CN216826213U - 一种双冷却静态反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种双冷却静态反应器。其包括一种双冷却静态反应器，包括外壳和混合单元，所述混合单元置于外壳的内部，所述外壳包括外壳外管、外壳内管、外壳下法兰、外壳上隔板、外壳上端板、外壳内接管、液体进料管A、外壳冷却液进管、外壳冷却液出管、气体进料管和气液混合物出料管，所述外壳外管的上端与外壳上端板外圆焊接，所述外壳上端板的内圆与外壳内接管的上端焊接。本实用新型采用了内外双夹套冷却系统及环形薄层反应通道，使反应物单位体积的换热面积大幅度提升，所以可以快速移除极速液‑液‑气反应中的巨大反应热，有效地解决了反应中的快速换热问题。

Description

一种双冷却静态反应器

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体为一种双冷却静态反应器。

背景技术

自18世纪中叶以来，化学工程开始快速发展，随之而来的，各种各样的化学反应器也随着化学工业的不断发展相继产生，以适应化学工业发展的需求。到目前为止，应用较广的反应器主要有这几种类别，如：管式反应器、釜式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器、列管式反应器和近年来发展起来的微通道反应器等等，这些种类的应器各有各的特点，各有各的不同应用场合。但到目前为止，现有的反应器还有一些薄弱环节，还需要设备研发领域的技术人员进一步钻研，不断创新，开发出适用于一些特殊反应的专用反应器，以弥补当前反应器发展的不足。

针对于一些特殊反应工况的反应器，在处理放热量巨大反应速度极快的液-液-气反应状况时，现有各种反应器就不易很好的适用，从而当遇到放热量巨大的反应速度极快的状况时，其化工产品的反应效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的就是实用新型的目的就是针对背景技术中存在的问题，提出一种放热量巨大的极速液-液-气反应中能够快速换热的双冷却静态反应器。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种双冷却静态反应器，包括外壳和混合单元，所述混合单元置于外壳的内部，所述外壳包括外壳外管、外壳内管、外壳下法兰、外壳上隔板、外壳上端板、外壳内接管、液体进料管A、外壳冷却液进管、外壳冷却液出管、气体进料管和气液混合物出料管，所述外壳外管的上端与外壳上端板外圆焊接，所述外壳上端板的内圆与外壳内接管的上端焊接，所述外壳内接管的下端与外壳上隔板内圆焊接，所述外壳上隔板的外圆与外壳外管的上部内壁焊接，所述液体进料管A穿过外壳外管并与外壳外管之间焊接；所述外壳内管的上端与外壳上隔板的近外圆处焊接，所述外壳内管的下端和与外壳外管的下端通过外壳下法兰焊接，所述外壳冷却液进管穿过外壳外管的与外壳外管焊接，所述外壳冷却液出管的穿过外壳外管并与外壳外管之间焊接；所述气体进料管穿过外壳外管和外壳内管的管壁，并与外壳外管和外壳内管的管壁焊接，所述气液混合物出料管穿过外壳外管和外壳内管的管壁并与外壳外管和外壳内管的管壁焊接；

所述混合单元包括混合单元外管、混合单元冷却液进管、混合单元上隔板、混合单元下隔板、混合单元法兰A、混合单元法兰B、液体进料管B、混合单元冷却液出管A和混合单元冷却液出管B；所述混合单元外管上下两端分别与混合单元上隔板的外圆焊接和混合单元下隔板的外圆焊接，所述混合单元下隔板的内圆与混合单元冷却液出管A的上端焊接，所述混合单元冷却液出管A的下端与混合单元法兰B的近内圆处焊接，所述混合单元冷却液进管穿过混合单元法兰B插入至混合单元外管内部，所述混合单元冷却液进管下端与混合单元法兰B内圆焊接，所述混合单元冷却液出管B穿过混合单元冷却液出管A并与混合单元冷却液出管A的管壁焊接；所述混合单元法兰B与外壳下法兰通过螺丝连接，液体进料管B穿过外壳内接管并通过紧定螺母进行锁定，所述液体进料管B的下端与混合单元上隔板近中心处焊接，所述液体进料管B的下部管壁上沿圆周均匀分布多个第二进料口H2；所述外壳上隔板、外壳内管、混合单元上隔板、混合单元外管、液体进料管B、混合单元下隔板、混合单元冷却液出管A和混合单元法兰B围成空间反应区。

上述方案进一步包括：

进一步地，所述外壳上隔板上开设有多个H4，H4为进料孔。

进一步地，所述混合单元外管的外壁等间距交错分布若干个菱形凸起。

进一步地，所述液体进料管A与外壳外管之间焊接，所述外壳外管与外壳上端板、外壳上隔板、外壳内接管和液体进料管A之间连接形成液体的进料空间。

进一步地，所述外壳外管、外壳上隔板、外壳内管、外壳下法兰、外壳冷却液进管和外壳冷却液出管形成外壳冷却液区。

进一步地，所述混合单元外管、混合单元上隔板、混合单元下隔板、混合单元冷却液进管、混合单元冷却液出管A和混合单元冷却液出管B之间形成混合单元冷却液区。

进一步地，所述气体进料管与空间反应区之间连通，所述空间反应区在气体进料管以上的部分为液体和液体的反应区，所述空间反应区在气体进料管以下的部分为液体与液体的反应生成物与气体的反应区。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

本实用新型采用了内外双夹套冷却系统及环形薄层反应通道，使反应物单位体积的换热面积大幅度提升，所以可以快速移除极速液-液-气反应中的巨大反应热，有效地解决了反应中的快速换热问题。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的剖视图结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例外壳的结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例混合单元的结构示意图；

图4为本实用新型一种实施例菱形凸起展开结构示意图。

图中：1、外壳；11、外壳外管；12、外壳内管；13、外壳下法兰；14、外壳上隔板；15、外壳上端板；16、外壳内接管；17、液体进料管A；18、外壳冷却液进管；19、外壳冷却液出管；101、气体进料管；102、气液混合物出料管；2、混合单元；21、混合单元外管；22、混合单元冷却液进管；23、混合单元上隔板；24、混合单元下隔板；25、混合单元法兰A；26、混合单元法兰B；27、液体进料管B；28、混合单元冷却液出管A；29、混合单元冷却液出管B；3、紧定螺母。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，以便对本实用新型的技术方案更完整的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他等同实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1、2、3和4所示，本实用新型提出的一种双冷却静态反应器，包括外壳1和混合单元2，混合单元2置于外壳1的内部，外壳1包括外壳外管 11、外壳内管12、外壳下法兰13、外壳上隔板14、外壳上端板15、外壳内接管16、液体进料管A17、外壳冷却液进管18、外壳冷却液出管19、气体进料管101和气液混合物出料管102，外壳外管11的上端与外壳上端板15外圆焊接，外壳上端板15的内圆与外壳内接管16的上端焊接，外壳内接管16的下端与外壳上隔板14内圆焊接，外壳上隔板14的外圆与外壳外管11的上部内壁焊接，液体进料管A17穿过外壳外管11并与外壳外管11之间焊接；外壳内管12的上端与外壳上隔板14的近外圆处焊接，外壳内管12的下端和与外壳外管11的下端通过外壳下法兰13焊接，外壳冷却液进管18穿过外壳外管11的与外壳外管11焊接，外壳冷却液出管19的穿过外壳外管11并与外壳外管11之间焊接；气体进料管101穿过外壳外管11和外壳内管12的管壁，并与外壳外管11和外壳内管12的管壁焊接，气液混合物出料管102穿过外壳外管11和外壳内管12的管壁并与外壳外管11和外壳内管12的管壁焊接；

混合单元2包括混合单元外管21、混合单元冷却液进管22、混合单元上隔板23、混合单元下隔板24、混合单元法兰A25、混合单元法兰B26、液体进料管B27、混合单元冷却液出管A28和混合单元冷却液出管B29；混合单元外管21上下两端分别与混合单元上隔板23的外圆焊接和混合单元下隔板24 的外圆焊接，混合单元下隔板24的内圆与混合单元冷却液出管A28的上端焊接，混合单元冷却液出管A28的下端与混合单元法兰B26的近内圆处焊接，混合单元冷却液进管22穿过混合单元法兰B26插入至混合单元外管21内部，混合单元冷却液进管22下端与混合单元法兰B26内圆焊接，混合单元冷却液出管B29穿过混合单元冷却液出管A28并与混合单元冷却液出管A28的管壁焊接；混合单元法兰B26与外壳下法兰13通过螺丝连接，液体进料管B27穿过外壳内接管16并通过紧定螺母3进行锁定，液体进料管B27的下端与混合单元上隔板23近中心处焊接，液体进料管B27的下部管壁上沿圆周均匀分布多个第二进料口H2；外壳上隔板14、外壳内管12、混合单元上隔板23、混合单元外管21、液体进料管B27、混合单元下隔板24、混合单元冷却液出管A28和混合单元法兰B26围成空间反应区。

外壳上隔板14上开设有多个H4，H4为进料孔。

混合单元外管21的外壁等间距交错分布若干个菱形凸起。

液体进料管A17与外壳外管11之间焊接，外壳外管11与外壳上端板15、外壳上隔板14、外壳内接管16和液体进料管A17之间连接形成液体的进料空间。

外壳外管11、外壳上隔板14、外壳内管12、外壳下法兰13、外壳冷却液进管18和外壳冷却液出管19形成外壳冷却液区。

混合单元外管21、混合单元上隔板23、混合单元下隔板24、混合单元冷却液进管22、混合单元冷却液出管A28和混合单元冷却液出管B29之间形成混合单元冷却液区

气体进料管101与空间反应区之间连通，气体进料管101以上的部分为液体1和液体2的反应区，气体进料管101以下的部分为液体1与液体2的反应生成物与气体的反应区。

具体的，液体进料管A17的穿过外壳外管11介于外壳上端板15和外壳上隔板14之间，并与液体的进料空间之间连通，液体进料管A17上设有第三进料口H3；外壳冷却液进管18穿过外壳外管11下部的管壁并与外壳外管11 的管壁焊接，并与外壳冷却液区之间连通，外壳冷却液进管18上设有第七进料口H7；外壳冷却液出管19穿过外壳外管11的上部接近外壳上隔板14处管壁，并与外壳外管11的管壁焊接，同时外壳冷却液出管19与外壳冷却液区之间连通；外壳冷却液出管19为外壳中的冷却液流出外壳的通道；气体进料管101穿过外壳外管11和外壳内管12中间部位的管壁，气体进料管101主要用于反应气体通过气体进料管101进入反应器内部；气液混合物出料管102 左端穿过外壳外管11和外壳内管12下部的管壁并与外壳外管11和外壳内管 12下部的管壁焊接，气液混合物出料管102主要用于气液反应完成后，气液混合物从气液混合物出料管102流出反应器；进料口H4为液体1进入反应器内部的通道，多个进料口H4是为了使液体1有效地分散并均匀地进入反应器内部；混合单元外管21的外壁等间距交错分布若干个菱形凸起，目的是有效地分散反应器内的液体，使液体1和液体2混合更均匀，提高反应效率；混合单元冷却液进管22位于混合单元外管21内部近混合单元上隔板23处，但不与混合单元上隔板23相交；

本实用新型中液-液反应过程流程：液体1从液体进料管A17进入到液体 1进料空间，然后通过进料孔H4分散进入反应器内部的液体反应区，液体2 从第一进料口H1进入到液体进料管B27中，再通过第二进料口H2分散进入反应器内部的液体反应区，液体1和液体2相遇后，从上到下，流过液体反应区，在混合单元外管21外壁上分布的若干个菱形的分割下，液体1和液体 2不断混合，发生反应，生成液体1和液体2的反应产物。反应过程中产生的大量的热量，通过反应器外壳的内管和混合单元的外管，传递给外壳和混合单元中的冷却液，由外壳中和混合单元中的冷却液带走。

气-液反应过程流程：反应气体从第五进料口H5进入到气体进料管101 中，然后从气体进料管101进入到反应器的内部，与从液体反应区流下来的液体1和液体2的反应产物接触，向下流过气液反应区，在混合单元外管外壁上分布的若干个菱形的分割下，液体1和液体2的反应产物不断与反应气体混合，发生反应，生成最终反应产物。反应过程中产生的大量的热量，通过反应器外壳的内管和混合单元的外管，传递给外壳和混合单元中的冷却液，由外壳中和混合单元中的冷却液带走。

外壳中冷却液的流程：冷却液从第七进料口H7进入到外壳冷却液进管18 中，然后从外壳冷却液进管18进一步进入到外壳外管11和外壳内管12之间的冷却液区，在冷却液从下到上流过冷却液区的过程中，冷却液通过外壳内管12与反应器内部的从上而下的反应物进行热量交换，将反应物在反应过程中产生的大量热带走，最后，冷却液从外壳冷却液出管19经第八出料口H8 流出外壳。

混合单元中冷却液的流程：冷却液从第九进料口H9进入到混合单元冷却液进管22中，然后从混合单元冷却液进管22进一步进入到混合单元外管22和混合单元冷却液进管22外壁之间的冷却液区，在冷却液从上到下流过冷却液区的过程中，冷却液通过混合单元的外管21与反应器内部的从上而下的反应物进行热量交换，将反应物在反应过程中产生的大量热带走，最后，冷却液从混合单元冷却液出管A28、混合单元冷却液出管B29经第十出料口H10流出混合单元。

Claims (7)

1.一种双冷却静态反应器，其特征在于：包括外壳(1)和混合单元(2)，所述混合单元(2)置于外壳(1)的内部，所述外壳(1)包括外壳外管(11)、外壳内管(12)、外壳下法兰(13)、外壳上隔板(14)、外壳上端板(15)、外壳内接管(16)、液体进料管A(17)、外壳冷却液进管(18)、外壳冷却液出管(19)、气体进料管(101)和气液混合物出料管(102)，所述外壳外管(11)的上端与外壳上端板(15)外圆焊接，所述外壳上端板(15)的内圆与外壳内接管(16)的上端焊接，所述外壳内接管(16)的下端与外壳上隔板(14)内圆焊接，所述外壳上隔板(14)的外圆与外壳外管(11)的上部内壁焊接，所述液体进料管A(17)穿过外壳外管(11)并与外壳外管(11)之间焊接；所述外壳内管(12)的上端与外壳上隔板(14)的近外圆处焊接，所述外壳内管(12)的下端和与外壳外管(11)的下端通过外壳下法兰(13)焊接，所述外壳冷却液进管(18)穿过外壳外管(11)的与外壳外管(11)焊接，所述外壳冷却液出管(19)的穿过外壳外管(11)并与外壳外管(11)之间焊接；所述气体进料管(101)穿过外壳外管(11)和外壳内管(12)的管壁，并与外壳外管(11)和外壳内管(12)的管壁焊接，所述气液混合物出料管(102)穿过外壳外管(11)和外壳内管(12)的管壁并与外壳外管(11)和外壳内管(12)的管壁焊接；

所述混合单元(2)包括混合单元外管(21)、混合单元冷却液进管(22)、混合单元上隔板(23)、混合单元下隔板(24)、混合单元法兰A(25)、混合单元法兰B(26)、液体进料管B(27)、混合单元冷却液出管A(28)和混合单元冷却液出管B(29)；所述混合单元外管(21)上下两端分别与混合单元上隔板(23)的外圆焊接和混合单元下隔板(24)的外圆焊接，所述混合单元下隔板(24)的内圆与混合单元冷却液出管A(28)的上端焊接，所述混合单元冷却液出管A(28)的下端与混合单元法兰B(26)的近内圆处焊接，所述混合单元冷却液进管(22)穿过混合单元法兰B(26)插入至混合单元外管(21)内部，所述混合单元冷却液进管(22)下端与混合单元法兰B(26)内圆焊接，所述混合单元冷却液出管B(29)穿过混合单元冷却液出管A(28)并与混合单元冷却液出管A(28)的管壁焊接；所述混合单元法兰B(26)与外壳下法兰(13)通过螺丝连接，液体进料管B(27)穿过外壳内接管(16)并通过紧定螺母(3)进行锁定，所述液体进料管B(27)的下端与混合单元上隔板(23)近中心处焊接，所述液体进料管B(27)的下部管壁上沿圆周均匀分布多个H2；所述外壳上隔板(14)、外壳内管(12)、混合单元上隔板(23)、混合单元外管(21)、液体进料管B(27)、混合单元下隔板(24)、混合单元冷却液出管A(28)和混合单元法兰B(26)围成空间反应区。

2.根据权利要求1所述的双冷却静态反应器，其特征在于：所述外壳上隔板(14)上开设有多个H4，H4为进料孔。

3.根据权利要求1所述的双冷却静态反应器，其特征在于：所述混合单元外管(21)的外壁等间距交错分布若干个菱形凸起。

4.根据权利要求1所述的双冷却静态反应器，其特征在于：所述液体进料管A(17)与外壳外管(11)之间焊接，所述外壳外管(11)与外壳上端板(15)、外壳上隔板(14)、外壳内接管(16)和液体进料管A(17)之间连接形成液体的进料空间。

5.根据权利要求1所述的双冷却静态反应器，其特征在于：所述外壳外管(11)、外壳上隔板(14)、外壳内管(12)、外壳下法兰(13)、外壳冷却液进管(18)和外壳冷却液出管(19)形成外壳冷却液区。

6.根据权利要求1所述的双冷却静态反应器，其特征在于：所述混合单元外管(21)、混合单元上隔板(23)、混合单元下隔板(24)、混合单元冷却液进管(22)、混合单元冷却液出管A(28)和混合单元冷却液出管B(29)之间形成混合单元冷却液区。

7.根据权利要求1所述的双冷却静态反应器，其特征在于：所述气体进料管(101)与空间反应区之间连通，所述空间反应区在气体进料管(101)以上的部分为液体1和液体2的反应区，所述空间反应区在气体进料管(101)以下的部分为液体1与液体2的反应生成物与气体的反应区。

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