CN214076670U - 一种高效光气化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效光气化反应装置，涉及光气化反应技术领域，包括釜体、喷淋塔体、三通阀门、泵体以及射流器，喷淋塔体连接在釜体的顶部，喷淋塔体自下至上依次设有填料层与喷淋层，喷淋塔体的上部设有排气端口，釜体的底部端口连接三通阀门的第一个阀口，三通阀门的第二个阀口通过第一管道连接泵体，泵体通过第二管道连接射流器，射流器连通釜体，射流器的进气口连接光气供给源；第一管道上连接有支管，支管连接至混合液供给系统；喷淋塔体内设有延伸至釜体内的第一搅拌轴，喷淋塔上设有第一动力组件，第一搅拌轴的底部固接有第一叶轮，本实用新型实现了釜体中的各个反应物可以一直持续高效的动态混合，大大提升了光气化反应的效率。

Description

一种高效光气化反应装置

技术领域

本实用新型涉及光气化反应技术领域，特别涉及一种高效光气化反应装置。

背景技术

光气，又称碳酰氯，是一种重要的有机中间体，用于有机合成、制造染料、橡胶、农药和塑料等。光气与酰胺类进行光气化反应，合成关键中间体，并释放出二氧化碳。

目前采用的釜式反应器存在如下问题：

1、反应原料混合方式单一，混合效果差、反应周期长；

2、反应过程中产生的盐颗粒在釜内壁和釜底结晶堆积，影响生产效率；

3、并且大量未反应的光气进入尾气处理系统，尾气处理系统负荷过大，光气利用率低。

发明内容

针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种高效光气化反应装置，旨在解决现有技术中光气化反应效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种高效光气化反应装置，包括釜体、喷淋塔体、三通阀门、泵体以及射流器，喷淋塔体可拆卸的连接在釜体的顶部开口上，釜体与喷淋塔体同轴设置，喷淋塔体自下至上依次设有填料层与喷淋层，喷淋塔体的上部设有排气端口；釜体的底部端口连接三通阀门的第一个阀口，三通阀门的第二个阀口通过第一管道连接泵体的进液口，泵体的出液口通过第二管道连接射流器的进液口，射流器的出液口连通釜体，射流器的进气口连接光气供给源；第一管道上连接有支管，支管连接至混合液供给系统；喷淋塔体内设有第一搅拌轴，第一搅拌轴延伸至釜体内，喷淋塔上设有用于驱动第一搅拌轴转动的第一动力组件，第一搅拌轴的底部固接有第一叶轮。

其中，釜体内设有第二搅拌轴，釜体的底部固接有驱动第二搅拌轴转动的第二动力组件，第二搅拌轴上固接有与釜体内壁间隙配合的搅拌叶。

其中，第二搅拌轴内设有转孔，第一搅拌轴通过旋转密封环转动安装在转孔中。

其中，第一搅拌轴与第二搅拌轴转动方向相反。

其中，第一叶轮转动时的某一切线方向与射流器的射料方向逆向重合设置。

其中，釜体外包覆有保温套，保温套串接在介质循环系统中。

其中，釜体的顶部开口处设有用于向上引导气流的第二叶轮，第二叶轮固接于第一搅拌轴上。

其中，混合液为酰胺、缚酸剂与溶剂混合物。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

1、使得釜体中的各个反应物可以一直持续高效的动态混合，大大提升了反应的效率。

2、一体化设计的喷淋塔体可以有效的处理未反应的光气，提高光气利用率。

3、喷淋塔体可以便捷化的拆卸，方便装置的维修，可在釜体上更换不同规格的喷淋塔体来满足多种使用要求。

4、搅拌叶一方面可以有效的刮拭釜体内壁，避免反应产生的盐颗粒在釜体的底部和内壁结晶成块；另一方面可以与第一叶轮同步逆向转动，使得釜体内的反应液的中心处与外围处的流动方向相反，使得反应液的混合效率更高，反应更高效。

5、设置的第二叶轮随着第一转轴同步转动的过程中，可将釜体内的气流持续的向上引导，提高排气效率的同时还可以有效维持釜体内压力的平衡。

附图说明

图1是本实用新型一种高效光气化反应装置的结构示意图；

图中，釜体1，保温套10，三通阀门11，第一管道12，支管120，泵体13，第二管道14，射流器15，第二动力组件16，第二搅拌轴160，搅拌叶161，喷淋塔体2，排气端口20，填料层21，喷淋层22，第一动力组件23，第一搅拌轴230，第一叶轮231，第二叶轮232。

具体实施方式

下面结合附图，进一步阐述本实用新型。

本说明书中涉及到的方位均以本实用新型一种高效光气化反应装置正常工作时的方位为准，不限定其存储及运输时的方位，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。

如图1所示，高效光气化反应装置包括釜体1、喷淋塔体2、三通阀门11、泵体13以及射流器15，釜体1的顶部设有开口，喷淋塔体2的底部插接在该开口上，然后在釜体1与喷淋塔体2的配合处安装密封圈，使得喷淋塔体2可以便捷化的拆卸，方便装置的维修，方便在釜体1上更换不同规格的喷淋塔体2来满足多种使用要求。

釜体1与喷淋塔体2同轴设置，喷淋塔体2自下至上依次设有填料层21与喷淋层22，填料层21设置两层，填料层21内的填料为不锈钢材料或聚四氟乙烯材料，喷淋层22内设置喷淋管，喷淋管上安装有多个向下喷淋的喷头，喷淋管连接低温溶剂供给系统，即由低温溶剂供给系统向着喷淋管输送低温溶剂，然后经过喷头喷出，形成喷淋效果。喷淋塔体2的上部设有排气端口20，排气端口20连接尾气处理系统，用于处理排出的气体，尾气处理系统包括负压装置，用于将反应产生的气体抽入到尾气处理系统中进行有效处理。

釜体1的底部端口连接三通阀门11的第一个阀口，三通阀门11的第二个阀口通过第一管道12连接泵体13的进液口，泵体13的出液口通过第二管道14连接射流器15的进液口，射流器15的出液口连通釜体1，射流器15的进气口连接光气供给源，射流器15的射流区至排出管外部加有夹套管，夹套管中与物料流向逆向通入-15~-8℃冷冻盐水或其他冷却介质对反应进行降温，同时夹套管作为光气泄漏的保护层，防止带有光气的物料外泄至环境中；并且在夹套管中设有折流板，以增加湍流提高换热系数。

三通阀门11的第三个阀口用于排放合成物。第一管道12上连接有支管120，支管120连接至混合液供给系统，优选地，混合液为酰胺、缚酸剂与溶剂混合物。

喷淋塔体2内设有第一搅拌轴230，第一搅拌轴230延伸至釜体1内，第一搅拌轴230与喷淋塔体2以及釜体1为同轴设置，喷淋塔上设有第一动力组件23，第一动力组件23优选电机，电机与第一搅拌轴230通过减速器连接，电机用来驱动第一搅拌轴230转动，第一搅拌轴230的底部固接有第一叶轮231，即电机转动从而带动第一叶轮231转动，实现搅拌功能。

生产时，初始状态下的三通阀门11的第三个阀口为关闭状态，第一个阀口与第二个阀口为开启状态，泵体13启动，将混合液抽入到射流器15中，在射流作用下，光气供给源通过射流器15的进气口进入射流器15的射流区域，并且在射流区域中与混合液形成初步混合，然后两大类反应物被射流器15喷射到釜体1中，然后反应釜中的第一叶轮231在电机的作用下持续的转动，用来搅拌反应物，加速反应物的光气化反应的进行，同时反应物通过釜体1的底部端口进入第一管道12，再与新的混合物一并由泵体13继续抽入到射流器15中继续参与循环，使得釜体1中的各个反应物可以一直持续高效的动态混合，大大提升了反应的效率，在持续的循环式的反应过程中会产生大量的二氧化碳气体以及未反应的光气会进入到喷淋塔体2中，喷淋层22喷淋的低温溶剂吸收大部分未反应的光气，并且回流到釜体1中，剩余的微量的光气以及二氧化碳经过排气端口20进入尾气处理系统，经过尾气处理系统的处理达到排放标准后再排放。

釜体1内的反应经过多个循环之后，釜体1内的液位达到特定标准，将泵体13关闭，并且关闭三通阀门11的第二个阀口，连通三通阀门11的第三个阀口，通过第三个阀口来将釜体1内生成的中间体产品连续导出，实现整个光气化反应的工序。

进一步地，釜体1内设有第二搅拌轴160，第二搅拌轴160从釜体1底部向上延伸设置，釜体1的底部安装有第二动力组件16，第二动力组件16驱动第二搅拌轴160转动，第二动力组件16同样为电机，第二搅拌轴160上固接有与釜体1内壁间隙配合的搅拌叶161，搅拌叶161为与釜体1仿形一致的U型结构，电机驱动第二搅拌轴160转动，从而带动搅拌叶161转动，搅拌叶161可以有效的刮拭釜体1内壁，避免反应产生的盐颗粒，在釜体1的底部和内壁等位置沉淀堆积成块，使得釜体1可以高效的卸料。

更进一步地，第二搅拌轴160内设有转孔，第一搅拌轴230通过旋转密封环转动安装在转孔中，通过第一搅拌轴230与第二搅拌轴160的转动配合关系来提高二者在转动时的稳定性。

更进一步地，第一搅拌轴230与第二搅拌轴160转动方向相反，当釜体1内进行光气化反应时，第一搅拌轴230与第二搅拌轴160同步逆向转动，使得釜体1内的反应液的中心处与外围处的流动方向相反，使得反应液的混合效率更高，反应更高效。

进一步地，第一叶轮231转动时的某一切线方向与射流器15的射料方向逆向重合设置，即第一叶轮231转动时带动的反应液的转动方向与射流器15的射料方向形成正面冲击，从而进一步提升反应液的混合效率。

优选地，釜体1外包覆有保温套10，保温套10串接在介质循环系统中，通过介质在保温套10中循环，并且与釜体1进行热交换，从而有效的调控反应温度，一方面是为反应降温减少副反应发生，另一方面防止光气泄漏起到防护作用。

进一步地，釜体1的顶部开口处第二叶轮232，第二叶轮232同轴固接于第一搅拌轴230上，第一搅拌轴230转动时，可以带动第二叶轮232同步转动，第二叶轮232转动过程中，将釜体1内的气流持续的向上引导，提高排气效率的同时还可以有效维持釜体1内压力的平衡。

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效光气化反应装置，包括釜体、喷淋塔体、三通阀门、泵体以及射流器，其特征在于，所述喷淋塔体可拆卸的连接在所述釜体的顶部开口上，所述釜体与所述喷淋塔体同轴设置，所述喷淋塔体自下至上依次设有填料层与喷淋层，所述喷淋塔体的上部设有排气端口；所述釜体的底部端口连接所述三通阀门的第一个阀口，所述三通阀门的第二个阀口通过第一管道连接所述泵体的进液口，所述泵体的出液口通过第二管道连接所述射流器的进液口，所述射流器的出液口连通所述釜体，所述射流器的进气口连接光气供给源；所述第一管道上连接有支管，所述支管连接至混合液供给系统；所述喷淋塔体内设有第一搅拌轴，所述第一搅拌轴延伸至所述釜体内，所述喷淋塔上设有用于驱动所述第一搅拌轴转动的第一动力组件，所述第一搅拌轴的底部固接有第一叶轮。

2.如权利要求1所述的一种高效光气化反应装置，其特征在于，所述釜体内设有第二搅拌轴，所述釜体的底部固接有驱动所述第二搅拌轴转动的第二动力组件，所述第二搅拌轴上固接有与所述釜体内壁间隙配合的搅拌叶。

3.如权利要求2所述的一种高效光气化反应装置，其特征在于，所述第二搅拌轴内设有转孔，所述第一搅拌轴通过旋转密封环转动安装在所述转孔中。

4.如权利要求2所述的一种高效光气化反应装置，其特征在于，所述第一搅拌轴与所述第二搅拌轴转动方向相反。

5.如权利要求1所述的一种高效光气化反应装置，其特征在于，所述第一叶轮转动时的某一切线方向与所述射流器的射料方向逆向重合设置。

6.如权利要求1所述的一种高效光气化反应装置，其特征在于，所述釜体外包覆有保温套，所述保温套串接在介质循环系统中。

7.如权利要求1所述的一种高效光气化反应装置，其特征在于，所述釜体的顶部开口处设有用于向上引导气流的第二叶轮，所述第二叶轮固接于所述第一搅拌轴上。

8.如权利要求1所述的一种高效光气化反应装置，其特征在于，所述混合液为酰胺、缚酸剂与溶剂混合物。

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