CN216172335U - 动态混合列管式大通量连续硝化反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，包括依次串联的若干反应装置、保险釜以及静态分离器，所述反应装置包括位于底部的动态混合装置以及与动态混合装置连通的列管式反应器，于所述列管式反应器外缘面上包覆有移热介质；于所述反应装置、保险釜以及静态分离器之间设置有液位差。本实用新型降低反应体系的φ值，降低二硝化等副反应；增大无机和有机的接触面积，加快反应的进行；同时主反应体系中硫酸量增多，由于硫酸的比热较大，可以有利于反应温度的稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动态混合列管式大通量连续硝化反应装置。
背景技术
传统的连续化反应，一般是采用釜式串联或其它。由于硝化反应是强放热反应。大约50％-80％在第一台釜中完成反应。通常是在反应釜内加入盘管或用外夹套作为换热装置，但是由于反应釜体积的限制，盘管布置数量或外夹套换热面积又受到限制。因此，会给硝化装置带来安全风险。
物料靠溢流进入到下一级反应器中，多台反应釜从高到低排列。布置困难，影响美观。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提出了一种动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，可以将设备布置在同一个平面上，方便布置以及操作。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，包括依次串联的若干反应装置、保险釜以及静态分离器，所述反应装置包括动态混合装置以及与动态混合装置连通的列管式反应器，于所述列管式反应器外缘面上包覆有移热介质；于所述反应装置、保险釜以及静态分器之间设置有液位差。
进一步地，所述动态混合装置由防爆电机带动的搅拌系统构成，所述搅拌系统包括1-10个搅拌叶轮，所属搅拌叶轮为涡轮、推进式、桨式的一种或多种的组合。
进一步地，所述动态混合装置由动态混合泵、喷射混合器、静态混合器、微通道混合装置中一种或多种构成。
进一步地，所述列管式反应器包括匀流器和管式反应器。
进一步地，所述管式反应器中设置有至少一根管道；所属管道为光管或于管道内设置有内构件或外构件。
进一步地，所述保险釜包括保险釜釜体，于所述保险釜釜体内设置有导流筒，所述导流筒为中空圆柱体，由电机带动的搅拌器位于导流筒内。
进一步地，于所述导流筒内设置有至少三块挡液板，所述挡液板均匀分布并固定于导流筒内壁之上，于搅拌叶轮片上设置有与叶轮直径相当的缺口。
进一步地，于所述搅拌器的轴体上连接有液体提升装置，所述液体提升装置为中空倒梯形结构且所述液体提升装置位于导流筒内。
进一步地，于所述静态分离器内设置有竖直的插入管，所述插入管底端接近所述静态分离器底面；于所述插入管外缘面固定设置有一挡板，用于减缓静态分离器中液体的流动速度。
进一步地，于所述静态分离器内设置有竖直的插入管，所述插入管顶端设置有高度调节机构，用于调节静态分离器中液体的液面高度
进一步地，于所述静态分离器内设置有多层斜板式隔层，斜板的角度为0-90°，优先30-60°，最优先40-50°。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：降低反应体系的φ值，降低二硝化等副反应；增大无机和有机的接触面积，加快反应的进行；同时主反应体系中硫酸量增多，由于硫酸的比热较大，可以有利于反应温度的稳定。
附图说明
参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
图1示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置的结构示意图。
图中标号：1-动态混合装置，2-列管式反应器，3-保险釜，4-静态分离器。
具体实施方式
容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
根据本实用新型的一实施方式结合图1示出。一种动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，包括一次串联的至少两个反应装置、保险釜3以及静态分离器4，反应装置包括位于底部的动态混合装置1以及与动态混合装置1联通的列管式反应器2，于列管式反应器2外缘面上包覆有移热介质；动态混合装置1可以由防爆电机带动的搅拌系统构成(搅拌叶轮一般是1-10个，叶轮可以是涡轮、推进式、桨式的一种或不同种混配)，也可以是动态混合泵组成的，还可以是喷射混合器、静态混合器、微通道混合装置等组成。
列管式反应器2主要由多根管道组成的反应器，该列管的数量根据工艺需要确定。列管可以是光管，也可以是有内插件的特殊管，可以是直管、也可以弯管组成；管内走物料作为反应器，管外走移热介质，及时移出反应产生的热量。
连续硝化的系统由1-10个动态列管式大通量反应系统构成，并辅以熟化或保险釜3的过渡。如果是非均相硝化，还可以把废酸和有机物自动分离并循环使用，如果是均相反应，则硝化物料直接溢流至后面的工序处理。当硝化反应上一个硝基时，一般需要1-3台动态列管式大通量反应系统串联；如果需要进行二硝化时，一般需要4-8台动态列管式大通量反应系统串联。
保险釜3由防爆电机带动的搅拌器、导流筒、挡液板、换热盘管(或外壁夹套)、液体提升器等组成。搅拌器在导流筒的中间，可以向下压也可以向上翻。导流筒的内外侧截面积基本相等，这样可以使导流筒内外的流速基本接近。导流筒内侧有3块以上的挡液板，这样可以避免物料作简单的径向流动，起到强化液体混合效果。换热盘管一般安装在导流筒的外侧。
在熟化及保险釜3的上部，可以安装有液体提升器，该提升器固定于搅拌轴上。液体提升器下口小，上口大。下口插在液面中，在电机的驱动下，液体提升器随同搅拌轴同向转动，随着转速的加大，液体沿提升器被提升到反应釜的上部。流入到集液器中，随后通过出口管道自动流入到下一级反应器或界外。由于液体提升器持续提升，可以保持釜内液位的稳定，达到出料量和进料量的平衡。
静态分离器4由进料管及进料缓冲装置，斜板式分离内件，轻相溢流堰，重相调节装置等组成。进料到分离器中后，加一竖直的插入管，下端接近分离器底板，在竖直管的外侧，再加一直立挡板。这样可以减缓液体的流动速度。并且直立挡板可以让进料液体缓冲起到简单分布作用。
由于非均相两相的分离，仅和分离面积和重相颗粒的沉降速度有关。因此，将分离器设计成扁平形，在器内增加斜板式分离器内件，构成“多层分相器”。在有限的空间内，可以增加分离器的有效分离面积，大大提高分离效率。
采用动态混合列管式反应器2，由于混合是瞬间完成，使传质速度更快、反应效果更好；大通量循环使反应的绝热温升非常小，反应平稳可控；换热装置在反应器外，换热面积不受反应器容积的限制。因此，换热器理论上可以做到“无限大”。这样，反应热量全部及时移走，可以保证硝化的安全生产；对于高粘度的反应物料，由于可以采用强制循环，动态混合，管内强制传热与传质，反应速度不受传质和传热的控制而使反应时间大大缩短。
由于熟化釜及保险釜3内，增加了导流筒，可以强化液体混合效果，另外，可设有液体提升装置，可以将器内液体从低处提升到高处，再流入到下一级装置。保持釜内液位的衡定，不需设液位控制装置，整个操作只需控制进料即可。非常便于连续化生产。可以将设备布置在同一个平面上，方便布置以及操作。
本实用新型适合多种原料的硝化，特别适合单环芳烃，多环芳烃及稠环芳烃类的硝化，比如苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、氟苯、三氟甲苯、芳香胺、萘系、蒽醌、酚类、咪唑类等等的一硝化及多硝化反应。反应后得到相应的硝化产品。
本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。
Claims (11)
1.一种动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，包括依次串联的若干反应装置、保险釜(3)以及静态分离器(4)，所述反应装置包括动态混合装置(1)以及与动态混合装置(1)连通的列管式反应器(2)，于所述列管式反应器(2)外缘面上包覆有移热介质；于所述反应装置、保险釜(3)以及静态分器之间设置有液位差。
2.根据权利要求1所述的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，所述动态混合装置由防爆电机带动的搅拌系统构成，所述搅拌系统包括1-10个搅拌叶轮，所属搅拌叶轮为涡轮、推进式、桨式的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，所述动态混合装置由动态混合泵、喷射混合器、静态混合器、微通道混合装置中一种或多种构成。
4.根据权利要求1所述的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，所述列管式反应器(2)包括匀流器和管式反应器。
5.根据权利要求4所述的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，所述管式反应器中设置有至少一根管道；所属管道为光管或于管道内设置有内构件或外构件。
6.根据权利要求1所述的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，所述保险釜(3)包括保险釜(3)釜体，于所述保险釜(3)釜体内设置有导流筒，所述导流筒为中空圆柱体，由电机带动的搅拌器位于导流筒内。
7.根据权利要求6所述的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，于所述导流筒内设置有至少三块挡液板，所述挡液板均匀分布并固定于导流筒内壁之上，于搅拌叶轮片上设置有与叶轮直径相当的缺口。
8.根据权利要求6所述的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，于所述搅拌器的轴体上连接有液体提升装置，所述液体提升装置为中空倒梯形结构且所述液体提升装置位于导流筒内。
9.根据权利要求1所述的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，于所述静态分离器(4)内设置有竖直的插入管，所述插入管底端接近所述静态分离器(4)底面；于所述插入管外缘面固定设置有一挡板，用于减缓静态分离器(4)中液体的流动速度。
10.根据权利要求9所述的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，于所述静态分离器(4)内设置有竖直的插入管，所述插入管顶端设置有高度调节机构，用于调节静态分离器(4)中液体的液面高度。
11.根据权利要求9所述的动态混合列管式大通量连续硝化反应装置，其特征在于，于所述静态分离器(4)内设置有多层斜板式隔层，斜板的角度为0-90°。
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