CN212092206U - 一种连续反应生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续反应生产线，包括反应单元，反应单元上连接有换热单元，换热单元包括与反应单元连接的换热器，换热器用于给进入反应单元前的物料或者发生反应后的合成物料进行热交换；反应单元设有中间入口；所述中间入口设在反应单元入口的下游；反应单元包括多台连续式反应器；多台连续式反应器之间串联连接；换热器数量至少为一台；换热器设置在反应单元的入口和/或出口处；本实用新型可以实现产品的持续稳定生产，同时实现操作简单、节省能源、生产效率高、安全性高、占地面积小的目的。

Description

一种连续反应生产线

技术领域

本实用新型涉及一种连续反应生产线，属于化工生产技术领域。

背景技术

现有的有机合成或者高分子合成生产使用的生产装置多为反应釜，容积一般为1～50立方，为满足生产需求并在生产过程实现可控制，间歇批次生产选择的反应釜的容积一般为3～20立方，整个生产装置占地几百平方。例如催化合成产品的生产，一般情况下在釜式生产过程中会在反应釜内加入一定量物料，利用换热系统将反应釜升高至一定温度，进行反应，反应过程中补加物料时也需预先将反应温度降低，加料结束，升温继续反应，随后保温几个小时，待反应釜内物料达到检测要求，便将反应釜的温度降低，放出反应釜内的物料。

由上可以知道，现有的有机合成或者高分子合成生产使用的反应釜，在实际生产应用中存在以下缺点：

1、生产设备容积大，占地面积大。

2、在反应釜批次生产过程中，一方面，需要将反应釜反复升温降温，过程繁琐，浪费能源，生产效率低；另一方面，反应釜的反应温度不能设置过高，否则容易发生快速反应导致反应釜内温度升高，轻则导致反应物料报废，重则导致反应釜发生爆炸。

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，提供一种连续反应生产线，可以实现产品的持续稳定生产，同时实现操作简单、节省能源、生产效率高、安全性高、占地面积小的目的。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种连续反应生产线，包括反应单元，所述反应单元上连接有换热单元，所述换热单元包括与反应单元串联的换热器，所述换热器用于给进入反应单元前的物料或者发生反应后的合成物料进行热交换；

还包括与反应单元连接的换热装置，所述换热装置用于给反应单元进行热交换的换热装置。

进一步地，所述反应单元设有中间入口；所述中间入口设在反应单元入口的下游。

进一步地，所述反应单元包括多台连续式反应器；多台连续式反应器之间串联连接。

进一步地，所述换热器数量至少为一台；所述换热器设置在反应单元的入口和/或出口处。

进一步地，所述连续式反应器的形式为通道式连续反应器与管式连续反应器；所述中间入口设置在通道式连续反应器或管式连续反应器上。

进一步地，还包括物料单元，所述物料单元通过输送单元将物料输送至反应单元内；所述物料单元包括至少两个物料罐，所述输送单元包括至少一个计量泵；一个物料罐与一个计量泵连接。

进一步地，所述计量泵的耐受压力为0～20Mpa；所述计量泵通过自动控制单元进行流量控制和调节。

进一步地，所述通道式连续反应器为微通道反应器，所述微通道反应器至少包含一个反应单元。

进一步地，所述管式连续反应器包括动态管式反应器、静态管式反应器；所述动态管式反应器包括带有动态搅拌结构的管式反应器；所述静态管式反应器包括管内有混合结构或无混合结构的直管、盘管式反应器以及设有插片结构的管束式反应器。

进一步地，所述自动控制单元包括PLC控制系统、流量-阻尼-进料泵联动系统、温度-压力联动系统、背压系统、质量流量计、电磁流量计、连续反馈调节阀、连续反馈切断阀。

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：

本实用新型通过设置在反应单元入口和/或出口的换热器，以及对反应单元反应进行热交换的换热装置，不但对反应单元中发生反应时产生的热量进行热交换，使反应单元的反应温度一直保持稳定，而且将进入反应单元前的反应物料或者发生反应后的合成物料进行热交换，同时通过设置连续反应单元的入口和中间入口来控制反应过程，保证产品的持续、稳定生产，从而避免了反应釜批次生产过程中反复对反应釜升温降温造成的能源浪费，操作简单。

本实用新型整体占地面积较传统的反应釜式生产方式减少50%以上，还省去了间歇生产用的大型冷却塔。

本实用新型使生产效率更加高效；传统的反应釜间歇批次生产，由于反应釜容积较大，为构成生产过程的良性控制及安全性考虑，反应温度不宜过高，因此反应时间较长；而本实用新型利用连续反应器本身具有的高换热优势，实现高温反应，缩短反应时间，同时实现产品的连续化生产，在缩短反应时间的同时减少了批次生产过程过不必要的反复操作，实现高效率生产。

综上所述，本实用新型可以实现产品的持续稳定生产，同时实现操作简单、节省能源、生产效率高、安全性高、占地面积小的目的。

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是实施例1的示意图；

图2是实施例1中连续反应单元的示意图；

图3是实施例2的示意图；

图4是实施例3的示意图；

图中，

1-物料单元，2-输送单元，21-第一物料罐，22-第二物料罐，3-反应单元，31-通道式连续反应器，32-管式连续反应器，4-换热单元，41-换热器，42-换热装置，5-接收单元。

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

如图1和图2所示，本实施例提供一种连续反应生产线，包括沿物料流向依次设置的物料单元1、输送单元2、反应单元3、接收单元5；所述反应单元3和接收单元5之间设置有换热单元4；所述物料单元1、输送单元2、反应单元3、换热单元4、接收单元5均与自动控制单元连接，通过自动控制单元实现该连续生产线的自动控制和调节。

所述物料单元1包括至少两个物料罐，本实施例中优选两个物料罐，分别为第一物料罐11和第二物料罐12；

所述输送单元2包括可以在高压状态下输送物料的计量泵，计量泵的耐受压力控制在0～20Mpa，优选0～10Mpa。计量泵通过自动控制单元进行流量的控制和调节，保证流量在不同压力下都能准确无误的同时，不需要人为进行干预。

所述计量泵与物料罐的数量相同，本实施例中优选两个计量泵，分别为第一计量泵21和第二计量泵22；所述计量泵的入口与物料罐的出口连接，本实施例中，第一计量泵21的入口与第一物料罐11的出口连接，第二计量泵22的入口与第二物料罐12的出口连接。

所述反应单元3包括至少两台连续式反应器，所述连续式反应器之间可任意连接；所述连续式反应器的形式为通道式连续反应器31和管式连续反应器32。

所述通道式连续反应器31为微通道反应器，所述微通道反应器至少包含一个反应单元。

所述管式连续反应器32包括动态管式反应器、静态管式反应器。

所述动态管式反应器包括带有动态搅拌结构的管式反应器。

所述静态管式反应器包括管内有混合结构或无混合结构的直管、盘管式反应器以及反应器内有插片结构的管束式反应器。

本实施例中优选两台连续式反应器，分别为一台通道式连续反应器31和一台管式连续反应器32；所述反应单元3设置有一个入口、一个中间入口和一个出口；所述反应单元3的中间入口设置在入口的下游；所述通道式连续反应器31靠近反应单元的入口设置，所述管式连续反应器32靠近反应单元的出口设置；所述反应单元的中间入口与可以设置在通道式连续反应器31，也可以设置在管式连续反应器32上。

所述换热单元4至少包含一台换热器41，本实施例中优选一台换热器41；所述换热器41优选管式换热器；所述换热器41与反应单元3串联连接；所述换热器41管程的入口与反应单元3的出口连接，所述换热器31的壳程与外部换热介质连接，通过换热介质对换热器管程内的物料进行热交换。

所述换热器41管程的出口与接收单元5的入口连接；可选地，所述换热器31管程的出口连接背压系统中的背压阀后再与接收单元5连接。

所述换热单元4还包括与反应单元3连接的换热装置42；所述换热装置42用于给反应单元3进行热交换；所述换热装置42可以是冷热一体机，其换热介质可以为导热油；所述换热装置42也可以是工厂里的公用工程换热设备，其换热介质可以为蒸汽、导热油等。

所述自动控制单元包括但不限于PLC控制系统、流量-阻尼-进料泵联动系统、温度-压力联动系统、背压系统、质量流量计、电磁流量计、连续反馈调节阀、连续反馈切断阀等。所述背压系统包括背压阀与压力表，背压阀的背压范围为0～10MPa，压力表的压力显示范围为0～20MPa。

所述连续反应生产线中连接的各管道、管件、阀门的耐受压力范围为0～10Mpa，耐受温度范围为-30～280℃。

该连续反应生产线的年产量10～10000t。

其中背压阀的作用提供反应所需要压力，在生产线的各个连接处都装有压力表，并且压力值可以反馈到PLC系统中，并通过系统计算得到背压所需压力，并自动对背压阀进行调节。因此，连续反应生产线的压力通过温度与自动控制统统进行控制并自动调节。

本实施例中，第一物料罐11的物料经第一计量泵21从反应单元3的入口进入反应单元中，第二物料罐12的物料经第二流量泵22从反应单元3的中间入口进入反应单元中，两股反应物料在反应单元3内进行混合反应，反应合成物料通过反应单元3的出口，流入换热器41内进行热交换，然后从换热器41的管程出口流入接收单元5中。

根据使用需求，本实施例还可以设置有第三物料罐，第三物料罐的物料经第三计量泵从反应单元3的入口进入反应单元中，第三物料罐与第一物料罐并联设计。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的不同在于，所述换热单元3设置在反应单元3和输送单元2之间，具体地，第一物料罐11的出口与第一计量泵21的入口连接；所述第一计量泵21的出口与换热器41的管程入口连接，换热器41对反应物料进行热交换；所述换热器41的管程出口与反应单元3的入口连接；第二物料罐12出口与第二计量泵22的入口连接，第二计量泵22出口与反应单元的中间入口连接，两股反应物料在反应单元内进行混合反应，反应合成物料通过反应单元的出口，进入接收单元5中。

本实施例根据使用需求，可以设置有第三物料罐，第三物料罐的物料经第三计量泵从换热器41的管程入口进入换热器41中，第三物料罐与第一物料罐并联设计。

实施例3

如图4所示，本实施例与实施1和实施例2的不同在于，所述换热单元包括两个换热器41，两个换热器41分别设置在所述反应单元3的入口和出口处；

具体地，第一物料罐11的出口与第一计量泵21的入口连接；所述第一计量泵21的出口与一个换热器41的管程入口连接，该换热器41的管程出口与反应单元3的入口连接；反应单元3的出口与另一个换热器41的管程入口连接，该换热器41的管程出口与接收单元5连接；第二物料罐12出口与第二计量泵22的入口连接，第二计量泵22出口与反应单元的中间入口连接，两股反应物料在反应单元内进行混合反应，反应合成物料通过反应单元3的出口，进入接收单元5中。

上述反应过程中，设在反应单元3入口的换热器41对反应物料进行热交换；设在反应单元3出口的换热器41对反应合成物料进行热交换。

综上，本实用新型通过设置在反应单元入口和/或出口的换热器41，以及对反应单元3反应进行热交换的换热装置，不但对反应单元3中发生反应时产生的热量进行热交换，使反应单元的反应温度一直保持稳定，而且将进入反应单元3前的反应物料或者发生反应后的合成物料进行热交换，同时通过设置连续反应单元的入口和中间入口来控制反应过程，保证产品的持续、稳定生产，从而避免了反应釜批次生产过程中反复对反应釜升温降温造成的能源浪费，操作简单。

本实用新型整体占地面积较传统的反应釜式生产方式减少50%以上，还省去了间歇生产用的大型冷却塔。

本实用新型使生产效率更加高效；传统的反应釜间歇批次生产，由于反应釜容积较大，为构成生产过程的良性控制及安全性考虑，反应温度不宜过高，因此反应时间较长；而本实用新型利用连续反应器本身具有的高换热优势，实现高温反应，缩短反应时间，同时实现产品的连续化生产，在缩短反应时间的同时减少了批次生产过程过不必要的反复操作，实现高效率生产。

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 (10)

1.一种连续反应生产线，其特征在于：包括反应单元（3），所述反应单元（3）上连接有换热单元（4），所述换热单元（4）包括与反应单元（3）串联的换热器（41），所述换热器（41）用于给进入反应单元前的物料或者发生反应后的合成物料进行热交换；

还包括与反应单元（3）连接的换热装置（42），所述换热装置（42）用于给反应单元（3）进行热交换的换热装置。

2.如权利要求1所述的一种连续反应生产线，其特征在于：所述反应单元（3）设有中间入口；所述中间入口设在反应单元（3）入口的下游。

3.如权利要求2所述的一种连续反应生产线，其特征在于：所述反应单元（3）包括多台连续式反应器；多台连续式反应器之间串联连接。

4.如权利要求1所述的一种连续反应生产线，其特征在于：所述换热器（41）数量至少为一台；所述换热器（41）设置在反应单元（3）的入口和/或出口处。

5.如权利要求3所述的一种连续反应生产线，其特征在于：所述连续式反应器的形式为通道式连续反应器（31）与管式连续反应器（32）；

所述中间入口设置在通道式连续反应器（31）或管式连续反应器（32）上。

6.如权利要求1所述的一种连续反应生产线，其特征在于：还包括物料单元（1），所述物料单元（1）通过输送单元（2）将物料输送至反应单元（3）内；

所述物料单元包括至少两个物料罐，所述输送单元（2）包括至少一个计量泵；一个物料罐与一个计量泵连接。

7.如权利要求6所述的一种连续反应生产线，其特征在于：所述计量泵的耐受压力为0～20Mpa；所述计量泵通过自动控制单元进行流量控制和调节。

8.如权利要求5所述的一种连续反应生产线，其特征在于：所述通道式连续反应器（31）为微通道反应器，所述微通道反应器至少包含一个反应单元。

9.如权利要求5所述的一种连续反应生产线，其特征在于：所述管式连续反应器（32）包括动态管式反应器、静态管式反应器；

所述动态管式反应器包括带有动态搅拌结构的管式反应器；

所述静态管式反应器包括管内有混合结构或无混合结构的直管、盘管式反应器以及设有插片结构的管束式反应器。

10.如权利要求7所述的一种连续反应生产线，其特征在于：所述自动控制单元包括PLC控制系统、流量-阻尼-进料泵联动系统、温度-压力联动系统、背压系统、质量流量计、电磁流量计、连续反馈调节阀、连续反馈切断阀。

Images