CN217221501U - 环戊二烯聚合反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环戊二烯聚合反应装置，包括：筒体，底部开设物料入口和物料出口；反应区，设置于筒体内的中下部以及冷却换热区，设置于反应区上方；其中，反应区进一步包括：间隔板，竖直设置于反应区中心位置处，将其分隔为两个独立的空间，分别为第一反应区和第二反应区以及多个折流板，沿水平方向间隔交错设置于第一反应区和第二反应区中。本实用新型环戊二烯聚合反应装置具有结构设计简单、安装与维修简便、占地少、生产效率高等特点，能够解决现有聚合反应装置存在的占地空间过大、安装过程复杂、生产效率低等的技术问题。

Description

环戊二烯聚合反应装置

技术领域

本实用新型属于化工生产设备技术领域，尤其涉及一种环戊二烯聚合反应装置。

背景技术

随着乙烯工业的快速发展和对合成橡胶及合成树脂的需求不断增大，裂解碳五馏分作为一种重要的化工原料，其分离技术日益受到世界各国的普遍重视。裂解碳五馏分是石油及其重质裂解原料蒸汽裂解制乙烯过程中产生的副产物，含有二、三十种组分，主要为各类双烯烃、单烯烃、炔烃及饱和烃，其中含量较多的组分为异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯，这些双烯烃具有特殊的分子结构，化学性质活泼，可以合成许多具有高附加值的产品，其中，以环戊二烯热二聚的反应最快，利用这一特性把它与碳五馏分中的其他组分分开。

目前，国内环戊二烯聚合反应装置主要有卧式管式反应装置、立式直筒反应装置、立式带隔板反应装置等，这些现有装置存在诸多缺点，例如，管式反应装置为了保证物料充足的停留时间，反应装置的长度通常需要几十米，甚至上百米，不但占地大而且安装布置及操作极为不便；传统立式反应装置通过在内部设置一层或多曾流体分布器，虽然提高了环戊二烯的转化率，但仍然存在釜内反应温度与浓度不均匀，导致局部温度过高，从而增加异戊二烯与间戊二烯的损失；传统带折板的反应装置为串联反应装置，设备布置复杂、管线繁多。

由此可见，如何设计一种结构简单、安装简便、占地面积少且生产效率高的环戊二烯聚合反应装置是解决上述问题的关键。

实用新型内容

针对相关技术中存在的不足之处，本实用新型提供了一种环戊二烯聚合反应装置，具体结构设计简单、安装与维修简便、占地少、生产效率高等特点，解决了现有聚合反应装置存在的占地空间过大、安装过程复杂、生产效率低等的技术问题。

本实用新型提供一种环戊二烯聚合反应装置，包括：

筒体，底部开设物料入口和物料出口，

反应区，设置于筒体内的中下部，及

冷却换热区，设置于反应区上方；

其中，反应区进一步包括：

间隔板，竖直设置于反应区中心位置处，将其分隔为两个独立的空间，分别为第一反应区和第二反应区，及

多个折流板，沿水平方向间隔交错设置于第一反应区和第二反应区中。

在其中一些实施例中，相邻折流板之间的距离为筒体内径的1/8-1/2。

在其中一些实施例中，所述折流板末端为平堰或齿形堰。

在其中一些实施例中，冷却换热区为带冷却换热管的换热器。

在其中一些实施例中，带冷却换热管的换热器上开设循环水入口和循环水出口。

在其中一些实施例中，物料入口设置于第一反应区一侧的筒体底部。

在其中一些实施例中，物料出口设置于第二反应区一侧的筒体底部。

在其中一些实施例中，间隔板和折流板的材质为碳钢。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

1、本实用新型提出的环戊二烯聚合反应装置，通过将反应区和冷却换热区两组立式带隔板的反应装置整合至同一反应装置中，不仅能有效解决小规模反应装置长径比大的问题，还解决了传统的串联反应装置，设备布置复杂、管线繁多的技术问题；

2、本实用新型提出的环戊二烯聚合反应装置，通过将冷却换热区设置于反应区的上方，相当于在左右两端的第一反应区和第二反应区中间增加一个冷却器，既能达到反应装置段间冷却的问题，又解决外置冷却器接管复杂，物料容易泄露的问题；

3、本实用新型提出的环戊二烯聚合反应装置具有结构设计简单、安装与维修简便、占地少、生产效率高等特点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型环戊二烯聚合反应装置一个实施例的整体结构示意图。

图中：

1、筒体；2、冷却换热区；3、间隔板；4、第一反应区；5、第二反应区；6、折流板；7、物料入口；8、物料出口；9、循环水入口；10、循环水出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如附图1所示，在本实用新型环戊二烯聚合反应装置的一个示意性实施例中，该环戊二烯聚合反应装置包括：

筒体1，底部开设物料入口7和物料出口8，

反应区，设置于筒体1内的中下部，及

冷却换热区2，设置于反应区上方；

其中，反应区进一步包括：

间隔板3，竖直设置于反应区中心位置处，将其分隔为两个独立的空间，分别为第一反应区4和第二反应区5，及

多个折流板6，沿水平方向间隔交错设置于第一反应区4和第二反应区中5。

在上述示意性实施例中，提出了一种环戊二烯聚合反应装置通过将反应区和冷却换热区两组立式带隔板的反应装置整合至同一反应装置中，不仅能有效解决小规模反应装置长径比大的问题，还解决了传统的串联反应装置，设备布置复杂、管线繁多的技术问题；通过将冷却换热区设置于反应区的上方，相当于在左右两端的第一反应区和第二反应区中间增加一个冷却器，既能达到反应装置段间冷却的问题，又解决外置冷却器接管复杂，物料容易泄露的问题。

在一些实施例中，相邻折流板6之间的距离为筒体1内径的1/8-1/2。

在上述实施例中，将折流板6的尺寸限定在上述范围的原因在于：能够将反应区分割成独立的反应小空间，相邻的折流板6的边缝错开，以免物料走短路。

在一些实施例中，折流板6末端为平堰或齿形堰。

在上述实施例中，第一反应区4中的折流板6末端优选使用齿形堰，原因在于：当物料从下一层折流板6流动至上一层折流板5时，采用齿形堰更有利于物料局部混合与传热。

在一些实施例中，冷却换热区2为带冷却换热管的换热器。

在一些实施例中，带冷却换热管的换热器上开设循环水入口9和循环水出口10。

在上述实施例中，反应区由竖直设置的间隔板3将其分隔为左右两侧的第一反应区4和第二反应区5后，在第一反应区4和第二反应区5的上方设置带冷却换热管的换热器，该换热器上设置循环水入口9和循环水出口10，采用循环冷却水换热，换热器管内为反应物料，管外为自下而上流动的冷却循环水，将经过左侧反应的物料反应热及时移出。

在一些实施例中，物料入口7设置于第一反应区4一侧的筒体1底部。

在一些实施例中，物料出口8设置于第二反应区5一侧的筒体1底部。

在一些实施例中，间隔板3和折流板6的材质为碳钢。

下面结合附图1对本实用新型环戊二烯聚合反应装置的一个实施例的工作过程进行说明：

(1)裂解碳五馏分加热至70～100℃后，自物料入口7进入反应装置左侧的第一反应区4，物料自上而下流动，第一反应区4被折流板6分割成一个个反应区，在相邻的两块折流板6之间，物料为平推流运动，在物料自下一反应区通过折流板6进入上一反应区时，在折流板6处发生部分返混，发生物料传质及传热，使物料温度和浓度较好的混合；

(2)物料在自下而上流动的过程中，物料中的环戊二烯自聚生成双环戊二烯同时放出热量，其反应过程如下所示：

(3)第一反应区4的物料在进入冷却换热区2之前，温升约10～20℃，再经过冷却降温10～20℃后，继续进入右侧的第二反应区5；

(4)在右侧的第二反应区5中，物料自上而下，与左侧的第一反应区4的物料物流相反，在流动过程中未反应的环戊二烯继续聚合生成双环戊二烯；

(5)反应后富含双环戊二烯的物料通过物料出口8送出反应装置，进入下一步工序。

本实用新型结合了附图1对环戊二烯聚合反应装置的具体应用实例进行说明，具体为：

反应物料：裂解碳五原料中含环戊二烯为24％(wt％，下同)、异戊二烯为12％、间戊二烯为13％，流量为10000kg/h。

反应过程：裂解碳五原料预热后由筒体1底部的物料入口7进入，依次自下而上通过左侧的第一反应区4，流体通过折流板6边缝时的流速为0.1m/s～0.4m/s；物料到达第一反应区4顶部时进入冷却换热区2，在冷却换热区2内通冷却水，移除反应产生的热量，控制出口处的反应温度降低10～20℃后，物料进入右侧的第二反应区5，物料自上而下通过折流板6，最后通过物料出口8送出反应装置，物料总停留时间约为4h。

反应结果：物料通过反应装置后环戊二烯的总转化率约为90.6％，异戊二烯的总损失率约为2.98％；同样停留时间与反应温度下，该实验数据与连续串联多级立式反应装置的水平相当，但本实用新型的环戊二烯聚合反应装置结构设计简单、安装简便、占地面积小且生产效率高。

通过对本实用新型环戊二烯聚合反应装置的多个实施例的说明，可以看到本实用新型环戊二烯聚合反应装置实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、结构设计简单、生产效率高。本实用新型环戊二烯聚合反应装置通过将冷却换热区设置于反应区的上方，相当于在左右两端的第一反应区和第二反应区中间增加一个冷却器，既能达到反应装置段间冷却的问题，又解决外置冷却器接管复杂，物料容易泄露的问题；

2、安装简便、维修简单、占地面积少。本实用新型环戊二烯聚合反应装置通过将反应区和冷却换热区两组立式带隔板的反应装置整合至同一反应装置中，不仅能有效解决小规模反应装置长径比大的问题，还解决了传统的串联反应装置，设备布置复杂、管线繁多的技术问题。

最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.环戊二烯聚合反应装置，其特征在于，包括：

筒体，底部开设物料入口和物料出口，

反应区，设置于所述筒体内的中下部，及

冷却换热区，设置于所述反应区上方；

其中，所述反应区进一步包括：

间隔板，竖直设置于所述反应区中心位置处，将其分隔为两个独立的空间，分别为第一反应区和第二反应区，及

多个折流板，沿水平方向间隔交错设置于所述第一反应区和第二反应区中。

2.根据权利要求1所述的环戊二烯聚合反应装置，其特征在于，相邻折流板之间的距离为所述筒体内径的1/8-1/2。

3.根据权利要求1所述的环戊二烯聚合反应装置，其特征在于，所述折流板末端为平堰或齿形堰。

4.根据权利要求1所述的环戊二烯聚合反应装置，其特征在于，所述冷却换热区为带冷却换热管的换热器。

5.根据权利要求4所述的环戊二烯聚合反应装置，其特征在于，所述带冷却换热管的换热器上开设循环水入口和循环水出口。

6.根据权利要求1所述的环戊二烯聚合反应装置，其特征在于，所述物料入口设置于第一反应区一侧的筒体底部。

7.根据权利要求1所述的环戊二烯聚合反应装置，其特征在于，所述物料出口设置于第二反应区一侧的筒体底部。

8.根据权利要求1所述的环戊二烯聚合反应装置，其特征在于，所述间隔板和折流板的材质为碳钢。

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