CN212284035U - 一种节能型nmp反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种节能型NMP反应器，包括反应器本体、驱动电机、旋转主轴，所述驱动电机安装于反应器本体的顶部，旋转主轴设置于驱动电机的输出端，所述反应器本体内设有隔板和导热板，所述隔板和导热板将反应器本体自上而下依次分为预热腔、反应腔和加热腔，所述预热腔内设有两个对称的进料盘管，两个进料盘管的上端口分别连接有GBL原料进料管和甲胺进料管，所述进料盘管的下端口通过出料管道连通有混合槽，所述旋转主轴贯穿混合槽向下延伸端的两侧对称设有U型搅拌轮。本实用新型克服了现有技术的不足，设计合理，通过氮气能够排出反应产物中的杂质，且甲胺经净化过滤后循环利用，大大提高资源利用率，具有较高的社会使用价值和应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种节能型NMP反应器。
背景技术
NMP化学名称是N-甲基吡咯烷酮(NMP)，N-甲基吡咯烷酮(NMP) 是一种高沸点、环保型的优良溶剂，具有粘度低，化学稳定，性和热稳定性好，极性高，挥发性低，能与水及许多有机溶剂无限混溶等优点。N-甲基吡咯烷酮市场应用领域主要集中在锂电池、线路板、绝缘材料、石化、医药、农药、清洗、高分子等行业。
目前，NMP的生产主要是通过GBL与一甲胺进行氨化反应生产 NMP，由于氨化反应为可逆反应，反应条件苛刻，需要在280℃左右的温度下生成NMP，现有的NMP反应器多是集加热、进料及反应于一体，反应物料进入反应器后于设定温度下进行反应，物料进入后需将其加热到反应温度，而这在迅速加热过程中存在受热不均匀、混合程度不高的现象，导致反应产物收率不高，副反应较多，直接影响了 NMP的产量；另外，一甲胺进料时为液相进料，进料后在高温的环境下迅速变成一甲胺气体，甲胺气体易从GBL液相脱附出来位于其表面上方，直接影响到了二者的混合程度，反应产物中往往会产生杂质，如果未经过滤净化后，会大大降低产物的品质，同时在加热反应时热量得不到很好的利用。
于是，实用新型人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种节能型NMP反应器，以期达到更具有实用价值的目的。
实用新型内容
为了解决上述背景技术中提到的问题，本实用新型提供一种节能型NMP反应器。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种节能型NMP反应器，包括反应器本体、驱动电机、旋转主轴，所述驱动电机安装于反应器本体的顶部，旋转主轴设置于驱动电机的输出端，所述反应器本体内设有隔板和导热板，所述隔板和导热板将反应器本体自上而下依次分为预热腔、反应腔和加热腔，所述预热腔内设有两个对称的进料盘管，两个进料盘管的上端口分别连接有GBL 原料进料管和甲胺进料管，所述进料盘管的下端口通过出料管道连通有混合槽，所述混合槽固定于隔板的底部，所述旋转主轴贯穿混合槽向下延伸端的两侧对称设有U型搅拌轮，所述U型搅拌轮的外侧壁与旋转主轴之间连接有连接轴，所述旋转主轴的下端外壁套接有进气连接管，所述进气连接管的底部一侧连通有进气管，进气管向外延伸端设有氮气发生装置，所述旋转主轴的底部设有第一通气管道，第一通气管道的上端连通有第二通气管道，第二通气管道远离第一通气管道的一端连通有第三通气管道，第三通气管道位于U型搅拌轮内，第三通气管道的外壁均匀分布有若干个通孔，所述加热腔内设有加热器。
优选的，所述反应腔的上端壁连通有蒸汽管道，所述蒸汽管道的一端连通有冷凝器，所述冷凝器的出口通过第一连接管连通有分子筛，所述分子筛的出口通过第二连接管与甲胺进料管流通。
优选的，所述第二连接管的管路上安装有增压泵。
优选的，所述进料盘管的外壁套接有预热夹套，相邻的两个预热夹套之间连通有连通管，位于上端的预热夹套分别连通有第一导流管道和第二导流管道，且第一导流管道和第二导流管道与加热腔的底部连通，位于下端的预热夹套连通有回流管，回流管与加热腔的上端侧壁连通，第一导流管道的管路上安装有第一油泵，第二导流管道的管路上安装有第二油泵。
优选的，所述旋转主轴的外壁两侧且位于混合槽的内部对称设有 T型混合棒。
优选的，所述混合槽的底部两侧对称设有斜块，且斜块的上端面为光滑面。
优选的，所述旋转主轴与进气连接管连接处的外壁套接有轴承。
优选的，所述反应腔下端外壁的一侧连通有下料口，且下料口的管路上安装有阀门。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、反应原料经混合槽首次混合后进入反应腔进一步混合反应，实现GBL和甲胺原料的均匀混合，使得反应更加充分；
2、反应原料在搅拌的同时，氮气发生装置通过第一通气管道、第二通气管道、第三通气管道和通孔向物料进行喷气，氮气和反应产物中的挥发性杂质在反应腔中充分混合接触，最后氮气将反应产物中的挥发性杂质带走；
3、混合甲胺蒸汽从蒸汽管道进入冷凝器进行冷却液化，再通过分子筛的过滤净化后回流至甲胺进料管，从而达到资源循环利用的效果；
4、进料盘管的外部套接有预热夹套，且加热腔内的导热油在油泵的作用下经导流管道进入预热夹套，从而实现对反应原料的预热，且导热油预热后又经回流管回流至加热腔，从而进一步达到节能降耗的功效，大大提高资源利用率。
综上，本实用新型克服了现有技术的不足，设计合理，通过氮气能够排出反应产物中的杂质，且甲胺经净化过滤后循环利用，大大提高资源利用率，具有较高的社会使用价值和应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例1中主结构示意图；
图2为本实用新型实施例1中混合槽和U型搅拌轮的按照结构示意图；
图3为本实用新型实施例2中主结构示意图；
图4为本实用新型实施例2中混合槽和U型搅拌轮的按照结构示意图；
图5为本实用新型A结构放大示意图；
图中：反应器本体1、驱动电机2、旋转主轴3、隔板4、导热板 5、加热器6、进料盘管7、预热夹套8、连通管9、GBL原料进料管10、混合槽11、斜块12、甲胺进料管13、U型搅拌轮14、连接轴15、第一通气管道16、第二通气管道17、第三通气管道18、通孔19、T 型混合棒20、进气连接管21、进气管22、氮气发生装置23、轴承 24、第一导流管道25、第一油泵26、第二导流管道27、第二油泵28、蒸汽管道29、冷凝器30、第一连接管31、分子筛32、第二连接管 33、增压泵34、下料口35、阀门36、回流管37、出料管道38。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
实施例1
参照图1-2和图5，一种节能型NMP反应器，包括反应器本体1、驱动电机2、旋转主轴3，驱动电机2安装于反应器本体1的顶部，旋转主轴3设置于驱动电机2的输出端，反应器本体1内设有隔板4 和导热板5，隔板4和导热板5将反应器本体1自上而下依次分为预热腔、反应腔和加热腔，预热腔内设有两个对称的进料盘管7，两个进料盘管7的上端口分别连接有GBL原料进料管10和甲胺进料管13，进料盘管7的下端口通过出料管道38连通有混合槽11，混合槽11 固定于隔板4的底部，旋转主轴3贯穿混合槽11向下延伸端的两侧对称设有U型搅拌轮14，U型搅拌轮14的外侧壁与旋转主轴3之间连接有连接轴15，旋转主轴3的下端外壁套接有进气连接管21，进气连接管21的底部一侧连通有进气管22，进气管22向外延伸端设有氮气发生装置23，旋转主轴3的底部设有第一通气管道16，第一通气管道16的上端连通有第二通气管道17，第二通气管道17远离第一通气管道16的一端连通有第三通气管道18，第三通气管道18 位于U型搅拌轮14内，第三通气管道18的外壁均匀分布有若干个通孔19，加热腔内设有加热器6，加热腔内填充有导热油。
其中，反应腔的上端壁连通有蒸汽管道29，蒸汽管道29的一端连通有冷凝器30，冷凝器30的出口通过第一连接管31连通有分子筛32，分子筛32的出口通过第二连接管33与甲胺进料管13流通，第二连接管33的管路上安装有增压泵34，在增压泵34的增压下，反应腔内产生的混合蒸汽经蒸汽管道29进入冷凝器30换热，再通过第一连接管31进入分子筛32净化过滤，去除杂质并脱水处理，过滤后的甲胺回流至甲胺进料管13并进入反应腔循环利用，节约资源。
其中，进料盘管7的外壁套接有预热夹套8，相邻的两个预热夹套8之间连通有连通管9，位于上端的预热夹套8分别连通有第一导流管道25和第二导流管道27，且第一导流管道25和第二导流管道 27与加热腔的底部连通，位于下端的预热夹套8连通有回流管37，回流管37与加热腔的上端侧壁连通，第一导流管道25的管路上安装有第一油泵26，第二导流管道27的管路上安装有第二油泵28，加热器6对导热油进行加热，从而实现GBL与甲胺加热反应，且加热后的导热油通过第一导流管道25和第二导流管道27进入预热夹套8，预热夹套8能够对GBL和甲胺物料进行预热，从而到达节能降耗的功效。
其中，混合槽11的底部两侧对称设有斜块12，且斜块12的上端面为光滑面，通过设置斜块12能够降低物料下落的速率。
其中，旋转主轴3与进气连接管21连接处的外壁套接有轴承24，通过设置轴承24减小旋转主轴3与进气连接管21之间的摩擦力，并保证了旋转主轴3的转动不影响进气连接管21的固定。
其中，反应腔下端外壁的一侧连通有下料口35，且下料口35的管路上安装有阀门36，打开阀门36后反应产物经下料口35向外排出。
工作原理：本实用新型中，原料分别经GBL原料进料管10和甲胺进料管13进入，并通过出料管道38进入混合槽11进行混合，再经混合槽11混合后进入反应腔；
加热器6对加热腔内的导热油进行升温加热，从而实现对反应物料的加热，此时驱动电机2通过旋转主轴3带动U型搅拌轮14转动，使得物料能够充分反应；
由于进料盘管7的外部套接有预热夹套8，且加热腔内的导热油在油泵的作用下经导流管道进入预热夹套8，从而实现对反应原料的预热，且导热油预热后又经回流管37回流至加热腔，从而进一步达到节能降耗的功效，大大提高资源利用率；
且氮气发生装置23通过进气管22向进气连接管21吹气，并经第一通气管道16进入第二通气管道17，再经第二通气管道17进入第三通气管道18，再经通孔19喷向物料，此时氮气和反应产物中的挥发性杂质在反应腔中充分混合接触，最后氮气将反应产物中的挥发性杂质带走，并混合甲胺蒸汽从蒸汽管道29进入冷凝器30进行冷却液化，再通过分子筛32的过滤净化后回流至甲胺进料管13，从而达到资源循环利用的效果。
实施例2
参照图3-5，本实施例与实施例1的区别在于，其中，旋转主轴 3的外壁两侧且位于混合槽11的内部对称设有T型混合棒20，旋转主轴3带动T型混合棒20对反应物料进行搅拌混合，从而使得反应更加充分。
其他未描述结构参照实施例1。
工作原理：本实用新型中，原料分别经GBL原料进料管10和甲胺进料管13进入，并通过出料管道38进入混合槽11进行混合，此时启动驱动电机2，驱动电机2驱动旋转主轴3转动，旋转主轴3带动T型混合棒20转动，从而实现GBL和甲胺原料的均匀混合；
加热器6对加热腔内的导热油进行升温加热，从而实现对反应物料的加热，此时驱动电机2通过旋转主轴3带动U型搅拌轮14转动，使得物料能够充分反应；
由于进料盘管7的外部套接有预热夹套8，且加热腔内的导热油在油泵的作用下经导流管道进入预热夹套8，从而实现对反应原料的预热，且导热油预热后又经回流管37回流至加热腔，从而进一步达到节能降耗的功效，大大提高资源利用率；
且氮气发生装置23通过进气管22向进气连接管21吹气，并经第一通气管道16进入第二通气管道17，再经第二通气管道17进入第三通气管道18，再经通孔19喷向物料，此时氮气和反应产物中的挥发性杂质在反应腔中充分混合接触，最后氮气将反应产物中的挥发性杂质带走，并混合甲胺蒸汽从蒸汽管道29进入冷凝器30进行冷却液化，再通过分子筛32的过滤净化后回流至甲胺进料管13，从而达到资源循环利用的效果。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种节能型NMP反应器，包括反应器本体(1)、驱动电机(2)、旋转主轴(3)，所述驱动电机(2)安装于反应器本体(1)的顶部，旋转主轴(3)设置于驱动电机(2)的输出端，其特征在于：所述反应器本体(1)内设有隔板(4)和导热板(5)，所述隔板(4)和导热板(5)将反应器本体(1)自上而下依次分为预热腔、反应腔和加热腔，所述预热腔内设有两个对称的进料盘管(7)，两个进料盘管(7)的上端口分别连接有GBL原料进料管(10)和甲胺进料管(13)，所述进料盘管(7)的下端口通过出料管道(38)连通有混合槽(11)，所述混合槽(11)固定于隔板(4)的底部，所述旋转主轴(3)贯穿混合槽(11)向下延伸端的两侧对称设有U型搅拌轮(14)，所述U型搅拌轮(14)的外侧壁与旋转主轴(3)之间连接有连接轴(15)，所述旋转主轴(3)的下端外壁套接有进气连接管(21)，所述进气连接管(21)的底部一侧连通有进气管(22)，进气管(22)向外延伸端设有氮气发生装置(23)，所述旋转主轴(3)的底部设有第一通气管道(16)，第一通气管道(16)的上端连通有第二通气管道(17)，第二通气管道(17)远离第一通气管道(16)的一端连通有第三通气管道(18)，第三通气管道(18)位于U型搅拌轮(14)内，第三通气管道(18)的外壁均匀分布有若干个通孔(19)，所述加热腔内设有加热器(6)。
2.根据权利要求1所述的一种节能型NMP反应器，其特征在于：所述反应腔的上端壁连通有蒸汽管道(29)，所述蒸汽管道(29)的一端连通有冷凝器(30)，所述冷凝器(30)的出口通过第一连接管(31)连通有分子筛(32)，所述分子筛(32)的出口通过第二连接管(33)与甲胺进料管(13)流通。
3.根据权利要求2所述的一种节能型NMP反应器，其特征在于：所述第二连接管(33)的管路上安装有增压泵(34)。
4.根据权利要求1所述的一种节能型NMP反应器，其特征在于：所述进料盘管(7)的外壁套接有预热夹套(8)，相邻的两个预热夹套(8)之间连通有连通管(9)，位于上端的预热夹套(8)分别连通有第一导流管道(25)和第二导流管道(27)，且第一导流管道(25)和第二导流管道(27)与加热腔的底部连通，位于下端的预热夹套(8)连通有回流管(37)，回流管(37)与加热腔的上端侧壁连通，第一导流管道(25)的管路上安装有第一油泵(26)，第二导流管道(27)的管路上安装有第二油泵(28)。
5.根据权利要求1所述的一种节能型NMP反应器，其特征在于：所述旋转主轴(3)的外壁两侧且位于混合槽(11)的内部对称设有T型混合棒(20)。
6.根据权利要求1所述的一种节能型NMP反应器，其特征在于：所述混合槽(11)的底部两侧对称设有斜块(12)，且斜块(12)的上端面为光滑面。
7.根据权利要求1所述的一种节能型NMP反应器，其特征在于：所述旋转主轴(3)与进气连接管(21)连接处的外壁套接有轴承(24)。
8.根据权利要求1所述的一种节能型NMP反应器，其特征在于：所述反应腔下端外壁的一侧连通有下料口(35)，且下料口(35)的管路上安装有阀门(36)。
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| CN202022023123.0U CN212284035U (zh) | 2020-09-14 | 2020-09-14 | 一种节能型nmp反应器 |
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| CN202022023123.0U CN212284035U (zh) | 2020-09-14 | 2020-09-14 | 一种节能型nmp反应器 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112023861A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-04 | 安徽英特力工业工程技术有限公司 | 一种节能型nmp反应器 |
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2020
- 2020-09-14 CN CN202022023123.0U patent/CN212284035U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN112023861A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-04 | 安徽英特力工业工程技术有限公司 | 一种节能型nmp反应器 |
| CN112023861B (zh) * | 2020-09-14 | 2024-05-14 | 安徽英特力工业工程技术有限公司 | 一种节能型nmp反应器 |
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Legal Events
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