CN211274580U - 一种带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工制药技术领域，具体涉及一种带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于：包括进料装置和反应器，反应器包括上下开口的壳体，所述壳体上下两端分别依次连接有管板和折流管箱，所述管板包括胀接管板和焊接管板，所述胀接管板固定连接在壳体上下两端处，所述反应管穿过焊接管板并与胀接管板相固接，所述折流槽中设置有固体催化物，本实用新型的采用双管板结构的固定床反应器使用时，反应物通过反应管在反应器本体内流通，相邻管孔通过折流槽相连通，固体催化物安装于折流槽中，一方面，可以使化合物每流经一次折流，就催化一次；另一方面，箱体拆卸方便，方便固体催化物拆卸和安装。

Description

一种带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统

技术领域

本实用新型涉及化工制药技术领域，具体涉及一种带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统。

背景技术

化工制药技术领域常用的反应器设备包括管式反应器和釜式反应器等，其中釜式反应器常在反应釜中装入搅拌装置，用于液相反应物混合，其合成物纯度、反应转化率较低，能耗和污染较为严重。由于化工制药领域对产品的纯度等要求较高，因此常使用的反应器设备为连续流管式反应器。在连续流管式反应器的使用过程中，部分反应物时常需要固体催化物来催化反应，对于固体催化物的安装固定和拆卸没有专用设备，使用不方便。

实用新型内容

本实用新型提出一种带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，以解决现有连续流反应器没有固体催化物的安装、固定和拆卸的专用设备，使用不方便的技术问题。

一种带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于：包括进料装置和反应器，

所述进料装置包括物料罐和缓冲罐，所述物料罐和缓冲罐串联，通过物料管道与反应器的反应物入口连通，所述物料管道上在物料罐和缓冲罐之间设置气动隔膜计量泵，所述缓冲罐与反应器之间的物料管道上依次设置有液压隔膜泵、脉动阻尼器和止回阀，所述缓冲罐上设置有磁翻板液位传感器和流量标定柱，

所述反应器为双管板结构的固定床反应器，包括上下开口的壳体，所述壳体上下两端分别依次连接有管板和折流管箱，

所述壳体内部设置有反应管组，反应管组包括多根反应管，每根反应管的上下两端均穿过并固定连接于管板上，

所述折流管箱上开设若干条相分离的折流槽，所述管板与折流管箱的折流槽共同组成若干个想分离的折流通道，在介质流动顺序上相邻的反应管通过与他们相对应的折流通道依次一一串联连通，所述折流管箱上设置有反应物入口和反应物出口，

所述管板包括胀接管板和焊接管板，所述胀接管板固定连接在壳体上下两端处，所述反应管穿过胀接管板并与胀接管板相固接，所述焊接管板通过法兰和螺栓与折流管箱紧密贴合，所述反应管穿过焊接管板并与胀接管板相固接，

所述折流槽中设置有固体催化物。

优选的，反应管为直管或具备一定螺旋升角的螺旋缠绕管。

优选的，带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，所述固体催化物占据折流槽横截面的部分或者全部空间。

优选的，带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，所述固体催化物上开设通孔，反应物流经通孔穿过固体催化物，所述通孔为一个大孔或者为若干个小孔组成。

优选的，带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，所述折流槽横截面为半圆形，所述固体催化物横截面为与折流槽相适配的半圆形，折流槽中部宽度尺寸要大于两端的宽度尺寸，所述固体催化物放置于折流槽的中部，固体催化物的长度尺寸与折流槽中部长度尺寸相当。

优选的，带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，在管板或/和折流槽上开设容置固体催化物的安装槽，固体催化物安装于安装槽中。

本实用新型的带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统在使用时，反应物通过反应管在反应器本体内流通，在反应管的传输方向上，相邻管孔通过折流槽相连通，固体催化物安装于折流槽中，一方面，可以使化合物每流经一次折流，就催化一次；另一方面，箱体拆卸方便，方便固体催化物拆卸和安装。

附图说明

图1：为本实用新型的带局部剖面的结构示意图(反应管为直管)；

图2：为本实用新型所述反应管组的结构示意图(反应管为直管)；

图3：为本实用新型所述螺旋折流挡板结构示意图；

图4：为本实用新型所述上折流管箱的一种示例的仰视图；

图5：为本实用新型所述下折流管箱的一种示例的俯视图；

图6：为本实用新型所述下密封垫的结构示意图；

图7：本实用新型所述管板的局部剖面结构示意图；

图8：本实用新型所述反应管的局部剖面结构示意图；

图9：本实用新型所述固体催化物的一种示例的局部剖面侧视结构示意图；

图10：本实用新型所述固体催化物的一种示例的局部剖面主视结构示意图；

图11：本实用新型所述固体催化物的一种示例的局部剖面主视结构示意图；

图12：为本实用新型所述上折流管箱的一种示例的仰视图；

图13：本实用新型所述固体催化物的一种示例的局部剖面俯视结构示意图；

图14：本实用新型所述固体催化物的一种示例的立体结构示意图；

图15：本实用新型双管板与反应管连接结构示意图；

图16：为本实用新型反应系统整体结构示意图。

图17：为本实用新型的带局部剖面的结构示意图(反应管为螺旋缠绕管)；

图18：为本实用新型所述反应管组的结构示意图(反应管为螺旋缠绕管)；

图19：为本实用新型所述反应管组的带局部剖面的结构示意图(反应管为螺旋缠绕管)；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于：包括进料装置和反应器，

所述进料装置包括物料罐701和缓冲罐702，所述物料罐701和缓冲罐702 串联，通过物料管道712与反应器的反应物入口41连通，所述物料管道712上在物料罐701和缓冲罐702之间设置气动隔膜计量泵707，所述缓冲罐702与反应器之间的物料管道712上依次设置有液压隔膜泵703、脉动阻尼器704和止回阀706，所述缓冲罐702上设置有磁翻板液位传感器711和流量标定柱708，

所述反应器为双管板结构的固定床反应器，包括壳体1，所述壳体1上下两端分别依次连接有管板3和折流管箱4，

所述壳体1内部设置有反应管组2，反应管组2包括多根反应管20，反应管20为直管或具备一定螺旋升角的螺旋缠绕管，每根反应管20的上下两端均穿过并固定连接于管板3上，

所述折流管箱4上开设若干条相分离的折流槽40，所述管板3与折流管箱 4的折流槽40共同组成若干个想分离的折流通道，在介质流动顺序上相邻的反应管20通过与他们相对应的折流通道依次一一串联连通，所述折流管箱4上设置有反应物入口41和反应物出口42，

所述管板3包括胀接管板30和焊接管板31，所述胀接管板30固定连接在壳体1上下两端处，所述反应管20穿过胀接管板30并与胀接管板30相固接，所述焊接管板31通过法兰和螺栓与折流管箱4紧密贴合，所述反应管20穿过焊接管板31并与胀接管板30相固接，

所述折流槽40中设置有固体催化物44。

固体催化物44可以占据折流槽40横截面的部分或者全部空间。如图7、9 所示为占据全部空间的示意图，图10、11为占据部分空间的示意图。当占据部分空间时，可以不必开设导流孔，反应物流经过程中会与固体催化物44发生接触。而当占据全部空间时，固体催化物44上开设通孔45，反应物流经通孔45 穿过固体催化物44，所述通孔45为一个大孔或者为若干个小孔组成。通孔用于导流，反应物从通过45穿过催化物并产生催化效果。

固体催化物44在折流槽40中的固定方式可以为以下几种形式：

固定形式一：如图7所示，固体催化物44设置在管板3与折流槽40组成的空腔中，固体催化物44与上述空腔过盈配合。

固定形式二：如图9所示，折流槽40内壁形成有第一安装槽46，固体催化物44的一部分插入第一安装槽46，与折流槽40相对位置固定。第一安装槽46 可以开设在折流槽40的槽底或第一安装槽46侧壁，也可以同时在槽底和侧壁开设第一安装槽46。

固定形式三：如图9所示，管板3在折流槽40的对应处形成有第二安装槽 47，固体催化物44的一部分插入第二安装槽47，与折流槽40和管板3相对位置固定。

固定形式四：如图13所示，折流槽40可以为楔形槽，固体催化物44为楔形块。在图13的折流槽40中，反应物的流动方向为从左到右，由于折流槽40 向右的横截面积不断减小限制了固体催化物44向右移动，同时反应物的流动方向限制了固体催化物44向左移动。

以上固定形式可以单独使用，也可以多种固定形式相结合同时使用，图9 为同时使用多种固定形式的一种示例。

固体催化物44在折流槽40中的催化通道可以为以下几种形式：

通道形式一：如图7、11、13和14所示，固体催化物44中的通道可以为多个直径相对较小的通孔45，反应物从多个通孔45中通过进行催化反应。其中，相邻的通孔45之间可以由连接通道将相邻的通孔45相连通。

通道形式二：如图9所示，固体催化物44中的通道可以为单个直径相对较大的通孔45。

通道形式三：如图10所示，固体催化物44与折流槽40之间存在空隙，空隙可以作为反应物流经的通道，如图10中固体催化物44上方与折流槽40之间的空隙。此空隙也可以设置在固体催化物44两侧。

通道形式四：如图10所示，固体催化物44与管板3之间存在空隙，空隙可以作为反应物流经的通道，如图10中固体催化物44下方与管板3之间的空隙。

通道形式五：固体催化物44为网状，形成有多个网孔。

以上通道形式可以单独使用，也可以多种通道形式相结合同时使用，图10 和图11为同时使用多种固定形式的两种示例。

固体催化物44可以使用以上多种固定形式和通道形式之间的任意组合。

固体催化物44可以为块状金属催化剂(如电解银、熔铁、铂网等)、负载型金属催化剂(如Ni/Al₂O₃加氢催化剂)、合金催化剂(活性组分是两种或两种以上金属原子组成，如Ni-Cu合金加氢催化剂，LaNi₅加氢催化剂等)等。

本实施例在使用时，反应物通过反应物入口41进入反应管20，在壳体1内，相邻管孔通过折流槽40相连通，反应物经折流槽40折返，在流经折流槽40的时候与其内部设置的固体催化物44相接触，在固体催化物44的催化作用下发生反应，沿反应管20的传输方向折返流动，最终通过反应物出口42离开反应管20。相邻的管道不需要通过弯头或U形管连接，也不必受到弯管半径的限制，管道间距较小，反应器体积较小，且不易损坏。固体催化物44安装于折流槽40 中，一方面，可以使化合物每流经一次折流，就催化一次；另一方面，箱体4拆卸方便，方便固体催化物44的拆卸和安装。

优选的，反应管20为直管或具备一定螺旋升角的螺旋缠绕管。

壳体1的壳程内部用于流通传热介质，使反应管20管程内的反应物保持适宜的温度，热传介质通过壳程入口10进入，中间通过壳程，最后通过壳程出口 11排出。

反应管20为直管时，可以使用螺旋折流挡板81。一体式的螺旋折流挡板 81，使热传介质呈螺旋涡流式上升通过壳体1内部，与反应管20的接触更加的充分和均匀，保温的效果更好。一体式的螺旋折流挡板81相对于分片式的，安装的时候更加的方便，对于传热介质的导流效果更好，避免分片式的断流现象。

反应管20为螺旋缠绕管时，螺旋缠绕管相对于直管，管内的湍流效果更好。

如图15所示，反应管20与胀接管板30通过胀接凸起200胀接在一起，反应管20与焊接管板31通过焊点凸起201焊接在一起，以固定连接。

催化反应系统采用多个计量泵进行进料，对精度要求极高；但是计量泵均存在输送脉冲问题，在脉冲输送下，多个泵的流量输送比例是不稳定的；采用液压隔膜计量泵，在泵的后面设置脉冲阻尼器，可以消除脉冲，获得高精度的进料。

如图16所示，为了提高进料精度，设计了两级计量泵，物料罐701体积较大，其液面的高度的变化对气动隔膜泵707的流量波动影响很大。为了消除这一影响，特设置了缓冲罐702，首先将物料泵入其中，并通过控制其液面高度，来消除液面高度对泵流量的影响。流量标定柱708一端与缓冲罐702的上端连接，一端与其下端的物料输送管道712连接，用于校准液压隔膜泵703的精度。磁翻板液位传感器711的上端与缓冲罐702的上端连接，下端与缓冲罐702的下端连接，用于显示观看缓冲罐702的液面高度。脉动阻尼器704用于消除计量泵的脉冲，更进一步的提高计量精度。

反应管20为直管，所述壳体1内部设置有一体式的螺旋折流挡板81，固定柱82上下两端分别固定安装于管板3上，螺旋折流挡板81安装固定于固定柱 82上，反应管20均贯穿螺旋折流挡板81而与管板3固定连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应视为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于：包括进料装置和反应器，

所述进料装置包括物料罐(701)和缓冲罐(702)，所述物料罐(701)和缓冲罐(702)串联，通过物料管道(712)与反应器的反应物入口(41)连通，所述物料管道(712)上在物料罐(701)和缓冲罐(702)之间设置气动隔膜计量泵(707)，所述缓冲罐(702)与反应器之间的物料管道(712)上依次设置有液压隔膜泵(703)、脉动阻尼器(704)和止回阀(706)，所述缓冲罐(702)上设置有磁翻板液位传感器(711)和流量标定柱(708)，

所述反应器为双管板结构的固定床反应器，包括上下开口的壳体(1)，所述壳体(1)上下两端分别依次连接有管板(3)和折流管箱(4)，

所述壳体(1)内部设置有反应管组(2)，反应管组(2)包括多根反应管(20)，每根反应管(20)的上下两端均穿过并固定连接于管板(3)上，

所述折流管箱(4)上开设若干条相分离的折流槽(40)，所述管板(3)与折流管箱(4)的折流槽(40)共同组成若干个想分离的折流通道，在介质流动顺序上相邻的反应管(20)通过与他们相对应的折流通道依次一一串联连通，所述折流管箱(4)上设置有反应物入口(41)和反应物出口(42)，

所述管板(3)包括胀接管板(30)和焊接管板(31)，所述胀接管板(30)固定连接在壳体(1)上下两端处，所述反应管(20)穿过胀接管板(30)并与胀接管板(30)相固接，所述焊接管板(31)通过法兰和螺栓与折流管箱(4)紧密贴合，所述反应管(20)穿过焊接管板(31)并与胀接管板(30)相固接，

所述折流槽(40)中设置有固体催化物(44)。

2.如权利要求1所述的带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于，所述固体催化物(44)占据折流槽(40)横截面的部分或者全部空间。

3.如权利要求2所述的带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于，所述固体催化物(44)上开设通孔(45)，反应物流经通孔(45)穿过固体催化物(44)，所述通孔(45)为一个大孔或者为若干个小孔组成。

4.如权利要求3所述的带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于，所述折流槽(40)横截面为半圆形，所述固体催化物(44)横截面为与折流槽(40)相适配的半圆形，折流槽(40)中部宽度尺寸要大于两端的宽度尺寸，所述固体催化物(44)放置于折流槽(40)的中部，固体催化物(44)的长度尺寸与折流槽(40)中部长度尺寸相当。

5.如权利要求1所述的带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于，在管板(3)或/和折流槽(40)上开设容置固体催化物(44)的安装槽，固体催化物(44)安装于安装槽中。

6.如权利要求1所述的带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于，反应管(20)为直管或具备一定螺旋升角的螺旋缠绕管。

7.如权利要求6所述的带标定功能的精确进料模块的连续流反应系统，其特征在于，反应管(20)为直管，所述壳体(1)内部设置有一体式的螺旋折流挡板(81)，固定柱(82)上下两端分别固定安装于管板(3)上，螺旋折流挡板(81)安装固定于固定柱(82)上，反应管(20)均贯穿螺旋折流挡板(81)而与管板(3)固定连接。

Images