，中层搅拌器9的搅拌桨直径为360㎜，第二桨叶91的投影高度为45mm，第二桨叶91的水平倾斜角为为55°；
下层搅拌器8为三叶后掠式搅拌器，下层搅拌器8的搅拌直径为680㎜，第三桨叶81的高度为95㎜，第三桨叶81的后掠角为27°，第三桨叶81的上倾角为15°。
反应器本体17的上部左侧设置有人孔16，人孔16的公称直径为450 mm，反应器本体17的上部右侧设置有安全防暴口14，安全防暴口14的公称直径为100 mm。
反应器本体17的左侧反应器壁上从上到下依次设置有混合液进口1、异丁烯进料口2、冷冻盐水进口3和热水出口4。反应器本体17的右侧反应器壁上设置有冷冻盐水出口13，冷冻盐水出口13的公称直径为50mm。
混合液进口1的公称直径为65mm，异丁烯进料口2的公称直径为20mm，异丁烯进料口2连接有异丁烯喷射混合器19，异丁烯喷射混合器19设置在反应器本体17内部，异丁烯喷射混合器19连接有导流筒10，导流筒10设置在中层搅拌桨9的外部，导流筒10为圆柱形空心筒体，导流筒10的公称直径为450 mm、高度为300 mm。导流筒10具有两个封闭端，导流筒10的侧壁上设置有若干个分散孔101，分散孔101在导流筒10的侧壁上均匀分布，相邻两个分散孔101之间的距离为10-12 mm，分散孔101为椭圆形孔。
冷冻盐水进口3的公称直径为50mm，热水出口4的公称直径为50mm。
反应器本体17底部设置有热水放尽口5、物料出口6和热水进口7，热水放尽口5公称直径为50mm，物料出口6公称直径为65mm，热水进口7公称直径为50mm。
反应器本体17内部的器壁上设置有挡板11。
结果分析：国内现有反应器由于没有异丁烯喷射混合器19的喷射和导流筒10的强制分散，通常反应器通入异丁烯时是用65*3.5㎜的管子通入，然后通过搅拌分散，往往会导致异丁烯分散不均、局部温度过高，产品的质量差、收率低。
该反应器能够全面搅拌均匀，异丁烯参加反应更加充分，反应过程中温度控制比较平稳，使得原料丙烯腈、异丁烯、发烟硫酸的反应更加充分，所得到的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的产品纯度高，反应成本低，产品收率高。
使用该反应器反应生产2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，反应过程中温度控制比较平稳，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸产品收率可达到93%，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸产品纯度可达到98%。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本实用新型内容，不应理解为是对本实用新型保护范围的限制，只要是根据本实用新型技术方案所作的改进，均落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：包括反应器本体（17），反应器本体（17）的左侧反应器壁上从上到下依次设置有混合液进口（1）、异丁烯进料口（2）、冷冻盐水进口（3）和热水出口（4）；
所述异丁烯进料口（2）连接有异丁烯喷射混合器（19），异丁烯喷射混合器（19）设置在反应器本体（17）内部；
所述异丁烯喷射混合器（19）连接有导流筒（10），导流筒（10）为圆柱形空心筒体；
所述导流筒（10）具有两个封闭端，导流筒（10）的侧壁上设置有若干个分散孔（101），分散孔（101）在导流筒（10）的侧壁上均匀分布，相邻两个分散孔（101）之间的距离为10-12 mm，分散孔（101）为椭圆形孔。
2.如权利要求1所述的一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：所述导流筒（10）的公称直径为450 mm、高度为300 mm；
所述混合液进口（1）的公称直径为65mm，异丁烯进料口（2）的公称直径为20mm；
所述冷冻盐水进口（3）的公称直径为50mm，热水出口（4）的公称直径为50mm。
3.如权利要求1所述的一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：所述反应器本体（17）的公称直径为1300mm、高度为1400mm。
4.如权利要求1所述的一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：所述反应器本体（17）的顶部设有电机减速器机架（15），电机减速器机架（15）上设置有电机和减速器，电机的为功率11kw；
所述电机的下端连接有搅拌轴（18），搅拌轴（18）插入到反应器本体（17）的内部，搅拌轴（18）的搅拌转速80-240rpm，搅拌轴（18）的公称直径为80㎜。
5.如权利要求4所述的一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：所述搅拌轴（18）上从上到下依次设置有上层搅拌器（12）、中层搅拌器（9）和下层搅拌器（8）；
所述上层搅拌器（12）为四斜叶下压式搅拌器，上层搅拌器（12）的搅拌直径为700mm，第一桨叶（121）的投影高度为85mm，第一桨叶（121）的水平倾斜角为50°。
6.如权利要求5所述的一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：所述中层搅拌器（9）为斜叶下压式搅拌器，中层搅拌器（9）的搅拌桨直径为360㎜，第二桨叶（91）的投影高度为45mm，第二桨叶（91）的水平倾斜角为55°；
所述下层搅拌器（8）为三叶后掠式搅拌器，下层搅拌器（8）的搅拌直径为680㎜，第三桨叶（81）的高度为95㎜，第三桨叶（81）的后掠角为27°，第三桨叶（81）的上倾角为15°。
7.如权利要求1所述的一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：所述反应器本体（17）的上部左侧设置有人孔（16），人孔（16）的公称直径为450 mm，反应器本体（17）的上部右侧设置有安全防暴口（14），安全防暴口（14）的公称直径为100 mm。
8.如权利要求1所述的一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：所述反应器本体（17）底部设置有热水放尽口（5）、物料出口（6）和热水进口（7），热水放尽口（5）公称直径为50mm，物料出口（6）公称直径为65mm，热水进口（7）公称直径为50mm。
9.如权利要求1所述的一种制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸用反应器，其特征在于：所述反应器本体（17）内部的器壁上设置有挡板（11）。
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