CN216063194U - 一种连续可回收余热的磺化反应系统 - Google Patents

Abstract

一种连续可回收余热的磺化反应系统，包括管式反应器、硝基苯储罐、三氧化硫储罐和循环水罐，硝基苯储罐和三氧化硫储罐分别通过硝基苯输料泵和三氧化硫输料泵与管式反应器底部进料口连接，管式反应器的外壁设置有换热夹套，换热夹套的底部通过冷却管道与循环水罐连接，冷却管道上设置有循环水泵，换热夹套顶部通过降温水管道与三氧化硫储罐外的储罐夹套底部连接，储罐夹套的顶部通过回水管道与循环水罐连接，管式反应器顶部出料口通过回料管道与其底部的进料口连接，管式反应器的顶端设置有产物出料管。本实用新型利用管式反应器，实现连续化反应，管式反应器外设置冷却夹套，换热效果好，有效控制反应温度，提高安全系数。

Description

一种连续可回收余热的磺化反应系统

技术领域

本实用新型涉及一种磺化反应系统，尤其涉及一种连续可回收余热的磺化反应系统。

背景技术

磺化反应是合成多种有机化学品的重要反应类型，在精细化工合成方面占有极其重要的地位。磺化反应的核心设备是磺化反应器，目前磺化行业好多仍然采用釜式间歇反应。间歇釜式磺化反应器是一类使用最早的一类磺化反应器，可用浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫进行磺化反应。有机物料先投入反应釜中，然后将定量的磺化剂（如三氧化硫等）缓慢加入到反应釜中，并剧烈搅拌混合，釜体的夹套通冷却水降温，该反应釜设备结构简单，设备投资少，但是反应效率低，反应周期长。由于磺化反应是放热反应，反应过程中产生大量热，尤其以三氧化硫为磺化剂时，反应更为剧烈，放热量更大，特别是对于诸如苯类热敏性质物质的磺化，瞬间放出大量的热，对反应产生不利的影响。由于反应体系体量大、降温效率低导致产品质量差，产品质量不稳定，每个批次产品质量差距大。

实用新型内容

本实用新型为克服现有技术弊端，提供一种连续可回收余热的磺化反应系统，利用管式反应器，实现连续化反应，管式反应器外设置冷却夹套，换热效果好，有效控制反应温度，提高安全系数。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种连续可回收余热的磺化反应系统，所述反应系统包括管式反应器、硝基苯储罐、三氧化硫储罐和循环水罐，所述硝基苯储罐和三氧化硫储罐分别通过硝基苯输料泵和三氧化硫输料泵与所述管式反应器的底部进料口连接，所述管式反应器的外壁设置有换热夹套，所述换热夹套的底部通过冷却管道与所述循环水罐连接，所述冷却管道上设置有循环水泵，所述换热夹套顶部通过降温水管道与所述三氧化硫储罐外的储罐夹套底部连接，所述储罐夹套的顶部通过回水管道与所述循环水罐连接，所述管式反应器顶部出料口通过回料管道与其底部的进料口连接，所述回料管道上设置有电磁流量计和调节球阀，所述电磁流量计和调节球阀通过联锁控制，所述管式反应器的顶端设置有产物出料管。

上述连续可回收余热的磺化反应系统，所述管式反应器包括反应器钢管和填料，所述填料设置为空心半球型结构，包括第一半球型填料和第二半球型填料，两者沿所述反应器钢管轴向间隔均匀的设置有若干组，每组中所述第二半球型填料同圆心设置在所述第一半球型填料内，通过连接钢管连接，所述第一半球型填料的弧形壁两端固定在所述反应器钢管的内壁上，所述第二半球型填料的弧型外壁两端与所述连接钢管的内壁底部连接，所述连接钢管的顶部与所述第一半球型填料的内壁连接，所述连接钢管的管壁上间隔均匀的设置有若干个圆孔，所述第一半球型填料顶端设置有流通管，所述流通管顶端与所述第二半球型填料分离设置。

上述连续可回收余热的磺化反应系统，所述反应器钢管的长度L为1850mm，所述第一半球型填料的半径为40mm，所述第二半球型填料的半径为25mm，所述连接钢管的直径为50mm。

上述连续可回收余热的磺化反应系统，每个所述连接钢管的管壁上间隔均匀的设置有四个所述圆孔，所述圆孔的直径为5mm。

上述连续可回收余热的磺化反应系统，相邻两组填料中的两个第一半球型填料之间以及两个第二半球型填料之间的间距H均为40mm，所述流通管的管径为10mm，管长为15mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型涉及的反应系统为连续化反应设备，大大提高了反应效率。采用的管式反应器体积较小，通过循环水罐和换热夹套实现了良好的换热效果，能够更加精准的控制管式反应器内的反应温度，提高了反应安全系数，改善了产品质量，稳定性也得到了保障。采用本实用新型连续化反应系统制备的产品，不同批次产品之间的差距小；换热后的降温水循环利用，节约能源。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型整体装置结构示意图；

图2为管式反应器结构示意图。

图中：1、管式反应器；1-1、换热夹套；1-2、反应器钢管；1-3、第一半球型填料；1-4、第二半球型填料；1-5、连接钢管；1-6、圆孔；1-7、流通管；2、硝基苯储罐；3、三氧化硫储罐；4、循环水罐；5、硝基苯输料泵；6、三氧化硫输料泵；7、循环水泵；8、回料管道；9、电磁流量计；10、调节球阀；11、连锁；12、产物出料管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

参看图1，本实用新型一种连续可回收余热的磺化反应系统，所述反应系统包括管式反应器1、硝基苯储罐2、三氧化硫储罐3和循环水罐4，所述硝基苯储罐2和三氧化硫储罐3分别通过硝基苯输料泵5和三氧化硫输料泵6与所述管式反应器1的底部进料口连接，所述管式反应器1的外壁设置有换热夹套1-1，所述换热夹套1-1的底部通过冷却管道与所述循环水罐4连接，所述冷却管道上设置有循环水泵7，循环水罐4中冷却水通过玄幻水泵7打入换热夹套中，对管式反应器1内的反应进行降温控制，避免磺化反应发出的大量热量影响产物的品质；所述换热夹套1-1顶部通过降温水管道与所述三氧化硫储罐3外的储罐夹套3-1底部连接，所述储罐夹套3-1的顶部通过回水管道与所述循环水罐4连接，管式反应器的换热夹套内换热后的温水通过管道进入三氧化硫储罐外的储罐夹套内，对储罐内的三氧化硫进行预热，避免热量浪费，降温后的循环水再次通入循环水罐4中进行循环利用；所述管式反应器1顶部出料口通过回料管道8与其底部的进料口连接，所述回料管道8上设置有电磁流量计9和调节球阀10，所述电磁流量计9和调节球阀10通过联锁11控制，管式反应器内物料反应不完全时，通过回料管道返回管式反应器内继续反应，回料过程通过调整回流比，并通过连锁11锁定电磁流量计和调节球阀，物料回流保证反应的完成率，提高产品纯度。反应完全的产物通过产物出料管12排出收集。

参看图2，本实用新型采用的管式反应器1包括反应器钢管1-2和填料，所述填料设置为空心半球型结构，包括第一半球型填料1-3和第二半球型填料1-4，两者沿所述反应器钢管1-2内部轴向间隔均匀的设置有若干组，每组中所述第二半球型填料1-4同圆心设置在所述第一半球型填料1-3内，所述第一半球型填料1-3的弧形壁两端焊接固定在所述反应器钢管1-2的内壁上，所述第二半球型填料1-4的弧型外壁两端与所述连接钢管1-5的内壁底部焊接，所述连接钢管1-5的顶部与所述第一半球型填料1-3的内壁固定连接，所述第一半球型填料1-3的半径为40mm，所述第二半球型填料1-4的半径为25mm，所述连接钢管1-5的直径为50mm；所述连接钢管1-5的管壁上间隔均匀的设置有若干个圆孔1-6，例如，间隔均匀的设置有四个圆孔，每个圆孔的直径为5mm，所述第一半球型填料1-3顶端设置有流通管1-7，所述流通管1-7顶端与所述第二半球型填料1-4分离设置，流通管的管径为10mm，管长为15mm。相邻两组填料中的两个第一半球型填料1-3之间以及两个第二半球型填料1-4之间的间距H均为40mm。由管式反应器底部进料口进入的物料依次通过连接钢管1-5上的圆孔进入两个半球型填料之间，然后由流通管1-7流出进入下一组填料中第二半球型填料的凹弧内，之后在通过此组的连接钢管上的圆孔进入此组两个半球型填料之间，以此类推，物料由管式反应器底部流至顶部，流通过程中，物料进行磺化反应，至管式反应器顶部，若反应完全，产物有产物出料管排出收集，若反应不完全，物料有回料管道返回管式反应器内继续反应。

本实用新型反应系统可用于诸如磺化类反应但不仅限于磺化类反应。

Claims (5)

1.一种连续可回收余热的磺化反应系统，其特征在于：所述反应系统包括管式反应器（1）、硝基苯储罐（2）、三氧化硫储罐（3）和循环水罐（4），所述硝基苯储罐（2）和三氧化硫储罐（3）分别通过硝基苯输料泵（5）和三氧化硫输料泵（6）与所述管式反应器（1）的底部进料口连接，所述管式反应器（1）的外壁设置有换热夹套（1-1），所述换热夹套（1-1）的底部通过冷却管道与所述循环水罐（4）连接，所述冷却管道上设置有循环水泵（7），所述换热夹套（1-1）顶部通过降温水管道与所述三氧化硫储罐（3）外的储罐夹套（3-1）底部连接，所述储罐夹套（3-1）的顶部通过回水管道与所述循环水罐（4）连接，所述管式反应器（1）顶部出料口通过回料管道（8）与其底部的进料口连接，所述回料管道（8）上设置有电磁流量计（9）和调节球阀（10），所述电磁流量计（9）和调节球阀（10）通过联锁（11）控制，所述管式反应器（1）的顶端设置有产物出料管（12）。

2.根据权利要求1所述的连续可回收余热的磺化反应系统，其特征在于：所述管式反应器（1）包括反应器钢管（1-2）和填料，所述填料设置为空心半球型结构，包括第一半球型填料（1-3）和第二半球型填料（1-4），两者沿所述反应器钢管（1-2）轴向间隔均匀的设置有若干组，每组中所述第二半球型填料（1-4）同圆心设置在所述第一半球型填料（1-3）内，通过连接钢管（1-5）连接，所述第一半球型填料（1-3）的弧形壁两端固定在所述反应器钢管（1-2）的内壁上，所述第二半球型填料（1-4）的弧型外壁两端与所述连接钢管（1-5）的内壁底部连接，所述连接钢管（1-5）的顶部与所述第一半球型填料（1-3）的内壁连接，所述连接钢管（1-5）的管壁上间隔均匀的设置有若干个圆孔（1-6），所述第一半球型填料（1-3）顶端设置有流通管（1-7），所述流通管（1-7）顶端与所述第二半球型填料（1-4）分离设置。

3.根据权利要求2所述的连续可回收余热的磺化反应系统，其特征在于：所述反应器钢管（1-2）的长度为1850mm，所述第一半球型填料（1-3）的半径为40mm，所述第二半球型填料（1-4）的半径为25mm，所述连接钢管（1-5）的直径为50mm。

4.根据权利要求3所述的连续可回收余热的磺化反应系统，其特征在于：每个所述连接钢管（1-5）的管壁上间隔均匀的设置有四个所述圆孔（1-6），所述圆孔（1-6）的直径为5mm。

5.根据权利要求4所述的连续可回收余热的磺化反应系统，其特征在于：相邻两组填料中的两个第一半球型填料（1-3）之间以及两个第二半球型填料（1-4）之间的间距H均为40mm，所述流通管（1-7）的管径为10mm，管长为15mm。

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