CN217392343U - 一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，包括反应器壳体、连接盖、第一换热列管催化剂层、第二换热列管催化剂层、连接机构、混合机构以及循环机构；其中所述反应器壳体相对的两端通过连接机构与连接盖固定连接，所述反应器壳体顶端固定连接有分布器，所述分布器顶侧与混合机构固定连通，所述分布器底侧设置有固定连接在反应器壳体顶端内壁的上过滤板，所述上过滤板底侧贴合有第一磁球层，所述第一磁球层底侧设置有第一换热列管，所述第一换热列管中设置有第一换热列管催化剂层，所述第一换热列管底侧设置有第二换热列管。该种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器设计新颖、结构简单。

Description

一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器

技术领域

本申请涉反应技术领域，尤其是一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器。

背景技术

丁二酸酐是重要的精细化工原料，广泛的应用表面活性、食品添加剂以及制药工业的中间体，可用于制造生胃酮、琥珀酰亚胺等药物，近年来，用丁二酸酐代替丁二酸制备可降解塑料具备较大的优势，顺酐加氢法主要分为间歇式顺酐加氢、顺酐连续法直接加氢和顺酐在溶剂状态下加氢。

现有一些反应器采用的是顺酐在溶剂状态下连续加氢，溶剂采用的是γ-丁内酯，该加氢反应国内相关报道及专利涉及也比较多，有采用两台反应器，也就是两段加氢的方法，也有采用一台反应器，一台反应器又分为外循环冷却和内循环冷却的方式，采用两个串联反应器增大了设备投资，也同时增大了生产过程控制的难度，一台反应器由于设备尺寸规模较大，不管采用哪种循环撤热方式，都难以实现大规模生产使用，在工业化的道路上都存在一定的缺陷。因此，针对上述问题提出一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器。

实用新型内容

在本实施例中提供了一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器用于解决现有一些反应器采用的是顺酐在溶剂状态下连续加氢，溶剂采用的是γ-丁内酯，该加氢反应国内相关报道及专利涉及也比较多，有采用两台反应器，也就是两段加氢的方法，也有采用一台反应器，一台反应器又分为外循环冷却和内循环冷却的方式，采用两个串联反应器增大了设备投资，也同时增大了生产过程控制的难度，一台反应器由于设备尺寸规模较大，不管采用哪种循环撤热方式，都难以实现大规模生产使用，在工业化的道路上都存在一定的缺陷的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，包括反应器壳体、连接盖、第一换热列管催化剂层、第二换热列管催化剂层、连接机构、混合机构以及循环机构；其中所述反应器壳体相对的两端通过连接机构与连接盖固定连接，所述反应器壳体顶端固定连接有分布器，所述分布器顶侧与混合机构固定连通，所述分布器底侧设置有固定连接在反应器壳体顶端内壁的上过滤板，所述上过滤板底侧贴合有第一磁球层，所述第一磁球层底侧设置有第一换热列管，所述第一换热列管中设置有第一换热列管催化剂层，所述第一换热列管底侧设置有第二换热列管，所述第二换热管中设置有第二换热列管催化剂层，所述第二换热列管催化剂层底侧设置有第二磁球层，所述第一换热列管以及第二换热列管之间设置有挡板，所述第二磁球层底侧贴合有下过滤板。

进一步地，所述上过滤板表面开设有若干个上过滤孔，所述上过滤孔在上过滤板表面均匀分布。

进一步地，所述反应器壳体的底端设置的连接盖底侧固定连通有排出管，所述排出管底端侧表面安装有排出阀，且排出管侧表面安装有压力调节控制阀。

进一步地，所述下过滤板与上过滤板结构一致，所述下过滤板表面开设有若干个下过滤孔，若干个所述下过滤孔在下过滤板表面均匀分布。

进一步地，所述第一换热列管催化剂层以及第二换热列管催化剂层中均设置有若干个温度传感器，所述温度传感器与反应器壳体顶侧的连接盖表面安装的PLC电性连接，所述第一换热列管催化剂层内设置有第一螺旋折流板，所述第一换热列管催化剂层内设置有第二螺旋折流板，所述分布器采用管式分布器，分布器出口设置有导流短管。

进一步地，所述连接机构包括第一连接环、第二连接环、密封垫圈以及固定螺栓，所述第二连接环固定连接在反应器壳体相对的两端侧表面，所述第二连接环侧表面贴合有密封垫圈，所述密封垫圈侧表面贴合有第一连接环，所述第一连接环、第二连接环以及密封垫圈表面螺纹贯穿有固定螺栓，且固定螺栓末端螺纹套接有螺母。

进一步地，所述混合机构包括气液混合器、液相进料管、气相进料管以及注入管，所述气液混合器左侧固定连通有液相进料管，所述气液混合器底侧固定连通有气相进料管，所述气液混合器右侧固定连通有注入管，所述注入管末端与分布器固定连通。

进一步地，所述气液混合器采用复式结构，前段设置雾化喷嘴型窄流通道，后端采用规整波纹板组件。

进一步地，所述循环机构包括第一出水管、第一阀门、第一循环供水管、第二出水管、第二阀门和第二循环供水管，所述第一循环供水管以及第二循环供水管固定连通在反应器壳体左侧表面，所述第一出水管一端与第一磁球层右侧的反应器壳体右侧内腔固定连通，所述第一出水管表面安装有第一阀门，所述第二出水管一端与反应器壳体右侧固定连通，所述第二出水管表面安装有第二阀门。

进一步地，一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器的控制方式，所述控制方式包括如下步骤：

一、物料进入，液相物料含顺酐和溶剂和气相物料氢气经气液混合器混合后，经过气液混合器的物料通过注入管注入分布器中，通过分布器底侧的导流短管进入反应器壳体内腔；

二、进入反应器壳体中的气液混合物料经分布器分散后，至列管的催化剂层开始反应，而对用列管设置的第一换热列管催化剂层以及第二换热列管催化剂层上内同时设置多个温度传感器，便于温度检测，通过第一磁球层深入至第一换热列管内，第二磁球层深入第二换热列管中，根据多个列管内的物料温度调节上段循环水的流量，反应物料在换热列管内的催化剂作用下反应，上下两段循环供水降温，上段循环水换热由反应器进口的第一换热列管的第一换热列管催化剂层内的温度以及第一换热列管内的温度来控制，下段采用同样的设置，下段循环水换热由反应器下段的第二换热列管内第二换热列管催化剂层的温度来控制，经过反应器进出口温度以及多个列管内的温度传感器可以有效的控制着整个反应器反应过程温度，同时反应器出口设置压力调节控制阀，根据反应器顶部压力检测调节整个反应器的操作压力，实现顺酐加氢制丁二酸酐反应的大规模化生产。

通过本申请上述实施例，采用了反应器壳体、连接盖、第一换热列管催化剂层、第二换热列管催化剂层、连接机构、混合机构以及循环机构，解决了外循环冷却和内循环冷却的方式，采用两个串联反应器增大了设备投资，也同时增大了生产过程控制的难度，一台反应器由于设备尺寸规模较大，不管采用哪种循环撤热方式，都难以实现大规模生产使用，在工业化的道路上都存在一定的缺陷的问题，实现了单台反应器可以满足顺酐加氢的反应条件，不仅减少一台反应器，同时也降低了生产过程控制的难度，节约了装置投资成本，通过气液混合器和分布器有效的将物料均匀混合，列管内的温度检测措施以及反应器分段式冷却，更加准确的控制整个反应器的温度，从而实现顺酐加氢大规模工业化生产，便于工作者在使用中，准确稳定的控制反应器内的温度，防止局部温度过高引起的聚合积碳和结焦的产生，满足工作者的使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一种实施例的整体立体结构示意图；

图2为本申请一种实施例的整体结构示意图；

图3为本申请一种实施例的整体图1中A处局部放大结构示意图；

图4为本申请一种实施例的分布器底侧表面连接示意图；

图5为本申请一种实施例的分布器右侧剖视连接结构示意图；

图6为本申请一种实施例的第一连接环表面结构示意图；

图7为本申请一种实施例的上过滤板表面结构示意图。

图中：1、反应器壳体；2、连接盖；3、第一连接环；4、密封垫圈；5、第二连接环；6、固定螺栓；7、注入管；8、气液混合器；9、液相进料管；10、气相进料管；11、分布器；12、上过滤板；1201、上过滤孔；13、第一磁球层； 14、第一出水管；15、第二螺旋折流板；16、第一阀门；17、第一换热列管催化剂层；18、第一循环供水管；19、第二出水管；20、第一螺旋折流板；21、第二换热列管催化剂层；22、第二阀门；23、第二循环供水管；24、下过滤板； 2401、下过滤孔；25、温度传感器；26、第二磁球层；27、排出管；28、PLC。

具体实施方式

下面对本申请实施例的反应器进行介绍。

请参阅图1-7所示，一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，包括反应器壳体1、连接盖2、第一换热列管催化剂层17、第二换热列管催化剂层21、连接机构、混合机构以及循环机构；其中所述反应器壳体1相对的两端通过连接机构与连接盖2固定连接，所述反应器壳体1顶端固定连接有分布器11，所述分布器11 顶侧与混合机构固定连通，所述分布器11底侧设置有固定连接在反应器壳体1 顶端内壁的上过滤板12，所述上过滤板12底侧贴合有第一磁球层13，所述第一磁球层13底侧设置有第一换热列管，所述第一换热列管中设置有第一换热列管催化剂层17，所述第一换热列管底侧设置有第二换热列管，所述第二换热管中设置有第二换热列管催化剂层21，所述第二换热列管催化剂层21底侧设置有第二磁球层26，所述第一换热列管以及第二换热列管之间设置有挡板，所述第二磁球层26底侧贴合有下过滤板24。

所述上过滤板12表面开设有若干个上过滤孔1201，所述上过滤孔1201在上过滤板12表面均匀分布。

所述反应器壳体1的底端设置的连接盖2底侧固定连通有排出管27，所述排出管27底端侧表面安装有排出阀，且排出管27侧表面安装有压力调节控制阀。

所述下过滤板24与上过滤板12结构一致，所述下过滤板24表面开设有若干个下过滤孔2401，若干个所述下过滤孔2401在下过滤板24表面均匀分布。

所述第一换热列管催化剂层17以及第二换热列管催化剂层21中均设置有若干个温度传感器25，所述温度传感器25与反应器壳体1顶侧的连接盖2表面安装的PLC28电性连接，所述第一换热列管催化剂层17内设置有第一螺旋折流板20，所述第二催化剂内设置有第二螺旋折流板15，所述分布器11采用管式分布器11，分布器11出口设置有导流短管。

所述连接机构包括第一连接环3、第二连接环5、密封垫圈4以及固定螺栓 6，所述第二连接环5固定连接在反应器壳体1相对的两端侧表面，所述第二连接环5侧表面贴合有密封垫圈4，所述密封垫圈4侧表面贴合有第一连接环3，所述第一连接环3、第二连接环5以及密封垫圈4表面螺纹贯穿有固定螺栓6，且固定螺栓6末端螺纹套接有螺母。

所述混合机构包括气液混合器8、液相进料管9、气相进料管10以及注入管7，所述气液混合器8左侧固定连通有液相进料管9，所述气液混合器8底侧固定连通有气相进料管10，所述气液混合器8右侧固定连通有注入管7，所述注入管7末端与分布器11固定连通。

所述气液混合器8采用复式结构，前段设置雾化喷嘴型窄流通道，后端采用规整波纹板组件。

所述循环机构包括第一出水管14、第一阀门16、第一循环供水管18、第二出水管19、第二阀门22和第二循环供水管23，所述第一循环供水管18以及第二循环供水管23固定连通在反应器壳体1左侧表面，所述第一出水管14一端与第一磁球层13右侧的反应器壳体1右侧内腔固定连通，所述第一出水管14 表面安装有第一阀门16，所述第二出水管19一端与反应器壳体1右侧固定连通，所述第二出水管19表面安装有第二阀门22。

一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器的控制方式，所述控制方式包括如下步骤：

一、物料进入，液相物料含顺酐和溶剂和气相物料氢气经气液混合器8混合后，经过气液混合器8的物料通过注入管7注入分布器11中，通过分布器11 底侧的导流短管进入反应器壳体1内腔；

二、进入反应器壳体1中的气液混合物料经分布器11分散后，至列管的催化剂层开始反应，而对用列管设置的第一换热列管催化剂层17以及第二换热列管催化剂层21上内同时设置多个温度传感器25，便于温度检测，通过第一磁球层13深入至第一换热列管内，第二磁球层26深入第二换热列管中，根据多个列管内的物料温度调节上段循环水的流量，反应物料在换热列管内的催化剂作用下反应，上下两段循环供水降温，上段循环水换热由反应器进口的第一换热列管的第一换热列管催化剂层17内的温度以及第一换热列管内的温度来控制，下段采用同样的设置，下段循环水换热由反应器下段的第二换热列管内第二换热列管催化剂层21的温度来控制，经过反应器进出口温度以及多个列管内的温度传感器25可以有效的控制着整个反应器反应过程温度，同时反应器出口设置压力调节控制阀，根据反应器顶部压力检测调节整个反应器的操作压力，实现顺酐加氢制丁二酸酐反应的大规模化生产。

本申请的有益之处在于：

1.该种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器设计新颖、结构简单，实现了单台反应器可以满足顺酐加氢的反应条件，不仅减少一台反应器，同时也降低了生产过程控制的难度，节约了装置投资成本。

2.在使用时，通过气液混合器和分布器有效的将物料均匀混合，列管内的温度检测措施以及反应器分段式冷却，更加准确的控制整个反应器的温度，从而实现顺酐加氢大规模工业化生产。

3.便于工作者在使用中，准确稳定的控制反应器内的温度，防止局部温度过高引起的聚合积碳和结焦的产生，满足工作者的使用需求，实用性价值较高，合适推广使用。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本申请保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，其特征在于：包括反应器壳体(1)、连接盖(2)、第一换热列管催化剂层(17)、第二换热列管催化剂层(21)、连接机构、混合机构以及循环机构；其中所述反应器壳体(1)相对的两端通过连接机构与连接盖(2)固定连接，所述反应器壳体(1)顶端固定连接有分布器(11)，所述分布器(11)顶侧与混合机构固定连通，所述分布器(11)底侧设置有固定连接在反应器壳体(1)顶端内壁的上过滤板(12)，所述上过滤板(12)底侧贴合有第一磁球层(13)，所述第一磁球层(13)底侧设置有第一换热列管，所述第一换热列管中设置有第一换热列管催化剂层(17)，所述第一换热列管底侧设置有第二换热列管，所述第二换热管中设置有第二换热列管催化剂层(21)，所述第二换热列管催化剂层(21)底侧设置有第二磁球层(26)，所述第一换热列管以及第二换热列管之间设置有挡板，所述第二磁球层(26)底侧贴合有下过滤板(24)。

2.根据权利要求1所述的一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，其特征在于：所述上过滤板(12)表面开设有若干个上过滤孔(1201)，所述上过滤孔(1201)在上过滤板(12)表面均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，其特征在于：所述反应器壳体(1)的底端设置的连接盖(2)底侧固定连通有排出管(27)，所述排出管(27)底端侧表面安装有排出阀，且排出管(27)侧表面安装有压力调节控制阀。

4.根据权利要求1所述的一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，其特征在于：所述下过滤板(24)与上过滤板(12)结构一致，所述下过滤板(24)表面开设有若干个下过滤孔(2401)，若干个所述下过滤孔(2401)在下过滤板(24)表面均匀分布。

5.根据权利要求1所述的一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，其特征在于：所述第一换热列管催化剂层(17)以及第二换热列管催化剂层(21)中均设置有若干个温度传感器(25)，所述温度传感器(25)与反应器壳体(1)顶侧的连接盖(2)表面安装的PLC(28)电性连接，所述第一换热列管催化剂层(17)内设置有第一螺旋折流板(20)，所述第二换热列管催化剂层(21)内设置有第二螺旋折流板(15)，所述分布器(11)采用管式分布器(11)，分布器(11)出口设置有导流短管。

6.根据权利要求1所述的一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，其特征在于：所述连接机构包括第一连接环(3)、第二连接环(5)、密封垫圈(4)以及固定螺栓(6)，所述第二连接环(5)固定连接在反应器壳体(1)相对的两端侧表面，所述第二连接环(5)侧表面贴合有密封垫圈(4)，所述密封垫圈(4)侧表面贴合有第一连接环(3)，所述第一连接环(3)、第二连接环(5)以及密封垫圈(4)表面螺纹贯穿有固定螺栓(6)，且固定螺栓(6)末端螺纹套接有螺母。

7.根据权利要求1所述的一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，其特征在于：所述混合机构包括气液混合器(8)、液相进料管(9)、气相进料管(10)以及注入管(7)，所述气液混合器(8)左侧固定连通有液相进料管(9)，所述气液混合器(8)底侧固定连通有气相进料管(10)，所述气液混合器(8)右侧固定连通有注入管(7)，所述注入管(7)末端与分布器(11)固定连通。

8.根据权利要求7所述的一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，其特征在于：所述气液混合器(8)采用复式结构，前段设置雾化喷嘴型窄流通道，后端采用规整波纹板组件。

9.根据权利要求1所述的一种顺酐加氢制丁二酸酐的反应器，其特征在于：所述循环机构包括第一出水管(14)、第一阀门(16)、第一循环供水管(18)、第二出水管(19)、第二阀门(22)和第二循环供水管(23)，所述第一循环供水管(18)以及第二循环供水管(23)固定连通在反应器壳体(1)左侧表面，所述第一出水管(14)一端与第一磁球层(13)右侧的反应器壳体(1)右侧内腔固定连通，所述第一出水管(14)表面安装有第一阀门(16)，所述第二出水管(19)一端与反应器壳体(1)右侧固定连通，所述第二出水管(19)表面安装有第二阀门(22)。

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