CN2569907Y - 浅液层小泡径外换热大型气液反应器 - Google Patents

Abstract

一种涉及化工合成设备，特别是用于氯甲烷合成的浅液层小泡径外换热大型气液反应器，它包括反应釜和外循环换热系统，反应釜由壳体、在壳体上部的人孔、反应气体入口、产品气出口、投光镜、视镜、测温口组成，外循环换热系统由氯化氢气体管路、甲醇管路、甲醇蒸汽总管路、蒸气管路、冷凝液管路、产品气管路组成，其特点是：在卧式反应釜内置的管式气体分布器与氯化氢管路、甲醇蒸汽总管路连接，在反应釜上设置的循环液入口与石墨换热器出口连线，其循环液出口通过循环泵与石墨换热器进口连接，石墨换热器与蒸汽管路、甲醇蒸汽总管路，冷凝管路、甲醇管路并接，在人孔上套置压力罩。具有结构简单，使用寿命长，单台生产能力大等优点。

Description

浅液层小泡径外换热大型气液反应器

                         技术领域

一种涉及化工合成设备、特别是用于氯甲烷合成的浅液层小泡径外换热大型气液反应器。

                         技术背景

氯甲烷是有机硅生产的重要原料。甲基氯硅烷合成所需的绝大部分氯甲烷都是采用HCL与甲醇脂化来生产的。

通常是以汽化后的甲醇蒸汽配以过量的HCL鼓泡通过ZnCL₂水溶液在130℃～150℃完成合成反应。

该合成反应是在气泡的界面上发生的，因此气液接触面积越大越有利于反应进行。此系统中有HCL、甲醇、水和CH₃CL，且溶液在130℃以上，因此，化学腐蚀性极强。现有技术采用带夹套的搪瓷反应釜。搪瓷反应釜开车时夹套内通蒸汽使溶液温度升高，正常工作时夹套通水取出反应热。由于工作条件苛刻，搪瓷反应釜的使用寿命较短，特别是人孔盖大约一年就得更换。带内衬防腐瓷板反应釜使用寿命长，但人孔盖为胶泥砌死结构，当需要开人孔时要造成人孔的损坏，往往需要修复衬砌。另一方面HCL气体的压力具有0.06MPa(浓盐酸蒸出法生产的纯HCL)，而HCL气体压缩机又很昂贵，故通常只用压力较低的HCL鼓泡层，鼓泡层高度仅有2-3m，且现有的反应釜均为立式结构，很难大幅度增加横截面积，因此，单台设备的生产能力较低。

                         发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种具有横截面积大的卧式反应釜，结构简单的外循环换热系统，其使用寿命长，成本低，单台生产能力大的浅液层小泡径外换热大型气液反应器。

解决其技术问题采用的技术方案是：一种浅液层小泡径外换热大型气液反应器，它包括反应釜和外循环换热系统，反应釜由外壳体1，在外层壳体1内衬有橡胶内衬层2，在橡胶内衬层2上粘接有瓷板层3组成的反应釜壳体，在反应釜壳体上部设有人孔4、反应气体入口5、产品气出口6、投光镜8、视镜9、测温口19构成，外循环换热系统由氯化氢气体管路26、甲醇蒸汽总管路25、蒸汽管路22、冷凝管路23、产品气管路27组成，其特殊之处在于：反应釜为卧式，在反应釜壳体内设置由气体垂直管10与配气加强块11连通，配气加强块11与气体水平管12连通，气体水平管12与若干根气体水平支管13连通，若干根气体水平支管13装于数个配气支撑块14内组成的管式气体分布器，管式气体分布器的配气加强块11、配气支撑块14均置于与反应釜壳体的瓷板层3固定的支架18上，气体垂直管10的上端设置于反应釜的反应气体入口5处，且与外循环换热系统的氯化氢气体管路26、甲醇蒸汽总管路25连接，在反应釜壳体上部设有循环液入口7，在其下部设有循环液出口15，在反应釜壳体上部设置的人孔4上置有由聚四氟乙烯板28上置钢盲板29用胶泥封闭组成的盖板，在反应釜壳体上部设有封闭人孔4的压力罩17，外循环换热系统还包括石墨换热器21、甲醇管路24，石墨换热器21的进口通过循环泵20与反应釜的循环液出口15连接，石墨换热器21的出口与反应釜的循环液入口7连接，石墨换热器21与并接的蒸气管路22、甲醇蒸汽总管路25连接，且与并接的冷凝管路23、甲醇管路24连接。所说的管式气体分布器的气体垂直管10、配气加强块11、气体水平管12、若干根气体水平支管13、数个支撑块14均为聚四氟乙烯，气体垂直管10、气体水平管12均与配气加强块11过盈配合连接。

本实用新型的浅液层小泡径外换热大型反应器，由于采用了抗腐蚀、防渗透、强度高的卧式反应釜，且在卧式反应釜内置有聚四氟乙烯气体分布器的结构，因此，反应釜横截面积大，反应釜内液层浅，气体分布器的分配气泡直径小，鼓泡层的气液相接触面积大，副反应少，节约原料，使用寿命长，单台生产能力大；由于反应釜的人孔盖板采用聚四氟乙烯板上置钢盲板，再用胶泥封盖，且在人孔外设有压力罩结构，因此，封密性能好，使用寿命长，又便于更换；由于采用外循环换热系统，使其结构简单，容易制作，便于维护，成本低。

                         附图说明

图1为本实用新型连接结构示意图。

图2反应釜结构示意图。

图3为图2的俯视示意图。

图4为图2中A-A剖面示意图。

                       具体实施方式

下面利用附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

参照1-4，浅液层小泡径外换热大型气液反应器包括卧式反应釜和外循环换热系统两大部分组成。

卧式反应釜包括由外壳体1，在碳钢外壳体1内衬有抗腐蚀、防渗透的硬硫化橡胶层2，在硬硫化橡胶层2上采用胶泥作粘接剂砌衬的耐酸瓷板层3组成的反应釜壳体。胶泥原料为市售产品。在反应釜壳体上部设有人孔4、反应气体入口5、产品气出口6、循环液入口7、投光镜8、视镜9、测温口19。在反应釜壳体下部设有循环液出口15。人孔4的盖板采用聚四氟乙烯板28上置钢盲板29再用胶泥封盖，胶泥不粘聚四氟乙烯板，拆盖检修反应釜时，不会损坏人孔4，且在人孔4处设有密封的压力罩17，在压力罩内充以0.05MPa的干N₂气，能防止反应釜内漏气，干N₂气积存在人孔4的上部使传热强度低，能够有效地提高反应釜寿命。在反应釜壳体内设有管式气体分布器，管式气体分布器采用聚四氟乙烯管制作。管式气体分布器由气体垂直管10，气体垂直管10与配气加强块11连通，配气加强块11与气体水平管12连通，气体水平管12与若干根气体水平支管13连通，若干根气体水平支管13装于数个配气支撑块14内组成。配气加强块11、配气支撑块14均置于与反应釜壳体的瓷板层3砌筑的支座18上。气体垂直管10设置于反应气体入口5处，本实用新型的气体分布器利用聚四氟乙烯膨胀系数大的特点，采用过盈配合使气体垂直管10、水平管12与配气加强块11固定在一起。管式气体分布器亦可采用金属锆管焊接在一起。金属锆管焊接组成的管式气体分布器价格昂贵。外循环换热系统包括由与反应气体入口5设置的气体分布器垂直管10连通的HCL气体管路26、甲醇蒸汽总管路25连接，甲醇蒸汽总管路25还与蒸汽管路22并接再与石墨换热器21连接，甲醇管路24与冷凝管路23并接再与石墨换热器21连接，石墨换热器21的出口与反应釜的循环液入口7连接，反应釜的循环液出口15通过管路上的循环泵20与石墨换热器21的进口连接，反应釜的产品气出口6与产品气管路27连接组成。循环泵20、石墨换热器21为现有技术产品。

溶液升温时石墨换热器21壳程通以蒸汽，可以将溶液从常温升到反应温度。在反应釜正常工作时将蒸汽管路22和冷凝液管路23的阀们关死以后上好盲板，确保甲醇不漏入蒸汽和冷凝液中，甲醇管路24通过调节阀控制进入换热器21的液体甲醇流量来控制循环溶液入反应釜的温度。产生的甲醇蒸汽经过蒸汽套管过热后，进入甲醇蒸汽总管路25，通过转子流量计控制进入反应釜的甲醇量。HCL气体26通过转子控制高于化学分子比的比率混合到甲醇蒸汽管路25中一同进入反应釜。这套外循环换热系统，既方便了开车，又将反应热全部用于甲醇蒸发，因此节能效果显著。

Claims (2)

1、一种浅液层小泡径外换热大型气液反应器，它包括反应釜和外循环换热系统，反应釜由外壳体(1)，在外层壳体(1)内衬有橡胶内衬层(2)，在橡胶内衬层(2)上粘接有瓷板层(3)组成的反应釜壳体，在反应釜壳体上部设有人孔(4)、反应气体入口(5)、产品气出口(6)、投光镜(8)、视镜(9)、测温口(19)构成，外循环换热系统由氯化氢气体管路(26)、甲醇蒸汽总管路(25)、蒸汽管路(22)、冷凝管路(23)、产品气管路(27)组成，其特征在于：反应釜为卧式，在反应釜壳体内设置由气体垂直管(10)与配气加强块(11)连通，配气加强块(11)与气体水平管(12)连通，气体水平管(12)与若干根气体水平支管(13)连通，若干根气体水平支管(13)装于数个配气支撑块(14)内组成的管式气体分布器，管式气体分布器的配气加强块(11)、配气支撑块(14)均置于与反应釜壳体的瓷板层(3)固定的支架(18)上，气体垂直管(10)的上端设置于反应釜的反应气体入口(5)处，且与外循环换热系统的氯化氢气体管路(26)、甲醇蒸汽总管路(25)连接，在反应釜壳体上部设有循环液入口(7)，在其下部设有循环液出口(15)，在反应釜壳体上部设置的人孔(4)上置有由聚四氟乙烯板(28)上置钢盲板(29)用胶泥封闭组成的盖板，在反应釜壳体上部设有封闭人孔(4)的压力罩(17)，外循环换热系统还包括石墨换热器(21)、甲醇管路(24)，石墨换热器(21)的进口通过循环泵(20)与反应釜的循环液出口(15)连接，石墨换热器(21)的出口与反应釜的循环液入口(7)连接，石墨换热器(21)与并接的蒸气管路(22)、甲醇蒸汽总管路(25)连接，且与并接的冷凝管路(23)、甲醇管路(24)连接。

2、根据权利要求1所述的浅液小泡径外换热大型气液反应器，其特征在于：所说的管式气体分布器的气体垂直管(10)、配气加强块(11)、气体水平管(12)、若干根气体水平支管(13)、数个配气支撑块(14)均为聚四氟乙烯，其相互之间为过盈配合连接。

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