CN211612646U - 一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，包括进料系统、微反应器和温控系统，微反应器包括壳体，壳体的中间位置处安装有反应管，反应管的上端部安装有锥形进口，反应管的下端部通过出料管道与反应物料接收罐相连通；所述反应管整体呈蛇形结构，反应管上设置有若干个心形微反应室，微反应室在竖直方向相互连通；所述反应管的两侧分别安装有两个玻璃板，两个相邻的玻璃板之间形成冷媒腔，冷媒腔与温控系统相连通；本实用新型提供的的连续反应装置，可以连续进行水解反应，并及时取走反应热，且物料能够充分混合；物料能在极短时间内完成反应，不仅节省时间，还可以保持生产稳定，提高生产效率。

Description

一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种连续反应装置，具体的说，涉及一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，属于化工设备技术领域。

背景技术

丙二酸酯作为一种重要的有机化工原料，广泛应用于农药、医药、香精香料等领域。通常丙二酸酯的生产工艺是按照常规方法制备一定浓度的氰乙酸，然后用酸作为催化剂，氰乙酸和水在催化剂作用下进行水解反应生成丙二酸，丙二酸与相应的醇反应，生成相应的丙二酸酯，通过提纯精馏，最终产出合格产品。

目前在丙二酸酯传统生产工艺中，由于氰乙酸的水解和酸稀释都需要放出大量热量，水解工序所用设备多为反应釜，过程为间歇操作。即依次投入氰乙酸、水之后，缓慢滴加催化剂，通过反应釜夹套降温取走反应热。如大型生产装置中采用12500L反应釜，整个浓硫酸的滴加过程中可持续20h~30h，生产连续性差，生产效率低，特别是丙二酸容易分解，操作不当会造成飞温，致使产品收率低，生产过程中安全性差。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，可以连续进行水解反应，并及时取走反应热，且物料能够充分混合；物料能在极短时间内完成反应，不仅节省时间，还可以保持生产稳定，提高生产效率。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，包括进料系统、微反应器和温控系统，微反应器包括壳体，壳体的中间位置处安装有反应管，反应管的上端部安装有锥形进口，反应管的下端部通过出料管道与反应物料接收罐相连通；所述反应管整体呈蛇形结构，反应管上设置有若干个心形微反应室，微反应室相互连通；所述反应管的两侧分别安装有两个玻璃板，两个相邻的玻璃板之间形成冷媒腔，冷媒腔的底部通过冷媒进管与温控系统相连通，冷媒进管上安装有循环泵，循环泵用于将温控系统内的导热油泵入冷媒腔；冷媒腔的顶部通过冷媒出管与温控系统相连通。

进一步地，所述冷媒腔设有两个，冷媒腔分别位于反应管的两侧。

进一步地，所述进料系统包括氰乙酸原料罐、催化剂原料罐和水原料罐，所述氰乙酸原料罐通过管道与氰乙酸进料泵串联，催化剂原料罐通过管道与催化剂进料泵串联，水原料罐通过管道与水进料泵串联，氰乙酸进料泵、催化剂进料泵和水进料泵通过调节阀调节流量后并联接入微反应器的锥形进口。

进一步地，所述氰乙酸原料罐、氰乙酸进料泵、催化剂原料罐、催化剂进料泵、微反应器、反应物料接收罐之间的连接管道采用钢衬四氟材料。

进一步地，所述温控系统包括储油罐、冷却器、加热棒和感温探头，所述冷却器、加热棒用于调整储油罐内部导热油的温度；所述感温探头分别在储油罐和微反应器各布置一个。

本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

1.本实用新型提供的一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，可以连续进行水解反应，并及时取走反应热，且物料能够充分混合；

2.物料能在极短时间内完成反应，不仅节省时间，还可以保持生产稳定，提高生产效率；

3.采用本装置以后，间歇性反应釜的操作全部取消，只要开启进料泵，通过调节阀的调节使各种原料按比例连续进入微反应器组即可，由于取消了间歇性反应釜的备料、加催化剂等操作，不但生产装置占地面积降低80%，而且减少操作岗位人员配置，装置完全可以进行自动化运行；

4.本装置可以推广用于各种放热反应的操作中，效果比较显著，提高生产速度，达到稳定生产，减少员工的劳动量。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中微反应器的内部结构示意图；

图3是图2的侧视图；

图中：1-氰乙酸原料罐、2-氰乙酸进料泵、3-催化剂原料罐、4-催化剂进料泵、5-水原料罐、6-水进料泵、7-微反应器、71-反应管，72-微反应室，73-锥形进口，74-出料管道，75-玻璃板，76-冷媒腔，8-温控系统、9-反应物料接收罐，10-冷媒进管，11-冷媒出管，12-循环泵。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

实施例1一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置

如图1、图2和图3共同所示，本实用新型提供一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，包括进料系统、微反应器7和温控系统8；所述进料系统包括氰乙酸原料罐1、催化剂原料罐3和水原料罐5，所述氰乙酸原料罐1通过管道与氰乙酸进料泵2串联，催化剂原料罐3通过管道与催化剂进料泵4串联，水原料罐5通过管道与水进料泵6串联，氰乙酸进料泵2、催化剂进料泵4和水进料泵6通过调节阀调节流量后并联接入微反应器7的锥形进口73；所述调节阀为电磁阀或其它远程控制阀门。

所述微反应器7包括壳体，壳体的中间位置处安装有反应管71，反应管71的上端部安装有锥形进口73，反应管71的下端部通过出料管道74与反应物料接收罐9相连通；所述反应管71整体呈蛇形结构，反应管71上设置有若干个心形微反应室72，微反应室72相互连通，多种物料在通过微反应室72流动过程中不停的通过湍流来进行充分混合；所述反应管71的两侧分别安装有两个玻璃板75，两个相邻的玻璃板75之间形成冷媒腔76，冷媒腔76设有两个，冷媒腔76分别位于反应管71的两侧；冷媒腔76的底部通过冷媒进管10与温控系统8相连通，冷媒进管10上安装有循环泵12，循环泵12用于将温控系统8内的导热油泵入冷媒腔；冷媒腔76的顶部通过冷媒出管11与温控系统8相连通；冷媒腔76用于对反应管71内的反应物料进行热交换，保持反应物料始终处于合理的温度。

所述温控系统8作为微反应器7的配套设施使用，温控系统8用于及时取走水解反应过程中放出的热量，保持反应管71内部的反应物料处于合理的温度；温控系统8包括储油罐、冷却器、加热棒和感温探头，所述冷却器、加热棒用于调整储油罐内部导热油的温度；所述感温探头分别在储油罐和微反应器7各布置一个。

所述氰乙酸原料罐1、氰乙酸进料泵2、催化剂原料罐3、催化剂进料泵4、微反应器7、反应物料接收罐9之间的连接管道采用钢衬四氟以及其它耐腐蚀材料。

本实用新型的具体工作原理：

本实用新型提供的一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，氰乙酸、水、催化剂分别通过进料泵同时进入微反应器7内部的反应管71，在反应管71的心形微反应室72中不停的通过湍流来进行充分混合，并延管道流动，同时冷媒进管10上安装的循环泵12将导热油泵入微反应器7的冷媒腔76，将反应过程产生的反应热及时取走，温控系统8始终保持反应管71内部的反应物料处于合理的温度；反应的物料最终进入反应物料接收罐9。

以传统装置使用12500L反应釜对比持液量为4L的微反应器组：在未使用连续反应装置之前，水解釜反应周期从第一种原料开始备入直至水解反应结束计算，总共需要约36h，产出丙二酸酯成品约3吨，以年产1万吨，运行时间8000小时/年的生产线计算，共计需要水解釜15台，15台反应釜以及配套设备占用土地约400㎡，占用人员8-12人。

使用本装置之后，物料只需在微反应器中停留30s即可达到反应完全。以年产1万吨，运行时间8000小时/年的生产线计算，共计需要微反应器组5台。5台微反应器组以及配套设备占用土地约80㎡，系统设备及切断阀运行可完全接入工厂现有DCS或其他控制系统，无需增加人员。

采用本装置以后，间歇性反应釜的操作全部取消，只要开启进料泵，通过调节阀的调节使各种原料按比例连续进入微反应器组即可。由于取消了间歇性反应釜的备料、加催化剂等操作，不但生产装置占地面积降低80%，而且减少操作岗位人员配置，装置完全可以进行自动化运行。本装置可以推广用于各种放热反应的操作中，效果比较显著，提高生产速度，达到稳定生产，减少员工的劳动量。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，其特征在于：包括进料系统、微反应器（7）和温控系统（8），微反应器（7）包括壳体，壳体的中间位置处安装有反应管（71），反应管（71）的上端部安装有锥形进口（73），反应管（71）的下端部通过出料管道（74）与反应物料接收罐（9）相连通；所述反应管（71）整体呈蛇形结构，反应管（71）上设置有若干个心形微反应室（72），微反应室（72）在竖直方向相互连通；所述反应管（71）的两侧分别安装有两个玻璃板（75），两个相邻的玻璃板（75）之间形成冷媒腔（76），冷媒腔（76）的底部通过冷媒进管（10）与温控系统（8）相连通，冷媒进管（10）上安装有循环泵（12），循环泵（12）用于将温控系统（8）内的导热油泵入冷媒腔，冷媒腔（76）的顶部通过冷媒出管（11）与温控系统（8）相连通。

2.如权利要求1所述的一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，其特征在于：所述冷媒腔（76）设有两个，冷媒腔（76）分别位于反应管（71）的两侧。

3.如权利要求1所述的一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，其特征在于：所述进料系统包括氰乙酸原料罐（1）、催化剂原料罐（3）和水原料罐（5），所述氰乙酸原料罐（1）通过管道与氰乙酸进料泵（2）串联，催化剂原料罐（3）通过管道与催化剂进料泵（4）串联，水原料罐（5）通过管道与水进料泵（6）串联，氰乙酸进料泵（2）、催化剂进料泵（4）和水进料泵（6）通过调节阀调节流量后并联接入微反应器（7）的锥形进口（73）。

4.如权利要求3所述的一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，其特征在于：所述氰乙酸原料罐（1）、氰乙酸进料泵（2）、催化剂原料罐（3）、催化剂进料泵（4）、微反应器（7）、反应物料接收罐（9）之间的连接管道采用钢衬四氟材料。

5.如权利要求1所述的一种氰乙酸水解制备丙二酸酯的连续反应装置，其特征在于：所述温控系统（8）包括储油罐、冷却器、加热棒和感温探头，所述冷却器、加热棒用于调整储油罐内部导热油的温度；所述感温探头分别在储油罐和微反应器（7）各布置一个。

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