CN2152599Y

CN2152599Y - 一种光氯化反应塔

Info

Publication number: CN2152599Y
Application number: CN92233129U
Authority: CN
Inventors: 刘文清; 何敬言; 邢伯军
Original assignee: Harbin Normal University
Current assignee: Harbin Normal University
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2002-09-11

Abstract

本实用新型涉及一种光氯化反应塔。它包括上塔节、中间塔节、下塔节及下端盖四部分。本技术的主要特征是下塔节上设计采用外置式光源，并对上塔节及中间塔节等也进行了改进，使得该技术换热面积增大，可及时排出反应热，增加物质间的接触时间和反应几率，提高了生产效率。具有结构简单、密封好，易观察，容易维护和检修等特点。

Description

本实用新型涉及化工部门使用的一种反应设备，尤其是一种光氯化反应塔。

目前。化工企业，特别是有机化工厂生产氯化石蜡，通常采用釜式反应器。其中有些釜式反应器大都采用内置式光源，光源多为灯管，还有就是在盛装反应物料的容器内设置搅拌器及其传动装置，此类结构通常包括筒体和上、下封头（或称下端盖）构成的盛装物料的容器及其外壁设置的夹套、以及通过上、下外循环孔连接的石墨换热器等辅助装置。由于上述所说的釜式反应塔设备结构复杂，传质效果差，反应时氯气转化率低（最高只有85％），反应热难于取出，不易达到密封要求，投资维护费用较大，特别是前者的灯管上玻璃保护罩，常粘结一层不透明的石蜡或产物，使效率大大降低，因此影响其在工业上的应用。

本实用新型针对现有技术存在的不足进行了改进，设计一种结构简单，传质效果好，氯气转化率高，可达95％以上，生产效率高，氯化反应时间只是热法的四分之一，密封效果好，易观察、维护、检修的光氯化反应塔。

本实用新型是通过下列方式予以实现的：一种氯化反应塔，包括上塔节、中间塔节、下塔节及下端盖四部分，每部分之间通过法兰连接并用螺栓、垫片、垫圈及螺母固连，其特征在于：所说的上塔节的直径尺寸大于其它各部分，其上端部设有进料口、出气孔和备用孔，这里可以不设置夹套。中间塔节包括若干层，即可以是一节、二节或二节以上，具体节数要根据塔的加工能力、塔的直径和长度等而确定，一般中等加工能力可以是三层（见图1），其它情况可相应减少或增加，每层外壁分别设有蒸汽加热或冷却水冷却用的夹套及其进、出口和对称设置的视镜（视镜用于观察反应情况），在中间一层的外周设置可显示反应温度的温度计套管及温度计，其中温度计套管为外衬搪瓷的钢管，一端封口用于避免温度计与反应液直接接触，具有防腐作用。在最下一层的外周设置耳式支座，其可以安装在底座上以支承整个反应塔。所说的下塔节设计采用外置式光源入射装置，即在下塔节上设置至少两层呈正三角形排布的光源入射装置，其包括光源入射孔、玻璃视镜、防腐垫圈、灯及其支架、紧固件，其中上、下各层的光源入射装置是错开相间均匀排布，同时在下塔节下端侧壁设置进气口（即氯气的进口）和取样孔。上述各部分均是采用钢板焊接制造的外壳，内衬搪瓷，通常反应塔的高度与直径比为10以上，本技术选取为12。

上述所说的光源入射装置中的灯可以选用400～500NM的灯，如铊灯、汞灯、白炽灯，最佳为汞灯。本技术的工作过程及原理如下：物料（石蜡）首先从进料口进入上塔节、中间塔节（包括各层），最后进入下塔节，另一种物料（氯气：Cl₂）通下塔节下部侧壁的进气孔进入下塔节、中间塔节及上塔节，边反应边向上移动，最后从出气孔排出进入尾气吸收装置。在上述过程中是采用光照引发反应，使氯气与液体石蜡反生成氯化石蜡，化学反应式为：

C_nH_2n＋2＋XCl₂→C_nH_2n＋2－xCl_X＋HCl↑

这个反应式是氯气通入到液体状石蜡中，在一定的条件间，氯气与石蜡反应而转化为氯化石蜡的过程。如果加以划分，氯气和石蜡的气液相反应过程可以分成以下五个步骤。（1）首先是氯气由气相主体扩散到气液相界面。（2）到达界面的氯气溶解在液相内，这是气体吸收过程。（3）溶解的氯气和液体状石蜡进行化学反应转变成产物，这是化学反应过程。（4）生成的氯化氢气体从液体内解吸到气相。（5）最后是产物扩散返回气相主体从而完成整个气液相反应过程。

整个非均相过程可以概括为物理过程和化学阶段。其中物理阶段是指气相组分的扩散过程；化学阶段包括气体吸收和化学反应。对于石蜡的氯化反应的气液过程的吸收和反应是同时进行，不好仔细地区分吸收和反应的界限。其工作原理如下：

石蜡的氯化是自由茎取代反应历程，它包括有链引发、链增长和链终止三个阶段。

引发：Cl₂(hv)/(或催化剂) 2Cl

R－H＋Cl→R·＋HCl

增长：Cl₂＋R－H→R－Cl＋Cl

Cl·＋RCHCl－H→RCClH＋HCl

………………………………………

终止：R·＋R·→R－R

Cl·＋Cl→Cl₂

氯化时氯分子在光或热或催化剂的作用下离解生成氯原子，氯原子夺取石蜡分子中的氢，生成氯化氢和带自由基的烃，自由基烃和氯分子作用又生成新的氯原子和氯代烷烃（氯化石蜡），呈连链反应。氯化反应是一种强烈放热反应，反应热为1508千焦耳／千克氯，如何处理反应释放出的如此大量的热，是氯化工艺及氯化反应设备的一个重要问题，本技术中仍采用通过上、下外循环孔接石墨换热器把反应热传递出去。

本实用新型和现有技术相比不难看出，由于现有的釜式反应器换热面积相对较小，难以及时排出反应放出的大量热，且反应周期长，而本技术的反应塔换热面积相对增大，能及时取出反应放出的大量热，而且增长了氯气与石蜡的接触时间，增加了反应机率，提高了氯的转化率，可达95％以上，从而缩短了反应周期，生产效率大大提高，另外，光源的设置设置采用外置式，即采用塔外周照光，既保证了安全生产，又能满足引发反应的需要，同时该技术具有结构简单，密封效果好，易观察、维护和检修等特点。

图1是本实用新型的总体结构的主视图。

图2是图1的A－A剖面图。

图3是图1的B－B剖面图。

图4是图1的C－C剖面图。

图中：1下端盖、2进气口、3下外循环孔、4光源入射装置、5下塔节、6耳式支座、7中间塔节、8视镜、9夹套、10上塔节、11进料口、12出气孔、13备用孔、14出料口、15温度计套管、16上外循环孔。

本实用新型的最佳实施例，如图1－4所示。一种氯化反应塔，包括上塔节10、中间塔节7、下塔节5及下端盖1四部分，每部分之间通过法兰连接并用螺栓、垫片、垫圈及螺母固连，其特征在于：所说的上塔节10的直径尺寸大于其它各部分，其上端部设有进料口11、出气孔12和备用孔13，这里可以不设置夹套。中间塔节7包括若干层，即可以是一节、二节或二节以上，具体节数要根据塔的加工能力、塔的直径和长度等而确定，一般中等加工能力可以是三层（见图1），其它情况可相应减少或增加，每层外壁分别设有蒸汽加热或冷却水冷却用的夹套9及其进、出口和对称设置的视镜8（视镜8用于观察反应情况），在中间一层的外周设置可显示反应温度的温度计套管15及温度计，其中温度计套管15为外衬搪瓷的钢管，一端封口用于避免温度计与反应液直接接触，具有防腐作用。在最下一层的外周设置耳式支座6，其可以安装在底座上以支承整个反应塔。所说的下塔节5设计采用外置式光源入射装置4，即在下塔节5上设置至少两层呈正三角形排布的光源入射装置4，其包括光源入射孔、玻璃视镜、防腐垫圈、灯及其支架、紧固件，其中上、下各层的光源入射装置4是错开相间均匀排布，同时在下塔节5下端侧壁设置进气口2（即氯气的气口）和取样孔。上述各部分均是采用钢板焊接制造的外壳，内衬搪瓷，通常反应塔的高度与直径比为10以上，本技术选取为12。

上述所说的光源入射装置4中的灯可以选用400～500NM的灯，如铊灯、汞灯、白炽灯，最佳为汞灯。本技术可根据制造不同规格的系列产品，以满足工业生产的需要。

Claims

1、一种光氯化反应塔，包括上塔节、中间塔节、下塔节及下端盖四部分，每部分之间通过法兰连接并用螺栓、垫片、垫圈及螺母固连，其特征在于：

A、上塔节的直径尺寸大于其它各部分，其上端部分别设有进料口、出料孔和备用孔；

B、中间塔节包括若干层，每层外壁分别设有蒸汽加热或冷却水冷却用的夹套及其进、出口和对称设置的视镜，在中间的一层的外周设置可显示反应温度的温度计套管及温度计，其中温度计套管为外衬搪瓷的钢管，一端封口用于避免温度计与反应液直接接触，在最下一层的外周设置耳式支座，其可安装在底座上以支承整个反应塔；

C、下塔节设计采用外用外置式光源入射装置，即在下塔节上设置至少两层呈正三角形排布的光源入射装置，其包括光源入射孔、玻璃视镜、防腐垫圈、灯及其支架、紧固件，其中上、下各层的光源入射装置是错开相间均匀排布，同时在下塔节下部设置氯气进口和取样孔。

2、如权利要求1所述的一种光氯化反应塔，其特征在于：所说的光源入射装置中的灯可以选用400～500NM的灯，如铊灯、汞灯及白炽灯，最佳为汞灯。