CN206746509U - 一种反应分离一体式合成装置 - Google Patents
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Abstract
一种反应分离一体式合成装置，反应器包括有呈圆柱体型内部空腔式的反应器本体；反应器本体的外部包裹有反应器夹套；反应器本体的顶部设有电机，电机的底部设有贯穿于反应器本体的顶部的电机轴，电机轴的末端固定有搅拌桨；反应器本体的内部内配有加热盘管；反应器本体的底部设有催化剂筐架和氮气分布管；气相出口经由气相管连接于脱气塔的底部；液相回流入口经由回液管连接于脱气塔的底部；脱气塔包括有位于下部的填料段和位于上部的冷凝段。优点在于：提高传质传热效果，缩短升温时间，提高效率；降低催化剂的损耗，减少催化剂的填补次数，降低成本；提高原材料的转化率，产品的收率；降低溶剂的消耗，降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种反应分离一体合成装置，特别是涉及一种固液或液液反应，反应合成生成气体或低沸点液体，需要及时将生成的气体或低沸点液体排出体系从而加速合成的装置。
背景技术
传统的釜式反应器均为间歇式反应器，当反应合成过程中生成的气体或低沸点液体浓度较高时，整个反应就会达到一个平衡，从而阻碍了正向反应进行，这样就会出现原料转化率低、产品收率低、产能无法提高等问题。对一些有机化工产品而言，规模化生产对现有工艺要求已不再适合。
现有单纯釜式反应器主要存在以下问题需要解决：
⑴釜式反应器传质传热效果容易跟不上。
⑵散入到釜内的合成催化剂损耗比较多。
⑶釜内合成反应一段时间后，整个反应达到平衡即达到反应终点，原料转化率低，产品收率低。
⑷反应期间若打开放空排气，则溶剂损耗较大。
实用新型内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种反应分离一体式合成装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种反应分离一体式合成装置，包括位于底部的反应器和连接于反应器顶部出口的脱气塔；所述反应器包括有呈圆柱体型内部空腔式的反应器本体；所述反应器本体的外部包裹有用于给反应器本体加热提温至反应温度的反应器夹套；反应器本体的顶部设有电机，电机的底部设有贯穿于反应器本体的顶部的电机轴，电机轴的末端固定有搅拌桨；反应器本体的内部内配有呈螺旋状的加热盘管；反应器本体的底部设有用来放置触媒筐的催化剂筐架；催化剂筐架的底部设有氮气分布管，所述氮气分布管贯穿于反应器本体的底部并连接于氮气管线上；反应器本体的顶部两侧设有气相出口和液相回流入口；气相出口经由气相管连接于脱气塔的底部；液相回流入口经由回液管连接于脱气塔的底部；脱气塔包括有位于下部的填料段和位于上部的冷凝段。
本实用新型还具有以下附加技术特征：
作为本方案进一步具体优化的，所述加热盘管包括有呈中心对称的上加热盘管和下加热盘管；所述加热盘管的底部设有单个进液口I、顶部设有两个出液口I；所述加热盘管的底部设有单个进液口II、顶部设有两个出液口II。
作为本方案进一步具体优化的，所述触媒筐中装填有催化剂，外边用不锈钢丝网包好；所述触媒筐设有若干个，均固定在反应器本体内部。
作为本方案进一步具体优化的，所述反应器夹套的底部设有介质进口、顶部设有介质出口；所述反应器夹套的外部包裹有保温层。
本实用新型和现有技术相比，其优点在于：
⑴提高传质传热效果，缩短升温时间，提高效率；
⑵降低催化剂的损耗，减少催化剂的填补次数，降低成本；
⑶提高原材料的转化率，产品的收率；
⑷降低溶剂的消耗，降低成本。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型的反应器结构示意图；
图3是本实用新型的加热盘管结构示意图；
图中：I反应器，II脱气塔，1加热盘管，2反应器夹套，3搅拌桨，4催化剂筐架，5氮气分布管，6冷凝段，7填料段，8回液管，9气相管，10电机，气相出口11；液相回流入口12；出液口I13；两个出液口II14；上加热盘管1a；下加热盘管1b；单个进液口I11；单个进液口II12。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
一种反应分离一体式合成装置，包括位于底部的反应器I和连接于反应器I顶部出口的脱气塔II；所述反应器I包括有呈圆柱体型内部空腔式的反应器本体；所述反应器本体的外部包裹有用于给反应器本体加热提温至反应温度的反应器夹套2；所述反应器夹套2的底部设有介质进口、顶部设有介质出口；所述反应器夹套2的外部包裹有保温层。
反应器本体的顶部设有电机10，电机10的底部设有贯穿于反应器本体的顶部的电机轴，电机轴的末端固定有搅拌桨3；反应器本体的内部内配有呈螺旋状的加热盘管1；所述加热盘管1a的中部设有单个进液口I101、顶部和底部分别设有两个出液口I103；所述加热盘管1b的中部设有单个进液口II102、顶部和底部分别设有两个出液口II104。
反应器本体的底部设有用来放置触媒筐的催化剂筐架4；所述触媒筐中装填有催化剂，外边用不锈钢丝网包好；所述触媒筐设有若干个，均固定在反应器本体内部。
催化剂筐架4的底部设有氮气分布管5，氮气分布管5用来鼓吹反应合成中生成的气体或低沸点液体；所述氮气分布管5贯穿于反应器本体的底部并连接于氮气管线上；反应器本体的顶部两侧设有气相出口11和液相回流入口12；气相出口11经由气相管连接于脱气塔II的底部；液相回流入口12经由回液管连接于脱气塔II的底部；脱气塔II包括有位于下部的填料段7和位于上部的冷凝段6。
为了提高反应器I物料的传质传热效果，反应器I不仅配有加热夹套，内部还有加热盘管1，加热盘管1采用两进四出，中间进上下出的形式，使热量能够跟上，升温速度加快，尽快升至反应温度。
为了降低催化剂的损耗量，从传统的散落方式改为触媒筐的形式，每个触媒筐中装填少量催化剂，外边用不锈钢丝网包好，将数十个触媒筐固定在釜内，这样不仅可以达到物料与催化剂的充分接触，而且触媒的损耗量也很少。
为了使反应更充分，提高原料的转化率，降低溶剂的消耗，釜内配有底部氮气分布管5，外部安装一个带有填料段7和冷凝段6的脱气装置，通过鼓吹氮气，将反应中合成的气体或低沸点液体排出系统，促使整个反应向正方向进行，同时用脱气塔II的冷凝段6和填料段7将溶剂冷凝下来，降低溶剂的损耗量。
本实用新型工艺与传统的釜式反应器进行相比（以尿素和甲醇在一定配比情况下，180℃，2.0MPa条件下反应8h合成氨基甲酸甲酯为例）。
催化剂提前以触媒筐的形式装填在反应器I内，原料按一定比例混合好后加入，搅拌均匀，升温升压至指定的工艺参数，在反应过程中，通过底部吹扫氮气，将反应生成的气体赶出反应体系，促使反应正向进行，在排气过程中，通过脱气塔II冷凝段6和填料段7将溶剂冷凝下来继续反应，反应一定时间后，物料即可进行下一步提纯。通过反应器本身系统的改造与脱气塔的同步使用，一方面物料传质传热效果明显提高，很快达到反应条件；二方面催化剂的装填改为触媒筐形式，不再散落在釜内，催化剂基本不损耗；三方面原料转化率可提高至98%以上，溶剂损耗降低至5%以下。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种反应分离一体式合成装置，其特征在于，包括位于底部的反应器（I）和连接于反应器（I）顶部出口的脱气塔（II）；所述反应器（I）包括有呈圆柱体型内部空腔式的反应器本体；所述反应器本体的外部包裹有用于给反应器本体加热提温至反应温度的反应器夹套（2）；反应器本体的顶部设有电机（10），电机（10）的底部设有贯穿于反应器本体的顶部的电机轴，电机轴的末端固定有搅拌桨（3）；反应器本体的内部内配有呈螺旋状的加热盘管（1）；反应器本体的底部设有用来放置触媒筐的催化剂筐架（4）；催化剂筐架（4）的底部设有氮气分布管（5），所述氮气分布管（5）贯穿于反应器本体的底部并连接于氮气管线上；反应器本体的顶部两侧设有气相出口（11）和液相回流入口（12）；气相出口（11）经由气相管连接于脱气塔（II）的底部；液相回流入口（12）经由回液管连接于脱气塔（II）的底部；脱气塔（II）包括有位于下部的填料段（7）和位于上部的冷凝段（6）。
2.根据权利要求1所述的一种反应分离一体式合成装置，其特征在于，所述加热盘管（1）包括有呈对称的上加热盘管（1a）和下加热盘管（1b）；所述加热盘管（1a）的中部设有单个进液口I（101）、顶部和底部分别设有两个出液口I（103）；所述加热盘管（1b）的中部设有单个进液口II（102）、顶部和底部分别设有两个出液口II（104）。
3.根据权利要求1所述的一种反应分离一体式合成装置，其特征在于，所述触媒筐中装填有催化剂，外边用不锈钢丝网包好；所述触媒筐设有若干个，均固定在反应器本体内部。
4.根据权利要求1所述的一种反应分离一体式合成装置，其特征在于，所述反应器夹套（2）的底部设有介质进口、顶部设有介质出口；所述反应器夹套（2）的外部包裹有保温层。
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| CN201720371812.6U CN206746509U (zh) | 2017-04-11 | 2017-04-11 | 一种反应分离一体式合成装置 |
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| CN201720371812.6U CN206746509U (zh) | 2017-04-11 | 2017-04-11 | 一种反应分离一体式合成装置 |
Publications (1)
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| CN206746509U true CN206746509U (zh) | 2017-12-15 |
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| CN201720371812.6U Active CN206746509U (zh) | 2017-04-11 | 2017-04-11 | 一种反应分离一体式合成装置 |
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| CN (1) | CN206746509U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110218307A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-10 | 美瑞新材料股份有限公司 | 一种聚醚胺的制备系统 |
| CN112657440A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-04-16 | 南阳师范学院 | 一种乙酸乙酯的生产设备及乙酸乙酯生产方法 |
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2017
- 2017-04-11 CN CN201720371812.6U patent/CN206746509U/zh active Active
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