CN205495588U - 一种适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，该反应釜包含：釜体；设置在釜体中的搅拌器，该搅拌器由若干搅拌桨及一搅拌轴构成；及，设置在上述的搅拌桨之下的若干气体分布器；其中，上述的搅拌轴具有空心部，其设置在搅拌轴的下端，该空心部的第一端与进气管道连通，该空心部的第二端位于上述搅拌桨及气体分布器之间，上述的气体分布器通过搅拌轴的空心部与进气管道连通。本实用新型提供的安全反应釜，能使得气液充分混合，副产物气体及时排出，反应充分完全，有助于提高反应收率，反应物及产物损耗小，合成效率高，而且安全可靠，便于操作，尤其适用于氨基甲酸酯类化合物的合成工艺。

Description

一种适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜

技术领域

本实用新型涉及一种化工反应器，具体是一种用于尿素法合成氨基甲酸酯类化合物的反应釜。

背景技术

对于会产生副产物气体的化学工艺，常常需要一边反应一边排出副产物气体，这样可以打破现有反应平衡，以使反应向右进行完全。如氨基甲酸酯类化合物合成工艺，一般采取通入惰性气体带出反应过程产生的副产物气体，这就需要通入的惰性气体与反应液体充分混合，如采用常规反应釜，气液很难充分混合，反应效率不佳，原料转化率和收率较低。

尿素法合成氨基甲酸酯类化合物的传统反应器为带机械搅拌的无压或者高压反应釜（CN1231463C），这些带机械搅拌的反应釜在工业生产时会由于放大效应导致传质传热不均，使反应时间延长，严重的会导致工业生产失败；另外，传统的反应釜中惰性气体一般经过通入反应液面以下的盘管排氨，工业放大时可能会导致惰性气体与液体无法充分接触而不能及时排氨，影响反应效果。

因此，需要设计一种反应釜系统可以很好的解决尿素法合成氨基甲酸酯类化合物工业放大过程中所产生的传质传热不均、排氨及转化率低等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种安全反应釜，其适用于需要通入气体，进行气液混合，且反应生成副产物气体，需要推动反应向右进行完全的合成工艺，采用该反应釜，气液能达到充分混合，副产物气体能及时排出，反应充分，合成效率高。

为了达到上述目的，本实用新型提供的一种适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，该反应釜包含：

釜体，

设置在釜体中的搅拌器，该搅拌器由若干搅拌桨及一搅拌轴构成；

设置在所述的搅拌桨之下的若干气体分布器；

其中，所述的搅拌轴具有空心部，其设置在搅拌轴的下端，该空心部的第一端与进气管道连通，该空心部的第二端位于所述搅拌桨及气体分布器之间，所述的气体分布器通过搅拌轴的空心部与进气管道连通。

本实用新型中所述的“废气”是指副产物气体。

上述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其中，所述的反应釜还包含：设置在釜体的外部气体冷凝装置，该冷凝装置包含若干冷凝器，该冷凝器的进出口分别与釜体相连通。

上述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其中，所述的冷凝器上还设置有排气口，副产物气体通过该排气口排出。

上述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其中，冷凝器的尾部还设有截止阀，用以控制釜内反应压力及排气速度。

上述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其中，所述釜体的外部还设置有加热装置。

上述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其中，所述的搅拌桨为锚式、桨式、涡轮式、推进式、框式等,优选涡轮式，特别是双层斜叶涡轮、六叶圆盘涡轮。

上述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其中，所述的搅拌桨与气体分布器交错排列设置。

上述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其中，所述的气体分布器为一端封闭的圆管状物，该气体分布器的管壁设置若干小孔。

上述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其中，每根气体分布器上所有小孔截面积的总和大于等于该气体分布器圆管管径的截面积，使得进入气体分布器圆管的气体能够及时有效的经小孔排出，不存在返混积累。

上述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其中，所述的搅拌桨以搅拌轴的一点为中心，分散连接设置在搅拌轴上；所述的气体分布器以搅拌轴的一点为中心，分散连接设置在搅拌轴上。

本实用新型提供的安全反应釜，能使得气液充分混合，副产物气体及时排出，反应充分完全，有助于提高反应收率，反应物及产物损耗小，合成效率高，而且安全可靠，便于操作。

附图说明

图1为本实用新型的一种适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜的结构示意图。

图2为本实用新型的一种适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜的气体分布器23截面图。

图3为本实用新型的一种适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜的搅拌桨21及气体分布器23部分的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步地说明。

如图1所示，本实用新型的反应釜包含：釜体10，搅拌器20，及，气体冷凝装置30。

所述的釜体10为高压或者无压，筒体长径比（不含电机、机架等）范围为1:0.5~1.5，其材质可为不锈钢或搪瓷。

所述的釜体10的外部还可设置加热装置11。

所述的搅拌器20由若干搅拌桨21及一搅拌轴22构成，所述的搅拌桨21之下还设置有若干气体分布器23。所述的搅拌轴22具有空心部221，其设置在搅拌轴22的下端，该空心部221的第一端通过底轴套与进气管道连通；该空心部221的第二端位于所述搅拌桨21及搅拌轴22之间。

更优的实施例中，所述的气体分布器23以搅拌轴22的一点为中心，分散设置在其周围，与通过搅拌轴的空心部221与进气管道连通。更佳地，所述的气体分布器23为一端封闭的圆管状物，气体分布器23的管壁设置若干小孔231，如图2所示。更佳地，每根气体分布器23上所有小孔231截面积的总和应大于等于该气体分布器圆管管径的截面积，使得进入气体分布器圆管的气体能够及时有效的经小孔排出，不存在返混积累。工作时，气体由进气管道通过搅拌轴的空心部221进入气体分布器23，然后通过气体分布器23上的小孔231均匀分散在液体中，同时该气体分布器23也在随搅拌轴22转动，这样更进一步促使气体分布更加均匀。而且，搅拌桨的桨叶随搅拌轴转动会将微小气泡进一步打碎造成界面气液相接触，增加了传质传热效率，大大提高了转化率和产品纯度；在液体内部反应生成的副产物气体由于气液混合充分被及时带出反应体系，推动反应向正方向进行，缩短了反应时间，减小了工业化风险。

所述的搅拌桨21以搅拌轴的一点为中心，分散连接设置在其周围，搅拌桨为锚式、桨式、涡轮式、推进式、框式等，优选涡轮式，特别是双层斜叶涡轮、六叶圆盘涡轮形式。更优的实施例中，所述的搅拌桨22与气体分布器23交错排列，如图3所示。

所述的气体冷凝装置30设置在釜体10的外部，其包含若干冷凝器31，冷凝器31的进出口分别与釜体10相连，反应物和产物蒸汽经该冷凝器31冷却后，通过该出口回到釜体10内，大幅减小了反应损耗。该冷凝器31上还设置有排气口32，无法冷凝的副产物气体通过该排气口排出，以保证反应的安全以及反应的效率。该冷凝器的尾部还设有截止阀33，用以控制釜内反应压力及排气速度。该冷凝器的形式可为立式或者卧式，根据冷凝器形式的不同可以选择物料走壳程或者管程，其中的换热介质可选择一定温度的空气、水、蒸汽或者导热油，保证物料能够冷凝。

本实用新型提供的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜的工作流程为：将一定比例的物料加入釜体，密封好，用惰性气体排除釜内引入的空气，开启搅拌、加热，调节冷凝器里的换热介质到一定温度，等到釜内温度升至反应温度后，通入惰性气体排除反应生成的氨气，促进反应继续向右进行，可通过冷凝器后面的截止阀开度来调节釜内实际压力，通过冷凝器换热下来的物料回流至釜内。达到反应时间后停止加热和搅拌，终止该釜反应。

综上所述，本实用新型提供的安全反应釜，能使得气液充分混合，副产物气体及时排出，反应充分完全，有助于提高反应收率，且反应物及产物损耗小，合成效率高，安全可靠，便于操作，尤其适用于氨基甲酸酯类化合物的合成工艺。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其特征在于，该反应釜包含：

釜体（10），

设置在釜体（10）中的搅拌器（20），该搅拌器（20）由若干搅拌桨（21）及一搅拌轴（22）构成；

设置在所述的搅拌桨（21）之下的若干气体分布器（23）；

其中，所述的搅拌轴（22）具有空心部（221），其设置在搅拌轴（22）的下端，该空心部（221）的第一端与进气管道连通，该空心部（221）的第二端位于所述搅拌桨（21）及气体分布器（23）之间，所述的气体分布器（23）通过搅拌轴的空心部（221）与进气管道连通。

2.如权利要求1所述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其特征在于，所述的反应釜还包含：设置在釜体（10）的外部气体冷凝装置（30），该冷凝装置（30）包含若干冷凝器（31），该冷凝器（31）的进出口分别与釜体（10）相连通。

3.如权利要求2所述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其特征在于，所述的冷凝器（31）上还设置有排气口（32），副产物气体通过该排气口排出。

4.如权利要求2所述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其特征在于，所述的冷凝器（31）的尾部还设置有截止阀（33）。

5.如权利要求1所述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其特征在于，所述的釜体（10）的外部还设置有加热装置（11）。

6.如权利要求1所述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其特征在于，所述的搅拌桨（21）与气体分布器（23）交错排列设置，所述的搅拌桨（21）选择锚式、桨式、涡轮式、推进式、框式中的任意一种。

7.如权利要求6所述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其特征在于，所述的搅拌桨（21）为双层斜叶涡轮或六叶圆盘涡轮。

8.如权利要求1所述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其特征在于，所述的气体分布器（23）为一端封闭的圆管状物，该气体分布器（23）的管壁设置若干小孔（231）。

9.如权利要求8所述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其特征在于，每根气体分布器（23）上所有小孔（231）截面积的总和大于等于该气体分布器圆管管径的截面积。

10.如权利要求1所述的适用于反应过程有副产物气体生成的反应釜，其特征在于，所述的搅拌桨（21）以搅拌轴（22）的一点为中心，分散连接设置在搅拌轴上；所述的气体分布器（23）以搅拌轴（22）的一点为中心，分散连接设置在搅拌轴上。