CN209866004U - 醋酸反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种醋酸反应器，包括：反应器主体、冷却管、换热装置和气体分布器。其中，冷却管设置于反应器主体内，且冷却管贯穿反应器主体，冷却管的两端用于与外界连通；换热装置包括数根热管，热管具有冷凝端及蒸发端，热管与冷却管连接，蒸发端位于反应器主体内，用于与反应介质接触，冷凝端位于冷却管内，用于与冷却介质接触。上述醋酸反应器具有较高的换热效率，且结构简单，大幅度地降低了设备投资，不易发生泄漏，使用寿命较长，无需将换热装置整体拆除，便于日常维护。

Description

醋酸反应器

技术领域

本实用新型涉及化工装置技术领域，特别是涉及醋酸反应器。

背景技术

醋酸为重要的有机化工原料，主要用于生产醋酸乙烯，醋酸纤维、聚乙烯醇等。市场的需求使醋酸的生产规模不断提高。醋酸反应器作为合成醋酸的核心设备，在工业合成醋酸时反应器内进行一种复杂的气-液反应混合过程，同时反应会产生大量的热，必须及时移出这些反应热，才能使生产顺利进行。传统技术采用外置列管式换热器，虽然能移除反应热，但是配置设备多，投资大，效率低。采用内置缠绕管换热装置可以在一定程度上改善上述问题，但该类装置结构复杂，对加工制造和运行维护要求过高，且容易发生泄漏失效，不易维修。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种结构简便且易于维修的醋酸反应器。

一种醋酸反应器，包括：反应器主体、冷却管、换热装置和气体分布器；

所述反应器主体的上部开设有反应气出口，下部开设有反应气入口；

所述冷却管设置于所述反应器主体内，且所述冷却管贯穿所述反应器主体，所述冷却管的两端用于与外界连通；

所述换热装置包括数根热管，所述热管具有冷凝端及蒸发端，所述热管与所述冷却管连接，所述蒸发端位于所述反应器主体内，用于与反应介质接触，所述冷凝端位于所述冷却管内，用于与冷却介质接触；

所述气体分布器设置在所述反应器主体的下部，且与所述反应气入口连通。

上述醋酸反应器通过设置包括数根热管的换热装置，利用热管极高的传热能力，一方面可以有效地提高醋酸反应器的热交换效率，将反应过程中产生的大量热量快速移除，避免副反应的发生的同时，进一步改善气液的混合，提高反应效率，另一方面可以有效的提高余热回收效率，提高醋酸反应器的产能。

再者，上述醋酸反应器结构简单，大幅度地降低了设备投资，且由于热管的特殊结构不易发生泄漏，使用寿命较长，即使维修，也仅需更换受损热管，无需整体拆除，便于日常维护。

在其中一实施例中，所述蒸发端相对所述冷凝端向下倾斜设置。

使热管的蒸发端相对冷凝端向下倾斜设置，呈枝状排布，一方面有利于热管中液化的工质返回蒸发端，促进工质循环，提高换热效率；另一方面可以使得热管具有较高的覆盖面积，避免产生死角，达到全面高效散热的效果，避免局部温度过高而引起的安全隐患。

在其中一实施例中，所述热管在所述冷却管上沿冷却管的中心轴线方向等距排布。

在其中一实施例中，相邻两个所述热管沿所述冷却管的中心轴线交错排布。

在其中一实施例中，所述热管的中心轴线和所述冷却管的中心轴线形成的角度在25度-90度的范围内。

在其中一实施例中，所述冷却管为单股或多股管道。

在其中一实施例中，所述热管以螺纹连接的方式固定在所述冷却管上。

在其中一实施例中，所述热管以焊接连接的方式固定在所述冷却管上。

在其中一实施例中，所述醋酸反应器还包括回流喷射器，所述回流喷射器固定在所述反应器主体上，且所述回流喷射器的喷嘴朝向所述反应器主体的下部。

在其中一实施例中，所述醋酸反应器还包括液位计口，用于监测所述反应器主体中的反应液的液位高度。

在其中一实施例中，所述醋酸反应器的所述反应器主体上还开设有测压口，用于监测所述醋酸反应器内的压力。

在其中一实施例中，所述醋酸反应器的所述反应器主体上还开设有测温口，用于监测所述醋酸反应器内的温度。

附图说明

图1为一实施例的醋酸反应器的示意图；

图2为另一实施例的醋酸反应器的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述，并给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“上部”、“下部”“顶部”、“底部”、“纵向”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域技术人员而已，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型的一实施例的醋酸反应器10，包括：反应器主体110、冷却管120、换热装置130和气体分布器140。在一实施例中，反应器主体110包括筒体101、上封头102以及下封头103，上封头102和下封头103分别与筒体101固定连接，上封头102位于反应器主体110上部，下封头103位于反应器主体110下部。

该反应器主体110的形状和体积无特别限定，可以根据生产需求进行选择，其中筒体101可以为圆柱筒体；上封头102、下封头103可以为半球形、蝶形或椭圆形。

此外，反应器主体110上开设有反应气入口111、反应气出口112、反应液入口113和反应液出口114。在一实施例中，反应气入口111开设在下封头103上，反应气出口112开设在上封头102上。如此可以保证反应气和反应液充分接触，促使反应完全。

另外，还可以在反应器主体110上开设备用口115、液位计口116、测温口117及测压口118中一种或多种，以在相应的位置安装相应的监测仪器，用于监测醋酸反应器10内压力、温度等等。

冷却管120设置于反应器主体110内，且冷却管120贯穿反应器主体110，冷却管120的两端与外界连通，用于流通冷却介质。在一实施例中，冷却管120的两端分别穿过上封头102和下封头103与外界连通。其中，冷却管120可以为如图1所示的单股管道，或如图2所示的多股管道，根据换热需求进行选择，当选择多股管道作为冷却管时，优选多股管道的各管道均匀分布在反应器主体的中心轴线两侧，增加散热的均匀性。另外，冷却介质的流动方向无特别限定，在一实施例中，冷却管120靠近下封头103一端为冷却介质入口121，靠近上封头102的一端为冷却介质出口122。

换热装置130包括数根热管，热管具有冷凝端及蒸发端，蒸发端位于反应器主体110内，用于与反应介质接触，冷凝端位于冷却管120内，用于与冷却介质接触。在一实施例中，蒸发端相对冷凝端向下倾斜设置，呈枝状分布。使热管的蒸发端相对冷凝端向下倾斜设置，呈枝状排布，一方面有利于热管中液化的工质返回蒸发端，促进工质循环，提高换热效率；另一方面可以使得热管具有较高的覆盖面积，避免产生死角，达到全面高效散热的效果，避免局部温度过高而引起的安全隐患。

热管可以通过螺纹连接或焊接的方式固定在冷却管120上。在一实施例中，冷却管上设置有数个螺孔，用于与热管连接。如此，可以根据生产需求调节热管的数量和排布方式，且螺纹连接便于维修，更换热管，可以进一步降低醋酸反应器的维修难度。

由于热管包括冷凝端和蒸发端，冷凝端固定在冷却管内，蒸发端暴露于气液混合体系中，蒸发端吸收反应热后，热管中吸液芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下向冷凝端扩散，到达与冷却管接触的冷凝端，凝结成液体，由于热管以朝向下部倾斜的方式设置，液体更易沿着热管中的多孔材料靠毛细作用流回蒸发端，如此循环，热量不断地从一端传至另一端，移除大量反应热的同时，最大程度及时回收醋酸反应余热。

在一实施例中，热管在冷却管上沿冷却管的中心轴线方向等距排布。如此，有利于热管在反应器主体内均匀换热，避免局部温度过高。

如图2所示，在一实施例中，相邻热管沿冷却管的中心轴线交错排布。如此可以提高分布密度，增加换热效率，实现全面覆盖，进而提高醋酸反应器的产能。

在一实施例中，热管在冷却管上朝向下部倾斜的倾斜角度相同。如此可以避免气液混乱，有利于改善气液混合，进而提高反应效率。

在另一实施例中，热管的中心轴线和冷却管的中心轴线形成的角度在25度-45度的范围内。该范围内具有更高的换热效率。

在另一实施例中，热管的中心轴线和冷却管的中心轴线形成的角度在20度-90度的范围内。

气体分布器140设置在反应器主体110的下部，且与反应气入口111连通。在靠近反应器主体110下部设置气体分布器140，可以使气体均匀分布在反应液中，强化传热、传质效果，促使反应介质形成有规则的循环流动，进一步强化反应的传质效果。

上述气体分布器140可以采用现有的气体分布器，只要能使通入的反应气与反应液充分接触即可，例如：环形管分布器、单喷嘴分布器、多喷嘴分布器或旋切喷嘴分布器。

另外，上述醋酸反应器还可以包括回流喷射器150，回流喷射器150固定在上封头102上，用于促进气液混合。通过设置回流喷射器150，将经后续工段回流的反应液以喷射方式返回醋酸反应装置10内，可以加速流场循环，提高反应效率。

另外，回流喷射器150的数目无特别限定，可以根据需要进行设定。在一实施例中，在反应器主体110上部均匀设置有2个回流喷射器150。

上述醋酸反应器10还可以包括吊耳和/或基座，以加强固定。

上述醋酸反应器通过设置包括数根热管的换热装置，利用热管极高的传热能力，一方面可以有效地提高醋酸反应器的热交换效率，将反应过程中产生的大量热量快速移除，避免副反应的发生的同时，进一步改善气液的混合，提高反应效率，另一方面可以有效的提高余热回收效率，提高醋酸反应器的产能。再者，上述醋酸反应器结构简单，大幅度地降低了设备投资，且由于热管的特殊结构不易发生泄漏，使用寿命较长，即使维修，也仅需更换受损热管，无需整体拆除，便于日常维护。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种醋酸反应器，其特征在于，包括：反应器主体、冷却管、换热装置和气体分布器；

所述反应器主体的上部开设有反应气出口，下部开设有反应气入口；

所述冷却管设置于所述反应器主体内，且所述冷却管贯穿所述反应器主体，所述冷却管的两端用于与外界连通；

所述换热装置包括数根热管，所述热管具有冷凝端及蒸发端，所述热管与所述冷却管连接，所述蒸发端位于所述反应器主体内，用于与反应介质接触，所述冷凝端位于所述冷却管内，用于与冷却介质接触，所述蒸发端相对所述冷凝端向下倾斜设置；

所述气体分布器设置在所述反应器主体的下部，且与所述反应气入口连通。

2.根据权利要求1所述的醋酸反应器，其特征在于，相邻两个所述热管沿所述冷却管的中心轴线交错排布。

3.根据权利要求2所述的醋酸反应器，其特征在于，所述热管的中心轴线和所述冷却管的中心轴线形成的角度在25度-90度的范围内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的醋酸反应器，其特征在于，所述冷却管为单股或多股管道。

5.根据权利要求1-3任一项所述的醋酸反应器，其特征在于，所述热管以螺纹连接的方式固定在所述冷却管上。

6.根据权利要求1-3任一项所述的醋酸反应器，其特征在于，还包括回流喷射器，所述回流喷射器固定在所述反应器主体上，且所述回流喷射器的喷嘴朝向所述反应器主体的下部设置。

7.根据权利要求1-3任一项所述的醋酸反应器，其特征在于，还包括液位计口，用于监测所述反应器主体中的反应液的液位高度。

8.根据权利要求1-3任一项所述的醋酸反应器，其特征在于，所述反应器主体上还开设有测压口，用于监测所述醋酸反应器内的压力。

9.根据权利要求1-3任一项所述的醋酸反应器，其特征在于，所述反应器主体上还开设有测温口，用于监测所述醋酸反应器内的温度。