CN220940657U - 一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，包括吸收反应塔、反应液喷淋泵、反应液循环泵和气液混合喷射器；所述反应吸收塔的塔身内安装填料层和位于填料层上方的喷淋管，塔釜上开设有液相进料口、循环液出口和反应液出口；所述反应液喷淋泵的一端与反应液出口连接，其另一端与喷淋管连接；所述反应液循环泵的一端与循环液出口连接，其另一端与气液混合喷射器的进液口连接，气液混合喷射器进气口连接气体反应原料，其出液口与反应吸收塔的塔釜连接。本实用新型有效提高了气相和液相的接触次数、接触时间，并扩大了接触面积，有效提高了气相原料的吸收效率，缩短反应时间，减少未反应气体的量，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工生产设备领域，特别是涉及一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置。
背景技术
气液混合反应是一种既有气相组分又有液相组分参与的反应，如四羟甲基硫酸磷由甲醛、硫酸和磷化氢气体反应得到。现有四羟甲基硫酸磷反应是在反应釜中进行的，即先在反应釜中加入定量的甲醛和硫酸混合溶液作为液相反应底物，然后持续通入磷化氢气体进行反应。
上述气液混合反应釜在实际生产过程中存在如下问题：磷化氢气体持续通入反应釜中的液相反应底物中，气体的吸收利用效率较低，大量来不及反应的磷化氢气体以尾气的形式逸出反应釜，反应效率低，不仅造成生产成本增高，也增大了尾气处理成本。
实用新型内容
本实用新型通过提供一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，解决现有气液混合反应釜存在的气相与液相反应效率低，生产成本高的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，包括吸收反应塔、反应液喷淋泵、反应液循环泵和气液混合喷射器；其中，所述反应吸收塔的塔身内安装有填料层和位于所述填料层上方的喷淋管，所述反应吸收塔的塔釜上开设有液相进料口、循环液出口和反应液出口；所述反应液喷淋泵的一端与所述反应液出口连接，其另一端与所述喷淋管连接，形成循环喷淋回路；所述反应液循环泵的一端与所述循环液出口连接，其另一端与所述气液混合喷射器的进液口连接，所述气液混合喷射器进气口连接气体反应原料，其出液口与所述反应吸收塔的塔釜连接，形成气液混合循环回路。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述填料层有多层且上下间隔布置，每层填料层上均安装有所述喷淋管，所述反应液喷淋泵与各层所述喷淋管连接。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述气液混合喷射器为文丘里喷射器。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述塔釜内还安装有加热盘管，所述塔釜上还安装有与所述加热盘管连通的冷水进水管阀和热水进水管阀以及冷水出水管阀和热水出水管阀。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述吸收反应塔塔顶的排气口与尾气处理装置连通。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述吸收反应塔的塔釜上还安装有压力表，所述压力表通过程序控制器与所述反应液循环泵联动控制连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，通过吸收反应塔、反应液喷淋泵、反应液循环泵和气液混合喷射器的结构设计，一方面在塔釜处形成气液混合循环回路，另一方面在塔内形成循环喷淋回路，还使得气相反应原料与液相反应原料形成的液膜多次接触吸收，有效提高了气相和液相的接触次数、接触时间，并扩大了接触面积，从而有效提高了气相原料的吸收效率，缩短反应时间，减少未反应气体的量，有效降低生产成本。
附图说明
图1是本实用新型一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置一较佳实施例的立体结构示意图；
附图中各部件的标记如下：
100.吸收反应塔，110.不锈钢填料层，120.喷淋管，121.喷淋头，130.排气口，140.加热盘管，141.冷水进水阀，142.热水进水管阀，143.冷水出水管阀，144.热水出水管阀，150.液相进料口，160.循环液出口，170.反应液出口，180.压力表；
200.反应液循环泵；300.文丘里喷射器；400.反应液喷射泵。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本实用新型实施例包括：
实施例1
本实用新型公开了一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，包括吸收反应塔100、反应液循环泵200、文丘里喷射器300和反应液喷射泵400。其中，所述吸收反应塔100的塔身内自上向下安装有3层间隔分布的不锈钢填料层110，每层不锈钢填料层上均安装有喷淋管120，所述喷淋管120位于所述不锈钢填料层上的管段上安装有数个喷淋头121，所述喷淋管120的另一端伸出反应吸收塔100。所述反应吸收塔100的塔顶开设有排气口130，所述排气口130通过管道与尾气处理装置连通。
所述反应吸收塔100塔釜的一侧向外延伸，使得塔釜的内径大于塔身的内径，以容纳更多的液相反应底物，为喷淋液循环和气液相原料混合提供条件。
所述反应吸收塔100的塔釜内安装有加热盘管140，所述加热盘管140的一端与冷水进水阀141和热水进水管阀142连通，其另一端与冷水出水管阀143和热水出水管阀144连通。通过加热盘管140的设计，能够给塔釜内的反应原料加热，以便控制反应温度，提高反应效果。
所述反应吸收塔100的塔釜延伸段的顶部开设有两个以上液相进料口150。所述反应吸收塔100的塔釜延伸段的侧壁底部开设有循环液出口160，其另一侧底部开设有反应液出口170。
所述反应液循环泵200的一端与所述循环液出口160连接，其另一端与所述文丘里喷射器300的进液口连接，所述文丘里喷射器300的进气口与气体反应原料输送管连接，其出液口与所述反应吸收塔100的塔釜连接。通过所述反应液循环泵200和文丘里喷射器300的设计，形成气液混合循环回路，能够有效提高气体原料的吸收效率。
另外，所述反应吸收塔100的塔釜上还安装有压力表180，所述压力表通过PLC程序控制器与所述反应液循环泵200的开关阀进行变频联动控制连接。通过压力表180的压力值决定反应液循环泵200的开闭及转动频率，从而调节反应吸收塔100内的压力，确保该压力值稳定，确保吸收反应的稳定进行，防止液泛的产生。
所述反应液喷淋泵400的一端与所述反应液出口170连接，其另一端分别与伸到塔外的喷淋管120连接，形成循环喷淋回路。液相反应原料自上向下喷淋，并在填料层和喷淋头处形成水膜，待反应的气体反应原料自塔底向上流动，在水膜处先后经过6重吸收并参与反应。通过上述反应液循环喷淋的设计，有效提高了气相和液相的接触时间、扩大接触吸收面积，可有效提高吸收效率和反应收率。
利用本实用新型的气液混合反应装置合成四羟甲基硫酸磷的工作原理或过程为：
甲醛溶液和硫酸溶液分别通过两个液相进料口定量输送到吸收反应塔的塔釜，磷化氢气体通过文丘里喷射器持续输送到塔釜内，反应液循环泵启动，使甲醛溶液和硫酸溶液与磷化氢气体通过文丘里喷射器再进入到塔釜内，增加气液相混合效果。压力表实时监测塔釜内的压力值，并通过程序控制器调节反应液循环泵的转速，当压力偏低则增大转速，当压力偏高则降低转速，使塔内压力值稳定，确保吸收反应的稳定进行，防止液泛的产生。
通过开关冷水进水阀、热水进水管阀、冷水出水管阀和热水出水管阀，利用加热盘管控制塔釜内的反应溶液温度。
塔釜内的溶液通过反应液喷淋泵进行循环喷淋，磷化氢气体自下向上流动，被填料层和喷淋头处的水膜吸收、反应，生成四羟甲基硫酸磷，未被吸收的少量磷化氢气体经由排气口输送到尾气处理装置；从反应液出口处流出的反应液经检测合格后流向下一道工序。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，其特征在于，包括吸收反应塔、反应液喷淋泵、反应液循环泵和气液混合喷射器；其中，所述吸收反应塔的塔身内安装有填料层和位于所述填料层上方的喷淋管，所述吸收反应塔的塔釜上开设有液相进料口、循环液出口和反应液出口；所述反应液喷淋泵的一端与所述反应液出口连接，其另一端与所述喷淋管连接，形成循环喷淋回路；所述反应液循环泵的一端与所述循环液出口连接，其另一端与所述气液混合喷射器的进液口连接，所述气液混合喷射器进气口连接气体反应原料，其出液口与所述吸收反应塔的塔釜连接，形成气液混合循环回路。
2.根据权利要求1所述的一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，其特征在于，所述填料层有多层且上下间隔布置，每层填料层上均安装有所述喷淋管，所述反应液喷淋泵与各层所述喷淋管连接。
3.根据权利要求1所述的一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，其特征在于，所述气液混合喷射器为文丘里喷射器。
4.根据权利要求1所述的一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，其特征在于，所述塔釜内还安装有加热盘管，所述塔釜上还安装有与所述加热盘管连通的冷水进水管阀和热水进水管阀以及冷水出水管阀和热水出水管阀。
5.根据权利要求1所述的一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，其特征在于，所述吸收反应塔塔顶的排气口与尾气处理装置连通。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种四羟甲基硫酸磷合成用气液混合反应装置，其特征在于，所述吸收反应塔的塔釜上还安装有压力表，所述压力表通过程序控制器与所述反应液循环泵联动控制连接。
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