CN211725690U - 一种高压反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压反应釜，涉及高压反应设备领域，包括釜体，釜体上安装有磁力搅拌装置，加料装置，柱塞取样阀和冷凝装置；本实用新型的磁力搅拌装置通过主动磁力体和从动磁力转子之间无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，能解决传统搅拌装置无法起到良好密封的问题；本实用新型的柱塞取样阀通过将阀芯和阀杆设计为一体成型结构，提高了阀芯的强度，也解决了阀芯和阀杆在连接过程中存在的连接不紧密或者在阀芯上下移动过程中可能发生偏斜的问题；本实用新型的冷凝装置通过设置冷凝管外周的列管结构和冷凝管内部的内冷却管，形成对高温蒸汽的内外双重冷却，保证冷凝的有效进行。

Description

一种高压反应釜

技术领域

本实用新型涉及高压反应设备领域，特别涉及一种高压反应釜。

背景技术

目前丙烯酸的制备通常采用常压工艺，设备简单，使用二甲苯作为溶剂，使用滴加罐，溶剂升华回收工艺。采用这种方法制备出的成品杂质较高，溶剂的使用量大，工艺路线长。因此，需要提供一种高压反应装置。

实用新型内容

本实用新型提供一种高压反应釜，解决丙烯酸的制备通常采用常压工艺而造成效率不高且溶剂污染大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种高压反应釜，包括釜体，所述釜体上安装有磁力搅拌装置，加料装置，柱塞取样阀和冷凝装置；

所述磁力搅拌装置包括支架，所述支架上方安装有搅拌电机，所述支架下方设有安装套，所述安装套内设置有主动磁力体和从动磁力转子，所述主动磁力体与搅拌电机的动力输出端相连接，所述主动磁力体和从动磁力转子之间耦合，所述从动磁力转子底部与搅拌轴相连接，所述从动磁力转子与安装套之间通过第一转动轴承转动连接，所述搅拌轴外壁设有第二转动轴承，所述搅拌轴底部可拆卸得安装有搅拌扇叶；

所述柱塞取样阀包括阀体，所述阀体内设有阀芯，所述阀芯底部与阀杆一体成型，所述阀杆外表面设有外螺纹，所述阀体内底部设有内螺纹，所述阀杆与阀体通过阀杆外表面的外螺纹和阀体内底部的内螺纹螺纹连接，所述阀杆底部伸出阀体外设有手轮，所述阀体上部开设有倾斜出口，所述倾斜出口下方位置处的阀体内壁设有填料，所述阀体顶部设有阀座，所述阀芯穿过所述阀座；

所述冷凝装置包括蒸发管，所述蒸发管与冷凝管相连通，所述冷凝管包括管程和壳程，所述管程和壳程之间为列管结构，所述壳程下方开设有第一冷却液入口，所述壳程上方设有第一冷却液出口，所述管程内部通过管板架设有内冷却管，所述内冷却管延伸至壳程分别与设置在壳程下方的第二冷却液入口和设置在壳程上方的第二冷却液出口相连通，所述冷凝管通过冷凝液鹅颈管与所述釜体相连通。

优选的，所述冷凝装置上安装有调压装置；所述调压装置包括调压阀体，所述调压阀体上安装有压力传感器，所述调压阀体内分隔为进气腔、出气腔和调压腔，所述压力传感器伸入调压腔，所述调压腔内底部设有弹性密封膜瓣，所述膜瓣下方的调压腔底板通过若干气体通道分别与进气腔和出气腔相连通，所述调压腔内通过进气管与外接压缩气源相连通。

优选的，所述膜瓣下方的气体通道呈环形分布，所述环形气体通道的直径从内至外逐渐增大。

优选的，所述安装套下方设有散热装置，所述散热装置包括散热套，所述散热套固定在安装套下方，所述散热套下方开设有冷却液入口，所述散热套上方开设有冷却液出口。

优选的，所述蒸发管上设有温度表。

采用上述技术方案，本实用新型的磁力搅拌装置通过主动磁力体和从动磁力转子之间无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，能解决传统搅拌装置无法起到良好密封的问题，能够为丙烯酸的高压反应提供设备密封性方面的支撑；本实用新型的柱塞取样阀通过将阀芯和阀杆设计为一体成型结构，提高了阀芯的强度，也解决了阀芯和阀杆在连接过程中存在的连接不紧密或者在阀芯上下移动过程中可能发生偏斜的问题；通过本实用新型的柱塞取样阀结构，介质不易粘结在阀芯表面，即使阀芯表面残余介质，在开启柱塞取样阀的过程中，当阀芯移动至填料部分，填料也会将其周边残余介质刮除，从而保证了阀芯与阀座之间的密封性；本实用新型的冷凝装置通过设置冷凝管外周的列管结构和冷凝管内部的内冷却管，形成对高温蒸汽的内外双重冷却，保证冷凝的有效进行，且针对高压反应，这种结构的冷凝管不会对高压蒸汽造成过多的“阻拦”，防止压力过大而造成危险；且通过高压冷凝装置和冷凝液鹅颈管联用，在保证冷凝的有效进行的同时，能够使得大分子、沉淀物等杂质的分离，保证高压反应的稳定有效进行；本实用新型通过对高压反应釜各零部件进行优化，保证了丙烯酸制备的高压反应稳定有效得进行。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的磁力搅拌装置的结构示意图；

图3为本实用新型的柱塞取样阀的结构示意图；

图4为本实用新型的冷凝装置的结构示意图；

图5为本实用新型的调压装置的结构示意图；

图6为本实用新型的调压装置的调压阀体的结构示意图。

图中，1-釜体，2-磁力搅拌装置，3-加料装置，4-柱塞取样阀，5-冷凝装置，6-调压装置，2-1-支架，2-2-搅拌电机，2-3-安装套，2-4-主动磁力体，2-5-从动磁力转子，2-6-搅拌轴，2-7-搅拌扇叶，2-8-散热套，2-9-冷却液入口，2-10-冷却液出口，2-11-第二转动轴承，4-3-阀体，4-4-阀芯，4-5-阀杆，4-6-手轮，4-7-倾斜出口，4-8-填料，4-9-阀座，5-2-蒸发管，5-3-温度表，5-4-冷凝管，5-8-第一冷却液入口，5-9-第一冷却液出口，5-10-管板，5-11-内冷却管，5-12-第二冷却液入口，5-13-第二冷却液出口，5-14-冷凝液鹅颈管，6-4-调压阀体，6-5-压力传感器，6-6-进气腔，6-7-出气腔，6-8-调压腔，6-9-膜瓣，6-10-气体通道，6-11-进气管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-6所示，一种高压反应釜，包括釜体1，所述釜体1上安装有磁力搅拌装置2，加料装置3，柱塞取样阀4和冷凝装置5；

磁力搅拌装置2包括支架2-1，支架2-1上方安装有搅拌电机2-2，支架2-1下方设有安装套2-3，安装套2-3内设置有主动磁力体2-4和从动磁力转子2-5，主动磁力体2-4与搅拌电机2-2的动力输出端相连接，主动磁力体2-4和从动磁力转子2-5之间耦合，从动磁力转子2-5底部与搅拌轴2-6相连接，从动磁力转子2-5与安装套2-3之间通过第一转动轴承转动连接，搅拌轴2-6外壁设有第二转动轴承2-11，搅拌轴2-6底部可拆卸得安装有搅拌扇叶2-7，能够根据釜体1形状选择合适的搅拌扇叶2-7；

柱塞取样阀4包括阀体4-3，阀体4-3内设有阀芯4-4，阀芯4-4底部与阀杆4-5一体成型，阀杆4-5外表面设有外螺纹，阀体4-3内底部设有内螺纹，阀杆4-5与阀体4-3通过阀杆4-5外表面的外螺纹和阀体4-3内底部的内螺纹螺纹连接，阀杆4-5底部伸出阀体4-3外设有手轮4-6，在手轮4-6的转动带动下，能够带动阀杆4-5连同阀芯4-4沿着阀体4-3内壁上下移动，阀体4-3上部开设有倾斜出口4-7，用于将柱塞取样阀4打开进行放料，倾斜出口4-7下方位置处的阀体4-3内壁设有填料4-8，阀体4-3顶部设有阀座4-9，阀芯4-4穿过所述阀座4-9；

冷凝装置5包括蒸发管5-2，蒸发管5-2与冷凝管5-4相连通，冷凝管5-4包括管程和壳程，管程和壳程之间为列管结构，用于通入冷却液，壳程下方开设有第一冷却液入口5-8，壳程上方设有第一冷却液出口5-9，管程内部通过管板5-10架设有内冷却管5-11，内冷却管5-11延伸至壳程分别与设置在壳程下方的第二冷却液入口5-12和设置在壳程上方的第二冷却液出口5-13相连通，冷凝管5-4通过冷凝液鹅颈管5-14与釜体1相连通，使得冷凝后的反应液能够回流至釜体1内继续反应。

使用时，通过加料装置3将反应原料添加进入釜体1内，将搅拌轴2-6伸入釜体1内，通过第二转动轴承2-11与釜体1开口处的法兰转动连接，启动搅拌电机2-2，在搅拌电机2-2的带动下带动主动磁力体2-4转动，通过主动磁力体2-4和从动磁力转子2-5之间的耦合作用，带动从动磁力转子2-5转动，进而带动搅拌轴2-6和搅拌扇叶2-7转动，对釜体1内的物质进行有效的搅拌；高温高压反应产生的热蒸汽进入冷凝装置5内，通过第一冷却液入口5-8向管程和壳程之间的列管结构内通入水等冷却介质，冷却介质通过第一冷却液出口5-9流出从而形成冷却液循环，通过第二冷却液入口5-12向内冷却管5-11内通入冷却液，冷却液通过第二冷却液出口5-13流出，从而形成冷却液循环。釜体1内的高压反应到蒸发温度时，高温蒸汽通过蒸发管5-2通入冷凝管5-4的管程内，在列管结构内的冷却液和内冷却管5-11内的冷却液的双重冷却作用下，冷凝后的冷凝液通过冷凝液鹅颈管5-14流入釜体1内继续反应；当反应完成需要卸料时，通过手轮4-6的转动，带动阀杆4-5连同阀芯4-4沿着阀体4-3内壁向下移动，当阀芯4-4下移到倾斜出口4-7下方位置时，釜体1内通过倾斜出口4-7与外界连通进行放料；当需要重新密封釜体1时，转动手轮4-6，带动阀杆4-5连同阀芯4-4沿着阀体4-3内壁向上移动，移至阀座4-9位置处，为釜体1内重新形成密封。

本实用新型的磁力搅拌装置2通过主动磁力体2-4和从动磁力转子2-5之间无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，能解决传统搅拌装置无法起到良好密封的问题，能够为丙烯酸的高压反应提供设备密封性方面的支撑；本实用新型的柱塞取样阀4通过将阀芯4-4和阀杆4-5设计为一体成型结构，提高了阀芯4-4的强度，也解决了阀芯4-4和阀杆4-5在连接过程中存在的连接不紧密或者在阀芯4-4上下移动过程中可能发生偏斜的问题；通过本实用新型的柱塞取样阀4结构，介质不易粘结在阀芯4-4表面，即使阀芯4-4表面残余介质，在开启柱塞取样阀4的过程中，当阀芯4-4移动至填料4-8部分，填料4-8也会将其周边残余介质刮除，从而保证了阀芯4-4与阀座4-9之间的密封性；本实用新型的冷凝装置5通过设置冷凝管5-4外周的列管结构和冷凝管5-4内部的内冷却管5-11，形成对高温蒸汽的内外双重冷却，保证冷凝的有效进行，且针对高压反应，这种结构的冷凝管5-4不会对高压蒸汽造成过多的“阻拦”，防止压力过大而造成危险；且通过高压冷凝装置和冷凝液鹅颈管5-14联用，在保证冷凝的有效进行的同时，能够使得大分子、沉淀物等杂质的分离，保证高压反应的稳定有效进行；本实用新型通过对高压反应釜各零部件进行优化，保证了丙烯酸制备的高压反应稳定有效得进行。

为了降低釜体1内高压反应的危险性，使得釜体1内超过限定的高压能够被自动泄压，冷凝装置5上安装有调压装置6；调压装置6包括调压阀体6-4，调压阀体6-4上安装有压力传感器6-5，调压阀体6-4内分隔为进气腔6-6、出气腔6-7和调压腔6-8，压力传感器6-5伸入调压腔6-8，能够检测调压腔6-8内的压力大小；调压腔6-8内底部设有弹性密封膜瓣6-9，膜瓣6-9下方的调压腔6-8底板通过若干气体通道6-10分别与进气腔6-6和出气腔6-7相连通，调压腔6-8内通过进气管6-11与外接压缩气源相连通。使用时，通过进气管6-11向调压腔6-8内膜瓣6-9上方的空间通入压缩气体，由于膜瓣6-9是密封膜，气体不会通过膜瓣6-9泄露，从而造成调压腔6-8内的高压状态，通过压力传感器6-5能够检测调压腔6-8内压力大小，进而调控进入调压腔6-8内的压缩气体量，由于膜瓣6-9是弹性的，当调压腔6-8内膜瓣6-9上方的压力大于下方的压力时，膜瓣6-9会堵塞下方的气体通道6-10，从而使得进入进气腔6-6内的釜体1内的气体不能通过膜瓣6-9下方通道与出气腔6-7相连通而排出；当釜体1内的压力过大时，高压气体通过冷凝装置5进入调压阀体6-4内的进气腔6-6，通过气体通道6-10进入调压腔6-8内膜瓣6-9下方空间，从而形成膜瓣6-9下方高压与上方高压相互竞争的状态，当下方压力大于上方压力时，膜瓣6-9被上顶，从而被膜瓣6-9封闭的气体通道6-10被打开，进气腔6-6内的高压气体通过气体通道6-10进入出气腔6-7内从而进行泄压，防止釜体1内压力过大而造成危险。通过在本实用新型的釜体1上的冷凝装置5上安装调压装置6能够防止釜体1产生瞬间高压时起到自动泄压作用，防止发生危险，且通过调节通入调压腔6-8内压缩气体量的多少能够调控釜体1内高压气体泄压值的大小，进而调控本实用新型的调压装置6的高压耐受力，可以根据不同高压反应及釜体1的类型调节不同的高压耐受力，提升本实用新型的广泛的适用性。

为了保证膜瓣6-9调节压力的灵敏度，膜瓣6-9下方的气体通道6-10呈环形分布，环形气体通道6-10的直径从内至外逐渐增大。通过设置多级直径的气体通道6-10，使得本实用新型的调压装置6具备多级高压耐受力，采用较小直径的气体通道6-10通过较小的气体通量就能起到良好的压力阻挡效果，且膜瓣6-9上部受压后通常是中部先向下压，再延伸至外周，因此，将内部的气体通道6-10直径设置得较小，能够保证本实用新型的调压装置6良好的高压耐受力。

为了提升本实用新型的使用寿命，在安装套2-3下方设有散热装置，散热装置包括散热套2-8，所述散热套2-8固定在安装套2-3下方，散热套2-8下方开设有冷却液入口2-9，散热套2-8上方开设有冷却液出口2-10。使用时，通过冷却液入口2-9通入冷却液，能够对本实用新型的主动磁力体2-4和搅拌轴2-6的连接处起到有效的冷却作用，延长本实用新型的使用寿命。

为了提升本实用新型新的柱塞取样阀4的使用寿命，阀芯4-4和阀杆4-5的外壁以及阀体4-3内壁化学镀了一层Ni-P合金，增强了表面硬度和耐磨性。

为了便于监控蒸发出的蒸汽温度，以便调控冷凝介质流速大小，从而保证冷凝效果，蒸发管5-2上设有温度表5-3，可以直接显示蒸发管5-2内的温度，便于工作人员监控。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高压反应釜，其特征在于：包括釜体(1)，所述釜体(1)上安装有磁力搅拌装置(2)，加料装置(3)，柱塞取样阀(4)和冷凝装置(5)；

所述磁力搅拌装置(2)包括支架(2-1)，所述支架(2-1)上方安装有搅拌电机(2-2)，所述支架(2-1)下方设有安装套(2-3)，所述安装套(2-3)内设置有主动磁力体(2-4)和从动磁力转子(2-5)，所述主动磁力体(2-4)与搅拌电机(2-2)的动力输出端相连接，所述主动磁力体(2-4)和从动磁力转子(2-5)之间耦合，所述从动磁力转子(2-5)底部与搅拌轴(2-6)相连接，所述从动磁力转子(2-5)与安装套(2-3)之间通过第一转动轴承转动连接，所述搅拌轴(2-6)外壁设有第二转动轴承(2-11)，所述搅拌轴(2-6)底部可拆卸得安装有搅拌扇叶(2-7)；

所述柱塞取样阀(4)包括阀体(4-3)，所述阀体(4-3)内设有阀芯(4-4)，所述阀芯(4-4)底部与阀杆(4-5)一体成型，所述阀杆(4-5)外表面设有外螺纹，所述阀体(4-3)内底部设有内螺纹，所述阀杆(4-5)与阀体(4-3)通过阀杆(4-5)外表面的外螺纹和阀体(4-3)内底部的内螺纹螺纹连接，所述阀杆(4-5)底部伸出阀体(4-3)外设有手轮(4-6)，所述阀体(4-3)上部开设有倾斜出口(4-7)，所述倾斜出口(4-7)下方位置处的阀体(4-3)内壁设有填料(4-8)，所述阀体(4-3)顶部设有阀座(4-9)，所述阀芯(4-4)穿过所述阀座(4-9)；

所述冷凝装置(5)包括蒸发管(5-2)，所述蒸发管(5-2)与冷凝管(5-4)相连通，所述冷凝管(5-4)包括管程和壳程，所述管程和壳程之间为列管结构，所述壳程下方开设有第一冷却液入口(5-8)，所述壳程上方设有第一冷却液出口(5-9)，所述管程内部通过管板(5-10)架设有内冷却管(5-11)，所述内冷却管(5-11)延伸至壳程分别与设置在壳程下方的第二冷却液入口(5-12)和设置在壳程上方的第二冷却液出口(5-13)相连通，所述冷凝管(5-4)通过冷凝液鹅颈管(5-14)与所述釜体(1)相连通。

2.根据权利要求1所述的高压反应釜，其特征在于：所述冷凝装置(5)上安装有调压装置(6)；所述调压装置(6)包括调压阀体(6-4)，所述调压阀体(6-4)上安装有压力传感器(6-5)，所述调压阀体(6-4)内分隔为进气腔(6-6)、出气腔(6-7)和调压腔(6-8)，所述压力传感器(6-5)伸入调压腔(6-8)，所述调压腔(6-8)内底部设有弹性密封膜瓣(6-9)，所述膜瓣(6-9)下方的调压腔(6-8)底板通过若干气体通道(6-10)分别与进气腔(6-6)和出气腔(6-7)相连通，所述调压腔(6-8)内通过进气管(6-11)与外接压缩气源相连通。

3.根据权利要求2所述的高压反应釜，其特征在于：所述膜瓣(6-9)下方的气体通道(6-10)呈环形分布，所述环形气体通道(6-10)的直径从内至外逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的高压反应釜，其特征在于：所述安装套(2-3)下方设有散热装置，所述散热装置包括散热套(2-8)，所述散热套(2-8)固定在安装套(2-3)下方，所述散热套(2-8)下方开设有冷却液入口(2-9)，所述散热套(2-8)上方开设有冷却液出口(2-10)。

5.根据权利要求1所述的高压反应釜，其特征在于：所述蒸发管(5-2)上设有温度表(5-3)。

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