CN219531248U - 辛硫磷肟化反应的外置换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种辛硫磷肟化反应的外置换热装置，属于化工技术领域，包括肟化釜、外置冷凝器、压缩机及蒸发冷凝器；外置冷凝器、压缩机及蒸发冷凝器按制冷剂走向依次连接，构成外置制冷系统，其中，蒸发冷凝器的出液口连通外置冷凝器的进液口，外置冷凝器的出气口连通压缩机的进气口；肟化釜的顶部冷料进口与外置冷凝器的顶部冷料出口连通；肟化釜的底部出料口与外置冷凝器的底部进料口连通；肟化釜的顶部还设有原料进管，肟化釜的底部还设有成品出料管；肟化釜的底部出料口与外置冷凝器的底部进料口之间设有强制循环泵，成品出料管上设有采出泵。在肟化釜外设置外置制冷系统，能够提升反应效率，缩短反应时间，减少副反应的生成。

Description

辛硫磷肟化反应的外置换热装置

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，具体涉及一种辛硫磷肟化反应的外置换热装置。

背景技术

辛硫磷的国际通用名称为Phoxim，又称肟硫磷，是化工生产中常用的广谱性有机磷杀虫剂。利用辛硫磷的胃毒、触杀和在黑暗条件下残效长等特性，防治天牛等蛀干性害虫，符合环保、经济、安全和高效的原则。辛硫磷原药的肟化反应为釜式反应，通过向内置于反应釜内壁的夹套或者反应釜内部的盘管通入冰盐水或其他载冷剂进行换热，内置换热结构受反应釜自身结构的限制，换热效率低，导致反应时间较长，成品转化率偏低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种辛硫磷肟化反应的外置换热装置，旨在解决内置式换热方式换热效率低、反应时间长、成品转化率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种辛硫磷肟化反应的外置换热装置，包括：肟化釜、外置冷凝器、压缩机及蒸发冷凝器；

所述外置冷凝器、所述压缩机及所述蒸发冷凝器按制冷剂走向依次连接，构成外置制冷系统，其中，所述蒸发冷凝器的出液口连通所述外置冷凝器的进液口，所述外置冷凝器的出气口连通所述压缩机的进气口；

所述肟化釜的顶部冷料进口与所述外置冷凝器的顶部冷料出口连通；所述肟化釜的底部出料口与所述外置冷凝器的底部进料口连通；所述肟化釜的顶部还设有原料进管，所述肟化釜的底部还设有成品出料管；

所述肟化釜的底部出料口与所述外置冷凝器的底部进料口之间设有强制循环泵，所述成品出料管上设有采出泵。

在一种可能的实现方式中，所述肟化釜的顶部冷料进口与所述外置冷凝器的顶部冷料出口的连通管路上设有喷射器，所述喷射器靠近所述肟化釜的顶部冷料进口。

在一种可能的实现方式中，所述喷射器为文丘里管。

在一种可能的实现方式中，所述肟化釜内设有搅拌桨，所述搅拌桨包括搅拌轴和沿所述搅拌轴轴向设置的多组搅拌叶片组，其中每组所述搅拌叶片组至少包括两个搅拌叶片，各所述搅拌叶片的自由端均向上倾斜，每组所述搅拌叶片组构成倒锥形状。

在一种可能的实现方式中，所述外置冷凝器为列管换热器、螺旋板换热器或板式换热器。

在一种可能的实现方式中，所述蒸发冷凝器为盘管式蒸发器，其中的换热盘管为圆管或椭圆管。

在一种可能的实现方式中，所述压缩机为螺杆压缩机或离心压缩机。

在一种可能的实现方式中，所述强制循环泵为离心泵或磁力泵。

在一种可能的实现方式中，所述采出泵为磁力泵、隔膜泵或离心泵。

在一种可能的实现方式中，所述肟化釜的顶部还设有尾气排放管。

本实用新型提供的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，与现有技术相比，有益效果在于：在肟化釜外设置外置冷凝器、压缩机及蒸发冷凝器按制冷剂走向依次连接构成的外置制冷系统，与送入外置冷凝器内的高温反应物料进行热交换的液氨，经热交换后转化为气氨从外置冷凝器排出，经压缩机加压后进入蒸发冷凝器冷凝降温再次转化为液氨，液氨再进入外置冷凝器与高温反应物料进行热交换，循环利用。这种采用外置制冷系统不受肟化釜自身结构的局限，可采用较大的制冷量，并用制冷剂直接换热的方式，能够快速将热量交换出来，缩短了反应时间，提升了反应效率和反应效果，减少了副反应的生成，提高了产品品质，且减少了冷量传递的中间环节，也达到了节能降耗的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的辛硫磷肟化反应的外置换热装置的工作原理结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的肟化釜的结构示意图；

附图标记说明：

1、肟化釜；2、外置冷凝器；3、强制循环泵；4、压缩机；5、蒸发冷凝器；6、喷射器；7、采出泵；8、搅拌桨；9、尾气排放管。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的辛硫磷肟化反应的外置换热装置进行说明。所述辛硫磷肟化反应的外置换热装置，包括肟化釜1、外置冷凝器2、压缩机4及蒸发冷凝器5；外置冷凝器2、压缩机4及蒸发冷凝器5按制冷剂走向依次连接，构成外置制冷系统，其中，蒸发冷凝器5的出液口连通外置冷凝器2的进液口，外置冷凝器2的出气口连通压缩机4的进气口；

肟化釜1的顶部冷料进口与外置冷凝器2的顶部冷料出口连通；肟化釜1的底部出料口与外置冷凝器2的底部进料口连通；肟化釜1的顶部还设有原料进管，肟化釜1的底部还设有成品出料管；

肟化釜1的底部出料口与外置冷凝器2的底部进料口之间设有强制循环泵3，成品出料管上设有采出泵7。

本实用新型提供的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，与现有技术相比，有益效果在于：在肟化釜1外设置外置冷凝器2、压缩机4及蒸发冷凝器5按制冷剂走向依次连接构成的外置制冷系统，与送入外置冷凝器2内的高温反应物料进行热交换的液氨，经热交换后转化为气氨从外置冷凝器2排出，经压缩机4加压后进入蒸发冷凝器5冷凝降温再次转化为液氨，液氨再进入外置冷凝器2与高温反应物料进行热交换，循环利用。这种采用外置制冷系统不受肟化釜1自身结构的局限，可采用较大的制冷量，并用制冷剂直接换热的方式，能够快速将热量交换出来，缩短了反应时间，提升了反应效率和反应效果，减少了副反应的生成，提高了产品品质，且减少了冷量传递的中间环节，也达到了节能降耗的目的。

利用本实施例提供的换热装置，换热温度能够到达-25℃，实现低温换热。

本实施例提供的辛硫磷肟化反应的过程如下：

将苯乙腈、碱溶液、甲醇原料通过质量流量计计量，将苯乙腈、碱溶液、甲醇按1：1.05-1.3:0.2-0.4的摩尔比由泵打入肟化釜1中，通过搅拌桨8的高速旋转将三种原料乳化混合均匀；开启强制循环泵3，将混合液经外置冷凝器2降温后，打入喷射器6，经喷射器6产生真空，将原料气体亚硝酸甲酯抽入喷射器6和混合液混合反应；反应产生的热量通过调整进入外置冷凝器2的制冷剂流量，将反应温度控制稳定。

外置冷凝器2内的制冷剂汽化后，进入压缩机4加压，变成高温高压气体，进入蒸发冷凝器5冷凝，转化为液体后回流到外置冷凝器2继续换热。

在一些实施例中，如图1所示，肟化釜1的顶部冷料进口与外置冷凝器2的顶部冷料出口的连通管路上设有喷射器6，喷射器6靠近肟化釜1的顶部冷料进口。喷射器6能够将原料亚硝酸甲酯抽入喷射器6，同时与喷射器6内的反应液混合。

在一些实施例中，如图1所示，喷射器6为文丘里管。也即喷射器6采用文丘里原理，通过快速水流喷射产生的负压将反应原料气体抽入肟化釜1内。

喷射器6的材质不局限于不锈钢、合金钢或玻璃钢，抽气量可以但是不局限于20-1000m³，数量可以是但不限于1个。

在一些实施例中，如图1及图2所示，肟化釜1内设有搅拌桨8，搅拌桨8包括搅拌轴和沿搅拌轴轴向设置的多组搅拌叶片组，其中每组搅拌叶片组至少包括两个搅拌叶片，各所述搅拌叶片的自由端均向上倾斜，每组所述搅拌叶片组构成倒锥形状。这种搅拌桨8的设计，具备高转速、强剪切力，能够迅速将油水两相乳化，保证反应快速进行，提升搅拌的效果，避免副反应的发生。

可选地，如图1及图2所示，搅拌叶片组自搅拌轴的下端向上，相邻组之间的间距逐渐增大，以使物料以不同的速率和不同方向的运动，达到混合均匀的目的。

较佳地，如图1及图2所示，各组搅拌叶片组中的搅拌叶片的长度长短间隔设置，例如，搅拌轴最下端的搅拌叶片长度大于其相邻的上方的搅拌叶片的长度。

肟化釜1内部设置强力搅拌桨8，肟化釜1内壁还可以安装折流板，提升搅拌效果，加速反应，减少副反应的发生。

其中，肟化釜1及内部各构件均为金属制成，材质不局限于碳钢、锰钢、不锈钢、钛合金等材质，反应釜可以带夹套或不带，体积不局限于1-100m³。

在一些实施例中，外置冷凝器2为列管换热器、螺旋板换热器或板式换热器，内部通入液氨、R134a(R134a又称四氟乙烷)等制冷剂，通过制冷剂汽化将反应产生的热量快速移出，避免因温度高，而造成副反应多的问题。

其中，在管路上设置调节阀，通过控制制冷剂流量，保证肟化釜1内温度恒定。

在一些实施例中，蒸发冷凝器5为盘管式蒸发器，其中的换热盘管为圆管或椭圆管。盘管式蒸发器是能够靠盘管表面喷淋水部分蒸发形式，带走热量的冷凝器。通过盘管表面的喷淋水部分喷淋水蒸发，带走热量，使盘管内的制冷剂冷凝成液体，循环回到外置冷凝器2继续进行换热蒸发。

其中，蒸发冷凝器5喷淋水上部设置收水器，防止喷淋水被引风机抽出，造成喷淋水的额外损失；蒸发冷凝器5下方设置不锈钢接水槽，损失的冷凝水漫流造成的损失及环境污染。

在一些实施例中，压缩机4为螺杆压缩机或离心压缩机，能够将汽化的制冷剂压缩，使制冷剂气体变成高温高压气体。压缩机4的电机为变频电机，能够根据冷凝消耗来调节压缩机4功率，变频电机为防爆节能电机。

在一些实施例中，强制循环泵3为离心泵或磁力泵。离心泵和磁力泵的流量比较高，能够将反应液快速打入外置冷凝器2降温，且能够将反应液打入喷射器6产生较高的真空度。

在一些实施例中，采出泵7为磁力泵、隔膜泵或离心泵。目的是将釜内反应结束的物料采出到下一工段。

在一些实施例中，如图1所示，肟化釜1的顶部还设有尾气排放管9，用于排放肟化釜1反应产生的尾气。

为了充分理解本实用新型的目的、特征及功效，下面结合实施例对本装置做进一步解释：

实例一：

向8m³肟化釜中投加2.5t苯乙腈、4.7t20％液碱，185kg甲醇，配套3台80㎡换热器、2台500m³/h喷射器，控制反应温度为30℃，氨循环量最大为3.3t/h，反应时间为28min，转化率95.15％。

实例二：

向12.5m³肟化釜中投加3.75t苯乙腈、2.82t50％液碱，271kg甲醇，配套3台100㎡换热器、3台500m³/h喷射器，控制反应温度为32℃，氨循环量最大为4.9t/h，反应时间为25min，转化率95.05％。

实例三：

向16m³肟化釜中投加4.5t苯乙腈、5.78t32％液碱、390kg甲醇，配套4台100㎡换热器、4台抽气量500m³/h喷射器，控制反应温度为35℃，氨循环量最大为6t/h，反应时间为30min，转化率94.85％。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种辛硫磷肟化反应的外置换热装置，其特征在于，包括：肟化釜(1)、外置冷凝器(2)、压缩机(4)及蒸发冷凝器(5)；

所述外置冷凝器(2)、所述压缩机(4)及所述蒸发冷凝器(5)按制冷剂走向依次连接，构成外置制冷系统，其中，所述蒸发冷凝器(5)的出液口连通所述外置冷凝器(2)的进液口，所述外置冷凝器(2)的出气口连通所述压缩机(4)的进气口；

所述肟化釜(1)的顶部冷料进口与所述外置冷凝器(2)的顶部冷料出口连通；所述肟化釜(1)的底部出料口与所述外置冷凝器(2)的底部进料口连通；所述肟化釜(1)的顶部还设有原料进管，所述肟化釜(1)的底部还设有成品出料管；

所述肟化釜(1)的底部出料口与所述外置冷凝器(2)的底部进料口之间设有强制循环泵(3)，所述成品出料管上设有采出泵(7)。

2.如权利要求1所述的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，其特征在于，所述肟化釜(1)的顶部冷料进口与所述外置冷凝器(2)的顶部冷料出口的连通管路上设有喷射器(6)，所述喷射器(6)靠近所述肟化釜(1)的顶部冷料进口。

3.如权利要求2所述的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，其特征在于，所述喷射器(6)为文丘里管。

4.如权利要求1所述的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，其特征在于，所述肟化釜(1)内设有搅拌桨(8)，所述搅拌桨(8)包括搅拌轴和沿所述搅拌轴轴向设置的多组搅拌叶片组，其中每组所述搅拌叶片组至少包括两个搅拌叶片，各所述搅拌叶片的自由端均向上倾斜，每组所述搅拌叶片组构成倒锥形状。

5.如权利要求1所述的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，其特征在于，所述外置冷凝器(2)为列管换热器、螺旋板换热器或板式换热器。

6.如权利要求1所述的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，其特征在于，所述蒸发冷凝器(5)为盘管式蒸发器，其中的换热盘管为圆管或椭圆管。

7.如权利要求1所述的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，其特征在于，所述压缩机(4)为螺杆压缩机(4)或离心压缩机(4)。

8.如权利要求1所述的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，其特征在于，所述强制循环泵(3)为离心泵或磁力泵。

9.如权利要求1所述的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，其特征在于，所述采出泵(7)为磁力泵、隔膜泵或离心泵。

10.如权利要求1所述的辛硫磷肟化反应的外置换热装置，其特征在于，所述肟化釜(1)的顶部还设有尾气排放管(9)。