CN212882404U - 用于二甲胺与三光气合成的反应装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于化工领域，涉及一种用于二甲胺与三光气合成的反应装置，包括具有反应腔的壳体，壳体上设有进料口和出料口，还包括至少两个进料管，该进料管的进口端与壳体的外部相连通，该进料管的出口端位于反应腔中且连接有雾化喷头。本实用新型通过雾化喷头进行雾化进料，使三光气的二氯乙烷溶液和二甲胺的水溶液分别经过雾化后进行反应，防止两种溶液直接加入反应釜中发生剧烈反应而瞬时大量放热。

Description

用于二甲胺与三光气合成的反应装置

技术领域

本实用新型属于化工领域，涉及反应装置，尤其是涉及一种用于二甲胺与三光气合成的反应装置。

背景技术

二甲胺与三光气为原料进行酰化反应合成四甲基脲的过程为酸碱反应，传统的反应装置中，二甲胺的水溶液和三光气的二氯乙烷溶液直接加入反应装置中，反应剧烈从而产生大量的热量。

例如，中国发明专利申请[申请号：201810260950.6]公开了一种四甲基脲及其制备方法，制备方法中，二甲胺和三光气的反应方法为，向三口烧瓶中加入二甲胺水溶液，冰盐浴控制温度在15℃以下滴加三光气的二氯甲烷溶液，滴至完毕，将反应液自然回升到室温继续反应2～3小时。

上述技术方案中，通过滴加反应物及冰盐浴的方法来避免剧烈反应产生的高热量，但该技术方案仅适用于实验室操作，难以满足工业化合成四甲基脲的生产需求。

发明内容

本申请的目的是针对上述问题，提供一种用于二甲胺与三光气合成的反应装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

本申请创造性地提供了一种用于二甲胺与三光气合成的反应装置，包括具有反应腔的壳体，壳体上设有进料口和出料口，还包括至少两个进料管，该进料管的进口端与壳体的外部相连通，该进料管的出口端位于反应腔中且连接有雾化喷头。

在上述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置中，进料管的进口端连接有送料管，该送料管上设有增压泵；进料管的进口端还设有调节阀。

在上述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置中，两个进料管向壳体的轴线方向弯曲形成U形段。

在上述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置中，雾化喷头设于U形段的端部沿竖直方向向上设置。

在上述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置中，两个进料管的雾化喷头位于两个不同的竖直高度。

在上述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置中，雾化喷头包括外套体和套设于外套体内的内壳体，外套体与内壳体之间具有气流通道，内壳体中具有混合腔和喷雾孔，混合腔连接进料管和气流通道，喷雾孔将混合腔与反应腔连通接，气流通道的进气口连接进气管，该气流通道的出气口呈环状设置在所述喷雾孔外侧，并且该出气口与所述反应腔连通。

在上述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置中，混合腔两端呈圆弧形，喷雾孔为直径由下至上逐渐增大的锥形孔。

在上述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置中，壳体上设有排空口。

在上述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置中，还包括设于反应腔中的搅拌机构，搅拌机构包括搅拌桨，该搅拌桨包括转动杆和连接在转动杆周侧的叶片，搅拌桨的叶片位于雾化喷头的下方。

在上述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置中，还包括加液管道，该加液管道的进口端与进料口连接，该加液管道的出口端位于反应腔的底部。

与现有的技术相比，本申请的优点在于：

1、本实用新型通过雾化喷头进行雾化进料，使三光气的二氯乙烷溶液和二甲胺的水溶液分别经过雾化后进行反应，防止两种溶液直接加入反应釜中发生剧烈反应而瞬时大量放热。

2、通过调节阀能够有效控制雾化进料的速度，从而对反应速度进行控制。

3、进料管的出口端呈U形向上设置，并且雾化喷头位于不同竖直高度，在高位的雾化喷头形成雾化液滴后在重力作用下下落，与低位的雾化喷头形成的雾化液滴在空中相撞进行反应，增大两种反应物的接触机率。

4、雾化喷头通过两端为圆弧形的混合腔，使气液相充分均匀混合，环形的出气口配合锥形喷雾孔，使气雾具有较大的喷射角，细密的雾化液滴呈锥形扩散，使反应液分布均匀，易于两种反应液的接触。

附图说明

图1是本申请提供的结构图。

图2是本申请提供的局部剖视图。

图中，壳体1、反应腔10、进料口100、出料口101、排空口102、进料管2、雾化喷头20、外套体200、内壳体201、气流通道202、混合腔203、喷雾孔204、进气口205、出气口206、导流板207、气体入口208、U形段21、调节阀22、送料管3、增压泵30、搅拌机构4、搅拌桨40、加液管道5。

具体实施方式

通过以下具体实施例进一步阐述；

如图1所示，一种用于二甲胺与三光气合成的反应装置，包括具有反应腔10的壳体1，壳体1上设有进料口100和出料口101，还包括至少两个进料管2，该进料管2的进口端与壳体1的外部相连通，该进料管2的出口端位于反应腔10中且连接有雾化喷头20。通过雾化喷头20进行雾化进料，使三光气的二氯乙烷溶液和二甲胺的水溶液分别经过雾化后进行反应，防止两种溶液直接加入反应釜中发生剧烈反应而瞬时大量放热。

具体而言，进料管2的进口端连接有送料管3，该送料管3上设有增压泵30。进料管2的进口端还设有调节阀22。本领域技术人员应当了解，通过调节阀22能够有效控制雾化进料的速度，从而对反应速度进行控制。

具体而言，两个进料管2的出口端向壳体1的轴线方向弯曲形成U形段21，两个雾化喷头20设于U形段21的端部且沿竖直方向向上设置，使两个雾化喷头20向内侧靠近，有利于两种反应物在反应腔10中接触。两个进料管2的雾化喷头20位于两个不同的竖直高度。在高位的雾化喷头20形成雾化液滴后在重力作用下下落，与低位的雾化喷头20形成的雾化液滴在空中相撞进行反应，增大两种反应物的接触机率。

壳体1上安装有加液管道5，该加液管道5的进口端与进料口100连接，该加液管道5的出口端位于反应腔10的底部。壳体1上设有排空口102，排空口102用于连接气体收集装置。反应腔10中的搅拌机构4。搅拌机构4包括搅拌桨40，该搅拌桨40包括转动杆和连接在转动杆周侧的叶片，搅拌桨40的叶片位于雾化喷头20的下方，本领域技术人员应当理解，搅拌桨40连接有电机，并通过减速机减速。

结合图1和图2所示，本实施例中，雾化喷头20包括外套体200和套设于外套体内的内壳体201。外套体200与内壳体201之间具有气流通道202，气流通道202中沿周向均匀间隔设置有多个导流板207，使气体沿导流板207向上流动。内壳体201中具有混合腔203和喷雾孔204，混合腔203的一端连接进料管2，内壳体201的侧壁设有和气流通道202连通的气体入口208，喷雾孔204将混合腔203与反应腔10连通接，该气流通道202的进气口205连接进气管(图中未示出)，该气流通道202的出气口206呈环状设置在喷雾孔204外侧，并且该出气口206与反应腔10连通。混合腔203两端呈圆弧形，使气液相充分均匀混合，喷雾孔204为直径由下至上逐渐增大的锥形孔，使气雾具有较大的喷射角，在进气管中通入压缩空气使反应液雾化形成细密的雾化液滴，并且呈锥形扩散，使反应液分布均匀。

在其他实施例中，雾化喷头20可选用其他市售的广角喷头。

本实用新型的工作原理如下：

搅拌桨40搅拌状态下，将三光气的二氯乙烷溶液和二甲胺的水溶液分别从两个送料管3进入进料管2中，并通过调节阀22调节流量，同时通过加液管道5通入碳酸钠溶液，三光气的二氯乙烷溶液和二甲胺的水溶液分别通过两个雾化喷头20形成雾状喷出，大部分反应物在反应腔10中发生反应生成四甲基脲和二甲胺盐酸盐，反应产物与未参与反应的液滴落入反应腔10底部的碳酸钠溶液中，碳酸钠与生成的盐酸二甲胺盐反应，使二甲胺游离出来继续参与反应，从而提高原料的利用率和反应收率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用壳体1、反应腔10、进料口100、出料口101、排空口102、进料管2、雾化喷头20、外套体200、内壳体201、气流通道202、混合腔203、喷雾孔204、进气口205、出气口206、导流板207、气体入口208、U形段21、调节阀22、送料管3、增压泵30、搅拌机构4、搅拌桨40、加液管道5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种用于二甲胺与三光气合成的反应装置，包括具有反应腔(10)的壳体(1)，所述壳体(1)上设有进料口(100)和出料口(101)，其特征在于：还包括至少两个进料管(2)，该进料管(2)的进口端与壳体(1)的外部相连通，该进料管(2)的出口端位于反应腔(10)中且连接有雾化喷头(20)。

2.如权利要求1所述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置，其特征在于：所述进料管(2)的进口端连接有送料管(3)，该送料管(3)上设有增压泵(30)；

所述进料管(2)的进口端还设有调节阀(22)。

3.如权利要求1所述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置，其特征在于：所述两个进料管(2)向壳体(1)的轴线方向弯曲形成U形段(21)。

4.如权利要求3所述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置，其特征在于：所述雾化喷头(20)设于所述U形段(21)的端部沿竖直方向向上设置。

5.如权利要求4所述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置，其特征在于：所述两个进料管(2)的雾化喷头(20)位于两个不同的竖直高度。

6.如权利要求1所述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置，其特征在于：所述雾化喷头(20)包括外套体(200)和套设于外套体内的内壳体(201)，所述外套体(200)与内壳体(201)之间具有气流通道(202)，所述内壳体(201)中具有混合腔(203)和喷雾孔(204)，所述混合腔(203)连接所述进料管(2)和所述气流通道(202)，所述喷雾孔(204)将混合腔(203)与反应腔(10)连通接，所述气流通道(202)的进气口(205)连接进气管，该气流通道(202)的出气口(206)呈环状设置在所述喷雾孔(204)外侧，并且该出气口(206)与所述反应腔(10)连通。

7.如权利要求6所述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置，其特征在于：所述混合腔(203)两端呈圆弧形，所述喷雾孔(204)为直径由下至上逐渐增大的锥形孔。

8.如权利要求1所述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置，其特征在于：所述壳体(1)上设有排空口(102)。

9.如权利要求1所述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置，其特征在于：还包括设于反应腔(10)中的搅拌机构(4)，所述搅拌机构(4)包括搅拌桨(40)，该搅拌桨(40)包括转动杆和连接在转动杆周侧的叶片，所述搅拌桨(40)的叶片位于所述雾化喷头(20)的下方。

10.如权利要求1所述的用于二甲胺与三光气合成的反应装置，其特征在于：还包括加液管道(5)，该加液管道(5)的进口端与所述进料口(100)连接，该加液管道(5)的出口端位于所述反应腔(10)的底部。

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