CN205667847U - 一种用于苯甲基过氧化氢分解反应的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于苯甲基过氧化氢分解反应装置。反应釜罐体内腔由三块隔板将其分隔成顶部连通的四个分解室，隔板上端与反应釜内腔顶部间留有间隙，反应釜内腔左下部第一、第二分解室内设有加热器，反应釜罐体顶部设有阻垢剂加入口和两个气相出口，反应釜罐体右侧设有压差液位计口、温度传感器口，反应釜罐体右侧底部设有分解液出口，反应釜罐体底部设有循环分解液出口和循环分解液进口，循环分解液出口与进口之间通过外循环管路连接，外循环管路上装有调节阀、循环泵、换热器、流量计，反应釜罐体底部设有排污口和氧化液及催化剂进口。其有利于苯甲基过氧化氢的分解反应定向进行，提高目标产物的选择性和收率，反应过程易于控制、安全稳定。

Description

一种用于苯甲基过氧化氢分解反应的装置

技术领域

本实用新型涉及一种化工反应设备，特别是一种用于苯甲基过氧化氢分解反应的装置，适用于甲苯液相空气氧化反应产物苯甲基过氧化氢分解反应。

背景技术

在化工生产领域，由甲苯液相空气氧化反应得到中间产物苯甲基过氧化氢溶液，为了得到最终产物苯甲醇、苯甲醛等，需要对苯甲基过氧化氢溶液进行分解反应，传统的分解反应装置通常是按在非均相条件下，在碱水环境里，在两相界面处进行分解反应的方式进行设计的，设备需重点考虑相界面的相对稳定，因而整个分解反应装置往往类似一个相分离器，也有加入填料强化传质后再强化静态分相的结构形式。这种非均相的分解反应装置受工艺条件的制约，转化率和选择性通常不高，产生的各种杂质易堵塞设备内填料或分布器，从而导致设备不能很好地发挥效率，同时碱水相的引入，一方面会造成能量和原料的损失，另一方面也会带来废液处理的相关问题。就苯甲基过氧化氢溶液进行分解反应而言，为了在不引入新的化学介质条件下，在一个有机的均相环境里使反应定向的向苯甲醇、苯甲醛方向进行得到分解液，为了保证苯甲基过氧化氢的转化率和选择性，必须从分解反应装置的结构形式上作有针对性的开发设计，以使分解反应过程在产物浓度梯度与分解料液停留时间和阻垢剂浓度梯度上，实现分解反应在均相环境里的稳定、高效、定向分解功能的要求。为此，为了满足上述要求，对苯甲基过氧化氢溶液的分解反应装置进行改进显得尤为重要。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于苯甲基过氧化氢分解反应的装置，以提高分解反应的效率和选择性。

本实用新型解决其技术问题采取的技术方案是这样的：一种用于苯甲基过氧化氢分解反应的装置，包括反应釜罐体，反应釜内腔由三块竖向隔板将其分隔成顶部连通的依次为分解室一、分解室二、分解室三和分解室四，竖向隔板一、竖向隔板三下端与反应釜罐体内侧底部密封固定连接，上端与反应釜内腔顶部间留有间隙，反应釜内腔左下部设有加热器，加热管位于分解室一、分解室二内，通过加热管支撑架与反应釜罐体内壁固定连接，反应釜罐体顶部设有阻垢剂加入口和两个气体出口，反应釜罐体右侧设有压差液位计口、温度传感器口，反应釜罐体分解室四D外侧底部设有分解液出口，反应釜罐体分解室四D内侧底部设有循环分解液出口，反应釜罐体底部设有循环分解液进口，循环分解液出口与循环分解液进口之间通过外循环管路连接，外循环管路上装有调节阀、循环泵、换热器、流量计，反应釜罐体底部设有排污口和氧化液及催化剂进口。

本实用新型，氧化液及催化剂进口位于分解室一底部，循环分解液出口位于分解室四底部，分解液出口里侧，循环分解液进口位于分解室二底部。

本实用新型，竖向隔板二与反应釜罐体内腔左右侧壁固定密封连接，竖向隔板二上、下端与反应釜罐体内腔顶部和底部间均留有间隙。

本实用新型的工作原理如下：

甲苯液相空气氧化反应产物苯甲基过氧化氢溶液和催化剂从氧化液及催化剂进口进入反应釜的分解室一内，在分解室一内，苯甲基过氧化氢溶液在温度为120～160℃，压力为0.10～0.3MPa，在催化剂的作用下，进行定向的向苯甲醇、苯甲醛的方向进行反应，得到分解液，随着氧化液和催化剂的不断加入，反应后的分解液从分解室一溢流到分解室二和分解室三内，在分解室一和分解室二内，在加热器的加热作用下，分解液中甲苯进行汽化，在分解室三内，在反应釜罐体外加热循环的作用下，分解液中未汽化的甲苯继续汽化，分解室三中汽化的甲苯蒸汽同时从气体出口一和气体出口二溢出进入后续分解精馏工序，当分解室三内分解液的高度达到竖向隔板三的高度的时候，分解液从分解室三溢流到分解室四，最后从分解液出口流出进入后续脱甲苯工序。

由于苯甲基过氧化氢分解反应为放热反应，反应温度的控制是通过加热器和反应釜外的加热循环过程以及甲苯的汽化量来控制，加热器和反应釜的换热器用低压蒸汽进行加热，确保前三个分解室始终处于鼓泡沸腾状态，使物料混合均匀，确保反应定向进行，保证苯甲基过氧化氢的转化率及反应产物的高选择性。

本实用新型取得的有益效果是：

本实用新型采用前个分解三室加热，确保分解反应的整个过程物料混合均匀及反应的温度、压力等工艺条件，使反应定向进行，苯甲基过氧化氢的转化率达99%，目标产物的选择性达96%；又有甲苯蒸汽的不断溢出，保证了反应釜内的压力控制在固定值，使反应过程安全稳定；分解反应过程中，甲苯汽化移取大量的反应热，使得反应温度得到严格控制，反应副产物减少；反应装置上的温度、压力、液位、调节阀、流量计均为自控设置，使得分解反应过程更易于控制、安全稳定。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是竖向隔板一的正向视图。

图3是竖向隔板二的正向视图。

图4是竖向隔板三的正向视图。

图中标号含义如下：

A、分解室一 B、分解室二 C、分解室三 D、分解室四

1、反应釜内腔 2、反应釜罐体 3、气体出口一 4、人孔 5、阻垢剂加入口 6、气体出口二 7、压差液位计上口 8、温度传感器口 9、压差液位计下口 10、分解液出口 11、反应釜底座 12、循环分解液出口 13、调节阀 14、循环泵15、换热器 16、流量计 17、循环分解液进口 18、排污口 19、加热管支撑架 20、氧化液及催化剂进口 21、冷凝水出口 22、加热器23、蒸汽进口 24、加热管 25、竖向隔板一 26、竖向隔板二 27、竖向隔板三 。

具体实施方式

下面结合附图以及附图给出的具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，一种用于苯甲基过氧化氢分解反应的装置，反应釜内腔1内由竖向隔板一25、竖向隔板二26、竖向隔板三27将反应釜内腔1分隔成顶部连通的分解室一A、分解室二B、分解室三C、分解室四D依次四个分解室，竖向隔板一25、竖向隔板二26、竖向隔板三27上端与反应釜内腔顶部间均留有间隙，以使液体自由通过。见图2、图3、图4，给出的三块竖向隔板的形状，竖向隔板一25和竖向隔板三27下端与反应釜罐体内腔底部形状一致且密封固定连接，竖向隔板二26两侧面为弧形与反应釜罐体内腔左右侧壁相吻合且密封固定连接，竖向隔板二26的上、下端与反应釜罐体内腔顶部和底部均留有间隙。反应釜内腔左下部设有加热器22，加热管24位于A、B分解室内，通过加热管支撑架19与反应釜罐体内壁固定连接，反应釜罐体分解室一A顶部设有气体出口一3、分解室四D顶部设有气体出口二6、分解室三C顶部设有阻垢剂加入口5，反应釜罐体右侧设有压差液位计上口7和压差液位计上口9、温度传感器口8，反应釜罐体分解室四D外侧底部设有分解液出口10，反应釜罐体分解室四D内侧底部设有循环分解液出口12，反应釜罐体分解室二B底部设有循环分解液进口17，循环分解液出口12与循环分解液进口17之间通过外循环管路连接，外循环管路上装有调节阀13、循环泵14、换热器15、流量计16，反应釜罐体分解室二B底部设有排污口18，反应釜罐体分解室一A底部设有氧化液及催化剂进口20。

工作过程描述如下：

甲苯液相空气氧化反应产物苯甲基过氧化氢溶液和催化剂从氧化液及催化剂进口20进入反应釜的分解室一A内，苯甲基过氧化氢溶液在温度120～160℃，压力0.10～0.3MPa，在催化剂的作用下，进行定向的向苯甲醇、苯甲醛的方向进行反应，得到分解液，随着氧化液和催化剂的不断加入，反应后的分解液从分解室一A溢流到分解室二B和分解室三C内，在分解室一A和分解室二B内，在加热器22的作用下，分解液中甲苯进行汽化，在分解室三C内，在反应釜罐体外加热循环的作用下，分解液中未汽化的甲苯继续汽化，分解室三C中汽化的甲苯蒸汽同时从气体出口一3和气体出口二6溢出进入后续分解精馏工序，当分解室三C内分解液的高度达到竖向隔板三27的高度的时候，分解液从分解室三C溢流到分解室四D，最后从分解液出口10流出进入后续脱甲苯工序。

分解过程中，由于苯甲基过氧化氢分解反应为放热反应，反应温度的控制是通过加热器22和反应釜外的加热循环过程以及甲苯的汽化量来控制，加热器22和反应釜的换热器15用低压蒸汽进行加热，确保前三个分解室始终处于鼓泡沸腾状态，使物料混合均匀，确保反应定向进行，保证苯甲基过氧化氢的转化率及反应产物的高选择性；分解反应过程中压力的控制通过汽化甲苯蒸汽的溢出量来控制；分解反应的停留时间通过反应釜内液位的高度来控制，如果液位过高，则反应釜内上部气液分离空间不够，造成甲苯蒸汽夹带液相分解液至后续分解精馏塔，直接出料，这部分夹带的液相停留时间很短，造成分解反应不充分；分解反应过程中，氧化液和催化剂加入质量的和与分解液排出及汽化的有机物质量和相同；为了保证分解反应的正常进行，在反应过程中，须在分解室三C内加入阻垢剂，预防设备结垢。

Claims (2)

1.一种用于苯甲基过氧化氢分解反应的装置，包括反应釜罐体（2），其特征在于反应釜内腔（1）内由竖向隔板一（25）、竖向隔板二（26）、竖向隔板三（27）将反应釜内腔（1）分隔成顶部连通的分解室一（A）、分解室二（B）、分解室三（C）、分解室四（D）四个分解室，竖向隔板一（25）、竖向隔板三（27）下端与反应釜罐体内侧底部密封固定连接，上端与反应釜内腔顶部间留有间隙，反应釜内腔左下部设有加热器（22），加热管（24）位于分解室一（A）、分解室二（B）内，通过加热管支撑架（19）与反应釜罐体内壁固定连接，反应釜罐体顶部设有气体出口一（3）、气体出口二（6）、阻垢剂加入口（5），反应釜罐体右侧设有压差液位计口、温度传感器口，反应釜罐体分解室四（D）外侧底部设有分解液出口（10），反应釜罐体分解室四（D）内侧底部设有循环分解液出口（12），反应釜罐体分解室二（B）底部设有循环分解液进口（17），循环分解液出口（12）与循环分解液进口（17）之间通过外循环管路连接，外循环管路上装有调节阀（13）、循环泵（14）、换热器（15）、流量计（16），反应釜罐体分解室（B）底部设有排污口（18），反应釜罐体分解室（A）底部设有氧化液及催化剂进口（20）。

2.根据权利要求1所述的用于苯甲基过氧化氢分解反应的装置，其特征在于竖向隔板二（26）与反应釜罐体内腔左右侧壁密封固定连接。