CN211303068U - 一种节能蓄热反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能蓄热反应系统，包括刮膜蒸发机构、换热机构和反应釜；所述刮膜蒸发机构的底部出料口与所述换热机构的热通道相连通，所述刮膜蒸发机构的顶部设有水蒸汽出口，所述换热机构的底部设有混合液入口，所述混合液入口与所述换热机构内的冷通道相连通，所述冷通道与所述热通道换热，所述冷通道的混合液出口通过管道与所述刮膜蒸发机构的顶部进料口相连通，所述热通道的底部出口与所述反应釜顶部的进料口相连通，所述反应釜的顶部设有对二氯苯入口，所述反应釜的外壁上设有伴热夹套，所述反应釜的底部设有含聚苯硫醚产品溶液出口。本实用新型可将热量回收利用，节约能源，降低系统运行成本。

Description

一种节能蓄热反应系统

技术领域

本实用新型涉及精细化工技术领域，特别是涉及一种节能蓄热反应系统。

背景技术

传统生产PPS(聚苯硫醚)的工艺为间歇生产，先将批量的NMP(N-甲基吡咯烷酮)、硫化钠、催化剂混合液在反应釜内170～200℃的条件下进行脱水，待脱水完全后，再将反应釜系统降温至60-150℃左右，再加入对二氯苯，必要时补加溶剂NMP，对二氯苯和无水硫化钠在极性溶剂NMP中进行缩合反应得到生成物，反应生成物经冷却、分离、洗涤、烘干即可制得PPS材料原粉。

反应系统在脱水过程到缩合反应过程，存在热损耗，需要从170～200℃冷却到60-150℃，随着反应批量进行，该热损耗积累，则造成较大的能源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的PPS反应过程存在热损耗的问题，而提供一种节能蓄热反应系统。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种节能蓄热反应系统，包括刮膜蒸发机构、换热机构和反应釜；

所述刮膜蒸发机构的底部出料口与所述换热机构的热通道相连通，所述刮膜蒸发机构的顶部设有水蒸汽出口，所述换热机构的底部设有混合液入口，所述混合液入口与所述换热机构内的冷通道相连通，所述冷通道与所述热通道换热，所述冷通道的混合液出口通过管道与所述刮膜蒸发机构的顶部进料口相连通，所述热通道的底部出口与所述反应釜顶部的进料口相连通，所述反应釜的顶部设有对二氯苯入口，所述反应釜的外壁上设有伴热夹套，所述反应釜的底部设有含聚苯硫醚产品溶液出口。

在上述技术方案中，所述伴热夹套的顶部设有蒸汽入口，底部设有凝液出口。

在上述技术方案中，所述对二氯苯入口上固定有流量调节阀。

在上述技术方案中，所述刮膜蒸发机构和换热机构均固定在框架支架上，所述刮膜蒸发机构位于所述换热机构的顶部，所述换热机构位于所述反应釜的顶部。

在上述技术方案中，所述换热机构包括顶部开口的圆筒外壳，所述顶部开口与所述底部出料口相连接，所述圆筒外壳内的顶部和底部分别固定有上孔板和下孔板，所述上孔板和所述下孔板上均形成有多个圆孔，上孔板和下孔板上下相对应的两个圆孔分别由一热交换管相连通，所述热交换管内通道形成所述热通道，所述热交换管外的间隙形成所述冷通道，所述圆筒外壳侧壁上分别固定所述混合液入口和混合液出口，所述混合液入口位于下孔板的上方，所述混合液出口位于所述上孔板的下方。

在上述技术方案中，所述上孔板的圆孔上均固定有一与其相连通的短管。

在上述技术方案中，所述顶部开口与所述底部出料口通过法兰盘固定连接。

在上述技术方案中，所述刮膜蒸发机构包括一壳体以及固定于所述壳体内中上部的气液分离器、固定于所述气液分离器底部的布液器，以及位于壳体内的刮板系统，所述壳体外壁上固定有加热套，所述加热套的底部固定有加热介质入口，所述加热套的顶部固定有加热介质出口；

所述壳体侧壁上固定所述混合液入口，所述混合液入口与所述布液器相连通，所述壳体侧壁上还设有所述水蒸汽出口，所述水蒸汽出口位于所述气液分离器的上部；

所述壳体的底部为敞口结构形成所述底部出料口。

在上述技术方案中，所述刮板系统包括固定于所述壳体顶部的电机，与所述电机的输出轴通过联轴器相连接的搅拌轴，以及固定于所述搅拌轴上靠近所述壳体内壁的刮板。

在上述技术方案中，所述圆筒外壳的顶部固定有上连接法兰，所述上连接法兰与固定在所述壳体底部的法兰固定连接，所述圆筒外壳的底部固定有下连接法兰，所述下连接法兰与固定在所述进料口上的法兰固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型将刮膜蒸发机构和换热机构相结合，可充分利用脱水过程和缩合反应过程的温度差，将该部分热量回收利用，节约能源，降低系统运行成本。

2.刮膜蒸发机构的刮板转动分配料液，在刮膜蒸发机构的壳体内增大了蒸发面积，提高了蒸发效率，相对于在反应釜内脱水，本系统的脱水效率更高。

附图说明

图1所示为节能蓄热反应系统的结构示意图。

图2所示为实施例4刮膜蒸发机构的结构示意图。

图中：1-刮膜蒸发机构，2-换热机构，3-反应釜，4-底部出料口，5-混合液入口，6-管道，7-顶部进料口，8-电机，9-底部出口，10-进料口，11-水蒸汽出口，12-对二氯苯入口，13-含聚苯硫醚产品溶液出口，14-伴热夹套，15-蒸汽入口，16-凝液出口，17-上孔板，18-下孔板，19-短管，20-搅拌轴，21-刮板，22-加热介质入口，23-加热介质出口，24-气液分离器，25-壳体，26-布液器，27-加热套，28-短管，29-上连接法兰，30-下连接法兰。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种节能蓄热反应系统，包括刮膜蒸发机构1、换热机构2和反应釜3；

所述刮膜蒸发机构1的底部出料口4与所述换热机构的热通道相连通，所述刮膜蒸发机构1的顶部设有水蒸汽出口11，所述换热机构的底部设有混合液入口5，所述混合液入口与所述换热机构内的冷通道相连通，所述冷通道与所述热通道换热，所述冷通道的混合液出口通过管道6与所述刮膜蒸发机构的顶部进料口7相连通，所述热通道的底部出口9与所述反应釜3顶部的进料口10相连通，所述反应釜3的顶部设有对二氯苯入口12，所述反应釜3 的外壁上设有伴热夹套14，所述反应釜3的底部设有含聚苯硫醚产品溶液出口13。

NMP、硫化钠、催化剂混合液通过混合液入口5泵入到换热机构内，混合液在与热通道内的物料经过换热后，被初步加热，初步加热后的混合液通过顶部进料口7进入到刮膜蒸发机构内，在刮膜蒸发机构内被加热套加热至170～200℃，混合液中的水分被脱除，水蒸汽通过水蒸汽出口11排出，经过脱水后的物料进入到换热机构的热通道内，与换热机构冷通道内未脱水的NMP、硫化钠、催化剂混合液发生热交换，降温至60-1500℃后，进入到反应釜3内，伴热夹套14将所述反应釜3内的温度加热到60-150℃，对二氯苯按比例通过对二氯苯入口12加入到反应釜3内，在反应釜3内发生缩合反应，待反应完成后从含聚苯硫醚产品溶液出口13排出。

作为优选方式，所述伴热夹套14的顶部设有蒸汽入口15，底部设有凝液出口16。蒸汽通过蒸汽入口15进入到伴热夹套14内对反应釜3进行加热，凝液从凝液出口16排出。

实施例2

作为优选方式，所述对二氯苯入口12上固定有流量调节阀，以调控脱水后的物料与对二氯苯的投料比例，提高含聚苯硫醚产品中聚苯硫醚的纯度。

作为优选方式，所述刮膜蒸发机构1和换热机构2均固定在框架支架上，所述刮膜蒸发机构1位于所述换热机构2的顶部，所述换热机构2位于所述反应釜3的顶部。框架支架可由钢材焊接而成，经由刮膜蒸发机构1脱水后的物料在重力作用下进入到换热机构2内，在换热机构2内完成换热后，在重力作用下进入到反应釜3内。

实施例3

为了提高换热效率，本实施例对换热机构的具体结构进行详细说明。

作为优选方式，所述换热机构2包括顶部开口的圆筒外壳，所述顶部开口与所述底部出料口4相连接，所述圆筒外壳内的顶部和底部分别固定有上孔板17和下孔板18，所述上孔板17和所述下孔板18上均形成有多个圆孔，上孔板17和下孔板18上下相对应的两个圆孔分别由一热交换管相连通，所述热交换管内通道形成所述热通道，所述热交换管外的间隙形成所述冷通道，所述圆筒外壳侧壁上分别固定所述混合液入口5和混合液出口，所述混合液入口5位于下孔板18的上方，所述混合液出口位于所述上孔板17的下方。

NMP、硫化钠、催化剂混合液通过混合液入口5进入到圆筒外壳内，流经热交换管外的间隙，与热交换管内流通的脱水后的NMP、硫化钠、催化剂混合液发生热交换。脱水后的NMP、硫化钠、催化剂混合液降温至150℃左右。

作为优选方式，所述上孔板17的圆孔上均固定有一与其相连通的短管19。从出料口4 流出的脱水后的液膜在上孔板17上积聚，当液面高于短管19高度时，从短管19的顶部开口进行到相应的热交换管内。

作为优选方式，所述顶部开口与所述底部出料口4通过法兰盘固定连接。便于装配。

实施例4

为了保证刮膜均匀，本实施例进一步说明刮膜蒸发机构的结构。

所述刮膜蒸发机构1包括一壳体25以及固定于所述壳体25内中上部的气液分离器24、固定于所述气液分离器24底部的布液器26，以及位于壳体25内的刮板系统，其中：

所述壳体25外壁上固定有加热套27，所述加热套27的底部固定有加热介质入口22，所述加热套27的顶部固定有加热介质出口23；

所述壳体25侧壁上固定所述混合液入口5，所述混合液入口5与所述布液器26相连通，所述壳体25侧壁上还设有所述水蒸汽出口11，所述水蒸汽出口11位于所述气液分离器24 的上部；

所述刮板系统包括固定于所述壳体25顶部的电机8，与所述电机8的输出轴通过联轴器相连接的搅拌轴20，以及固定于所述搅拌轴20上靠近所述壳体25内壁的刮板21；

所述壳体25的底部为敞口结构形成所述底部出料口4。

NMP、硫化钠、催化剂混合液通过混合液入口5进入到壳体25内，并通过布液器26的布液沿壳体25侧壁流下，在刮板21的作用下，NMP、硫化钠、催化剂混合液与加热套27 内的介质发生热交换，水分快速蒸发，水蒸汽在气液分离器24中分离，通过二次蒸汽出口18排出，脱水后的NMP、硫化钠、催化剂混合液从出料口3排出。加热介质入口22可作为蒸汽入口，加热介质出口可作为凝液出口。所述刮板21至少设有两个。

气液分离器24和布液器26的中部均形成有供搅拌轴20穿过的通孔，所述布液器26为锯齿布液盘。布液均匀，以提高蒸发脱水速度。

作为优选方式，所述圆筒外壳的顶部固定有上连接法兰29，所述上连接法兰29与固定在所述壳体25底部的法兰固定连接，所述圆筒外壳的底部固定有下连接法兰30，所述下连接法兰30与固定在所述进料口10上的法兰固定连接。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种节能蓄热反应系统，其特征在于，包括刮膜蒸发机构、换热机构和反应釜；

所述刮膜蒸发机构的底部出料口与所述换热机构的热通道相连通，所述刮膜蒸发机构的顶部设有水蒸汽出口，所述换热机构的底部设有混合液入口，所述混合液入口与所述换热机构内的冷通道相连通，所述冷通道与所述热通道换热，所述冷通道的混合液出口通过管道与所述刮膜蒸发机构的顶部进料口相连通，所述热通道的底部出口与所述反应釜顶部的进料口相连通，所述反应釜的顶部设有对二氯苯入口，所述反应釜的外壁上设有伴热夹套，所述反应釜的底部设有含聚苯硫醚产品溶液出口。

2.如权利要求1所述的节能蓄热反应系统，其特征在于，所述伴热夹套的顶部设有蒸汽入口，底部设有凝液出口。

3.如权利要求1所述的节能蓄热反应系统，其特征在于，所述对二氯苯入口上固定有流量调节阀。

4.如权利要求1所述的节能蓄热反应系统，其特征在于，所述刮膜蒸发机构和换热机构均固定在框架支架上，所述刮膜蒸发机构位于所述换热机构的顶部，所述换热机构位于所述反应釜的顶部。

5.如权利要求1所述的节能蓄热反应系统，其特征在于，所述换热机构包括顶部开口的圆筒外壳，所述顶部开口与所述底部出料口相连接，所述圆筒外壳内的顶部和底部分别固定有上孔板和下孔板，所述上孔板和所述下孔板上均形成有多个圆孔，上孔板和下孔板上下相对应的两个圆孔分别由一热交换管相连通，所述热交换管内通道形成所述热通道，所述热交换管外的间隙形成所述冷通道，所述圆筒外壳侧壁上分别固定所述混合液入口和混合液出口，所述混合液入口位于下孔板的上方，所述混合液出口位于所述上孔板的下方。

6.如权利要求5所述的节能蓄热反应系统，其特征在于，所述上孔板的圆孔上均固定有一与其相连通的短管。

7.如权利要求1所述的节能蓄热反应系统，其特征在于，所述顶部开口与所述底部出料口通过法兰盘固定连接。

8.如权利要求5所述的节能蓄热反应系统，其特征在于，所述刮膜蒸发机构包括一壳体以及固定于所述壳体内中上部的气液分离器、固定于所述气液分离器底部的布液器，以及位于壳体内的刮板系统，所述壳体外壁上固定有加热套，所述加热套的底部固定有加热介质入口，所述加热套的顶部固定有加热介质出口；

所述壳体侧壁上固定所述混合液入口，所述混合液入口与所述布液器相连通，所述壳体侧壁上还设有所述水蒸汽出口，所述水蒸汽出口位于所述气液分离器的上部；

所述壳体的底部为敞口结构形成所述底部出料口。

9.如权利要求8所述的节能蓄热反应系统，其特征在于，所述刮板系统包括固定于所述壳体顶部的电机，与所述电机的输出轴通过联轴器相连接的搅拌轴，以及固定于所述搅拌轴上靠近所述壳体内壁的刮板。

10.如权利要求8所述的节能蓄热反应系统，其特征在于，所述圆筒外壳的顶部固定有上连接法兰，所述上连接法兰与固定在所述壳体底部的法兰固定连接，所述圆筒外壳的底部固定有下连接法兰，所述下连接法兰与固定在所述进料口上的法兰固定连接。

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