CN215939931U - 一种回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，包括冷却箱、混酸箱、苯液箱、连接箱和转动架，混酸箱底部连接有混酸管，混酸管上连接有第一感应阀，苯液箱底部连接有下苯管，下苯管上连接有第二感应阀，连接箱内设有连接管，连接管上连接有第三感应阀，转动架两侧连接有第一陶瓷微管和第二陶瓷微管，第一陶瓷微管两端连接有第一进料管和第一出料管，第一进料管上端连接有第一接液箱，第一出料管上连接有第四感应阀，第二陶瓷微管两端连接有第二进料管和第二出料管，第二进料管上端连接有第二接液箱，第二出料管上连接有第五感应阀。本实用新型解决了现有的装置制备硝基苯存在反应耗时长、产量低、反应不完全的问题。

Description

一种回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置

技术领域

本实用新型涉及精细化工技术领域，具体涉及一种回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置。

背景技术

硝基苯是重要的精细化工原料，可用于生产多种医药产品和燃料中间体，如用于制备二硝基苯、苯胺、间氨基苯磺酸，是燃料、炸药等的重要有机化合物，还可作有机溶剂、有机反应的弱氧化剂等。现有的装置制备硝基苯存在反应耗时长、产量低、反应不完全的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，以解决现有的装置制备硝基苯存在反应耗时长、产量低、反应不完全的问题。

本实用新型提供了一种回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，包括冷却箱、设于所述冷却箱上方的混酸箱和苯液箱、连接于所述冷却箱底部的连接箱、以及转动架，所述混酸箱、苯液箱和连接箱位于一圆形轨迹上的不同位置，且苯液箱和连接箱分别位于所述圆形轨迹的两对侧，混酸箱位于苯液箱和连接箱之间的圆形轨迹上；

所述冷却箱内设有冷却液，所述混酸箱的底部连接有混酸管，所述混酸管上连接有第一感应阀，所述苯液箱的底部连接有下苯管，所述下苯管上连接有第二感应阀，所述连接箱内设有连接管，所述连接管上连接有第三感应阀；

所述转动架的两侧分别连接有伸入所述冷却箱内的第一陶瓷微管和第二陶瓷微管，转动架可带动第一陶瓷微管和第二陶瓷微管沿所述圆形轨迹转动，所述第一陶瓷微管的上端连接有第一进料管，所述第一进料管的上端连接有可与混酸管和下苯管抵接的第一接液箱，所述第一陶瓷微管的下端连接有可与所述连接管抵接的第一出料管，所述第一出料管上连接有第四感应阀，所述第二陶瓷微管的上端连接有第二进料管，所述第二进料管的上端连接有可与混酸管和下苯管抵接的第二接液箱，所述第二陶瓷微管的下端连接有可与所述连接管抵接的第二出料管，所述第二出料管上连接有第五感应阀。

进一步地，所述苯液箱和连接箱分别位于所述圆形轨迹的两对侧，混酸箱位于苯液箱和连接箱之间的圆形轨迹上。

进一步地，所述第一感应阀、第二感应阀、第三感应阀、第四感应阀和第五感应阀采用压电式感应阀。

进一步地，所述第一接液箱和第二接液箱的顶部均设有网状顶盖。

进一步地，所述冷却箱远离连接箱的一侧设有冷却液进管，所述冷却液进管上连接有进液阀，所述连接箱的一侧设有冷却液出管，所述冷却液出管上连接有出液阀。

进一步地，所述连接管上连接有第一止逆阀，所述第一进料管上连接有第二止逆阀，所述第二进料管上连接有第三止逆阀。

进一步地，所述混酸箱连接有硝酸管和硫酸管，所述硝酸管上设有硝酸阀，所述硫酸管上设有硫酸阀，所述苯液箱连接有加苯管，所述加苯管上设有进苯阀。

进一步地，所述连接箱的底部设有硝基苯箱，所述连接管接入所述硝基苯箱，所述硝基苯箱的侧部连接有硝基苯出管，所述硝基苯出管上设有出料阀。

进一步地，所述第一陶瓷微管和第二陶瓷微管采用内部分布有多条微通道的蜂窝陶瓷管。

本实用新型的有益效果体现在：本申请通过转动架带动第一陶瓷微管和第二陶瓷微管沿圆形轨迹转动，使得第一陶瓷微管和第二陶瓷微管交替进行加混酸、加苯液和排硝基苯的过程，苯液、硝酸、硫酸以一定比例通入陶瓷微管，并在陶瓷微管内发生化学反应生成硝基苯，反应过程中能够通过冷却箱内的冷却液对混酸和硝化反应及时散热，反应生成的硝基苯通过连接管排出，实现硝基苯的制备，该装置能够将苯液、硝酸和硫酸迅速、充分、完全地转化为硝基苯，解决了现有的装置制备硝基苯存在反应耗时长、产量低、反应不完全的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例的第一陶瓷微管加混酸时的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的第一陶瓷微管排硝基苯、第二陶瓷微管加苯液时的结构示意图；

图3为本实用新型实施例制备硝基苯的反应过程示意图。

附图中，100-冷却箱；110-冷却液进管；120-进液阀；130-冷却液出管；140-出液阀；200-混酸箱；210-混酸管；220-第一感应阀；230-硝酸管；240-硫酸管；250-硝酸阀；260-硫酸阀；300-苯液箱；310-下苯管；320-第二感应阀；330-加苯管；340-进苯阀；400-连接箱；410-连接管；420-第三感应阀；430-第一止逆阀；500-转动架；510-第一陶瓷微管；511-第一进料管；512-第一接液箱；513-第一出料管；514-第四感应阀；515-第二止逆阀；520-第二陶瓷微管；521-第二进料管；522-第二接液箱；523-第二出料管；524-第五感应阀；525-第三止逆阀；600-圆形轨迹；700-硝基苯箱；710-硝基苯出管；720-出料阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1-图3所示，本实用新型实施例提供了一种回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，包括冷却箱100、设于冷却箱100上方的混酸箱200和苯液箱300、连接于冷却箱100底部的连接箱400、以及转动架500，混酸箱200、苯液箱300和连接箱400位于一圆形轨迹600上的不同位置。

冷却箱100内设有冷却液，冷却箱100远离连接箱400的一侧设有冷却液进管110，冷却液进管110上连接有进液阀120，连接箱400的一侧设有冷却液出管130，冷却液出管130上连接有出液阀140，冷却液进管110和冷却液出管130外接冷却液循环系统，以对冷却箱100内的冷却液进行循环。

如图1所示，混酸箱200连接有硝酸管230和硫酸管240，硝酸管230上设有硝酸阀250，硫酸管240上设有硫酸阀260，向混酸箱200内添加硝酸和硫酸时，硝酸阀250和硫酸阀260打开，硝酸和硫酸分别通过硝酸管230和硫酸管240流入混酸箱200进行混合。如图2所示，苯液箱300连接有加苯管330，加苯管330上设有进苯阀340，向苯液箱300内添加苯液时，进苯阀340打开，苯液通过加苯管330流入苯液箱300。

继续参照图1和图2，混酸箱200的底部连接有混酸管210，混酸管210上连接有第一感应阀220，苯液箱300的底部连接有下苯管310，下苯管310上连接有第二感应阀320，连接箱400内设有连接管410，连接管410上连接有第三感应阀420。

转动架500的两侧分别连接有伸入冷却箱100内的第一陶瓷微管510和第二陶瓷微管520，转动架500可带动第一陶瓷微管510和第二陶瓷微管520沿圆形轨迹600转动。

第一陶瓷微管510和第二陶瓷微管520采用内部分布有多条微通道的蜂窝陶瓷管，方便反应液体互相充分接触而发生反应，微通道直径在2～3mm，数量可以根据实际反应来设置。

第一陶瓷微管510的上端连接有第一进料管511，第一进料管511的上端连接有可与混酸管210和下苯管310抵接的第一接液箱512，第一陶瓷微管510的下端连接有可与连接管410抵接的第一出料管513，第一出料管513上连接有第四感应阀514，第二陶瓷微管520的上端连接有第二进料管521，第二进料管521的上端连接有可与混酸管210和下苯管310抵接的第二接液箱522，第二陶瓷微管520的下端连接有可与连接管410抵接的第二出料管523，第二出料管523上连接有第五感应阀524。

第一感应阀220、第二感应阀320、第三感应阀420、第四感应阀514和第五感应阀524采用压电式感应阀，当混酸管210接触到第一接液箱512或第二接液箱522时，混酸管210上的第一感应阀220自动打开，当下苯管310触到第一接液箱512或第二接液箱522时，下苯管310上的第二感应阀320自动打开，当第一陶瓷微管510下的第一出料管513接触到连接箱400内的连接管410时，第三感应阀420和第四感应阀514自动打开，第二陶瓷微管520下的第二出料管523接触到连接箱400内的连接管410时，第三感应阀420和第五感应阀524自动打开。

第一接液箱512和第二接液箱522的顶部均设有网状顶盖，第一接液箱512和第二接液箱522上的网状顶盖不仅可以形成压电式感应阀工作所需要的接触压力，而且还能使上面的液体穿过网状顶盖流入到第一接液箱512或第二接液箱522内。

为了防止液体逆流，连接管410上连接有第一止逆阀430，第一进料管511上连接有第二止逆阀515，第二进料管521上连接有第三止逆阀525。

连接箱400的底部设有硝基苯箱700，连接管410接入硝基苯箱700，硝基苯箱700的侧部连接有硝基苯出管710，硝基苯出管710上设有出料阀720，在第一陶瓷微管510和第二陶瓷微管520内反应生成的硝基苯通过连接管410流入并储存在硝基苯箱700内，通过打开出料阀720，可将硝基苯箱700内的硝基苯放出。

本申请通过转动架500带动第一陶瓷微管510和第二陶瓷微管520沿圆形轨迹600转动，使得第一陶瓷微管510和第二陶瓷微管520交替进行加混酸、加苯液和排硝基苯的过程，苯液、硝酸、硫酸以一定比例通入陶瓷微管，并在陶瓷微管内发生化学反应生成硝基苯，反应过程中能够通过冷却箱100内的冷却液对混酸和硝化反应及时散热，反应生成的硝基苯通过连接管410排出，实现硝基苯的制备，该装置能够将苯液、硝酸和硫酸迅速、充分、完全地转化为硝基苯，解决了现有的装置制备硝基苯存在反应耗时长、产量低、反应不完全的问题。

在一优选的实施例中，苯液箱300和连接箱400分别位于圆形轨迹600的两对侧，混酸箱200位于苯液箱300和连接箱400之间的圆形轨迹600上。

下面参考图3对制备硝基苯的反应过程进行说明。

开始时，参照如图3左上角的视图，第一陶瓷微管510转动到混酸管210的下方，混酸管210与第一接液箱512相接，第一感应阀220自动打开，混酸箱200内的混酸(硝酸和硫酸混合)经混酸管210流入第一接液箱512，再经第一进料管511进入第一陶瓷微管510，此时第二陶瓷微管520处于第一陶瓷微管510对侧的圆形轨迹600上，第一陶瓷微管510内的混酸达到设定量后，参照图3右上角的视图，转动架500带动第一陶瓷微管510和第二陶瓷微管520转动，直至第一陶瓷微管510转动至下苯管310的下方，下苯管310与第一接液箱512相接，第二感应阀320自动打开，苯液箱300内的苯液经下苯管310流入第一接液箱512，再经第一进料管511进入第一陶瓷微管510与混酸进行反应，此时第二陶瓷微管520处于连接管410的上方，参照图3右下角的视图，继续通过转动架500带动第一陶瓷微管510和第二陶瓷微管520转动，直至第二陶瓷微管520转动到混酸管210的下方，混酸管210与第二接液箱522相接，第二感应阀320自动打开，混酸箱200内的混酸(硝酸和硫酸混合)经混酸管210流入第二接液箱522，再经第二进料管521进入第二陶瓷微管520，此时第一陶瓷微管510处于第二陶瓷微管520对侧的圆形轨迹600上，向第二陶瓷微管520加混酸的过程中，第一陶瓷微管510内的混酸和苯液充分反应生成硝基苯，参照图3左下角的视图，继续通过转动架500带动第一陶瓷微管510和第二陶瓷微管520转动，直至第一陶瓷微管510转动到连接管410的上方，连接管410与第一出料管513相接，第三感应阀420和第四感应阀514自动打开，第一陶瓷微管510内反应生成的硝基苯依次通过第一出料管513和连接管410排出，此时第二陶瓷微管520转动至下苯管310的下方，下苯管310与第二接液箱522相接，第二感应阀320自动打开，苯液箱300内的苯液经下苯管310流入第二接液箱522，再经第二进料管521进入第二陶瓷微管520与混酸进行反应，然后转动架500带动第一陶瓷微管510和第二陶瓷微管520转动以循环上述步骤，即可连续实现硝基苯的制备。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，其特征在于：

包括冷却箱、设于所述冷却箱上方的混酸箱和苯液箱、连接于所述冷却箱底部的连接箱、以及转动架，所述混酸箱、苯液箱和连接箱位于一圆形轨迹上的不同位置；

所述冷却箱内设有冷却液，所述混酸箱的底部连接有混酸管，所述混酸管上连接有第一感应阀，所述苯液箱的底部连接有下苯管，所述下苯管上连接有第二感应阀，所述连接箱内设有连接管，所述连接管上连接有第三感应阀；

所述转动架的两侧分别连接有伸入所述冷却箱内的第一陶瓷微管和第二陶瓷微管，转动架可带动第一陶瓷微管和第二陶瓷微管沿所述圆形轨迹转动，所述第一陶瓷微管的上端连接有第一进料管，所述第一进料管的上端连接有可与混酸管和下苯管抵接的第一接液箱，所述第一陶瓷微管的下端连接有可与所述连接管抵接的第一出料管，所述第一出料管上连接有第四感应阀，所述第二陶瓷微管的上端连接有第二进料管，所述第二进料管的上端连接有可与混酸管和下苯管抵接的第二接液箱，所述第二陶瓷微管的下端连接有可与所述连接管抵接的第二出料管，所述第二出料管上连接有第五感应阀。

2.根据权利要求1所述的回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，其特征在于：所述苯液箱和连接箱分别位于所述圆形轨迹的两对侧，混酸箱位于苯液箱和连接箱之间的圆形轨迹上。

3.根据权利要求1所述的回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，其特征在于：所述第一感应阀、第二感应阀、第三感应阀、第四感应阀和第五感应阀采用压电式感应阀。

4.根据权利要求3所述的回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，其特征在于：所述第一接液箱和第二接液箱的顶部均设有网状顶盖。

5.根据权利要求1所述的回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，其特征在于：所述冷却箱远离连接箱的一侧设有冷却液进管，所述冷却液进管上连接有进液阀，所述连接箱的一侧设有冷却液出管，所述冷却液出管上连接有出液阀。

6.根据权利要求1所述的回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，其特征在于：所述连接管上连接有第一止逆阀，所述第一进料管上连接有第二止逆阀，所述第二进料管上连接有第三止逆阀。

7.根据权利要求1所述的回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，其特征在于：所述混酸箱连接有硝酸管和硫酸管，所述硝酸管上设有硝酸阀，所述硫酸管上设有硫酸阀，所述苯液箱连接有加苯管，所述加苯管上设有进苯阀。

8.根据权利要求1所述的回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，其特征在于：所述连接箱的底部设有硝基苯箱，所述连接管接入所述硝基苯箱，所述硝基苯箱的侧部连接有硝基苯出管，所述硝基苯出管上设有出料阀。

9.根据权利要求1所述的回转式蜂窝陶瓷微反应器制备硝基苯的装置，其特征在于：所述第一陶瓷微管和第二陶瓷微管采用内部分布有多条微通道的蜂窝陶瓷管。

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