改進的連續(xù)進料快速撤熱化工反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一組用于劇烈放熱反應的連續(xù)進料連續(xù)撤熱化工反應器，屬于化工生產反應過程的強化及智能化。
【背景技術】
[0002]目前，工業(yè)化應用的氯化、氧化和磺化反應器主要有攪拌釜式，降膜式及噴射管等方式。雖然中國專利改進的連續(xù)混合撤熱化工生產裝置CN201410276754.X解決了物料瞬間混合，迅速撤熱的問題，但氧化反應攪拌頭的設置有安全隱患；磺化酸渣沉淀腐蝕構件；初始反應物流速較慢；其罐體、攪拌頭和電機錐齒輪連接，導致裝置布局擁擠，檢修不便；尤其是，反應設備安裝在框架結構內，設置各種監(jiān)測傳感器后更加凌亂，安全隱患顯現。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供一種改進的連續(xù)進料快速撤熱化工反應器，可靈活更換部件以調整內部結構；也可以方便設置溫度、壓力、流速及質量等各類監(jiān)測傳感器，為智能化生產提供核心裝備。
[0004]為達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為:
[0005]—種改進的連續(xù)進料快速撤熱化工反應器，包括反應罐、調速電機、均化攪拌頭，所述反應罐的軸向位置處于水平，其一側為出料口，另一側為進料口，該進料口連接液/液或液/氣進料室；均化攪拌頭延伸至反應罐進料口的中心處，該均化攪拌頭另一端通過對輪和調速電機直連，且該均化攪拌頭及調速電機的軸向和反應罐的軸向平行設置；所述液/液或液/氣進料室的上下側分別開有液體進料口和氣體進料口 ；所述反應罐的外壁上設有冷卻夾套且開有冷卻或加熱進出口。
[0006]—種改進的連續(xù)進料快速撤熱化工反應器，所述反應罐的軸向位置處于水平，其一側為出料口，液/液或液/氣進料室設置在反應罐內；均化攪拌頭置于所述液/液或液/氣進料室末端中心處，該均化攪拌頭另一端在反應罐外通過對輪和調速電機直連，且該均化攪拌頭及調速電機的軸向和反應罐的軸向平行設置；所述液/液或液/氣進料室上分別依次開有液體進料口和若干氣體進料口，該若干氣體進料口分別互成直角；所述反應罐底部設有冷卻或加熱盤管，該冷卻或加熱盤管開有冷卻或加熱載體進出口。
[0007]本實用新型中反應罐由現有的立體改為水平布局，去掉了現有技術CN201410276754.X中多余的容積和框架，由于結構簡化，可以隨生產工藝變化更換攪拌頭和靜態(tài)混合器型號，且拆裝方便；特別是，本實用新型的布局有利于溫度、壓力、流速及質量等監(jiān)測傳感器的設置，可為智能化生產提供核心裝備。
[0008]本實用新型采用調速電機和均化攪拌頭通過對輪直連接，而使攪拌頭與靜態(tài)混合器串聯設置且與調速電機呈軸向平行連接，規(guī)定配料比的各反應物同時進入混合室，瞬間被攪拌頭強制混合均勻，物料隨即開始反應并向靜態(tài)混合器推進；劇烈的反應放熱由單管式或管束式靜態(tài)混合器外部設置的，冷卻夾套內的冷載體即時撤去。
[0009]由于參加反應的氣體物料是少量且被挾裹在液體原料中，攪拌頭以術130r/min的高速剪切力可以最大限度破碎氣泡表面張力，使得各物料相接觸面積達到最大化，進而實現了氣/液物質間相傳質過程的瞬間強化;反應產生的劇烈放熱可以被管束式靜態(tài)混合器即時取走，最終實現了大規(guī)模、連續(xù)化工業(yè)生產。
[0010]本實用新型適用市售原料做氯化、氧化、磺化、烷基化及合成橡膠聚合反應，較常規(guī)攪拌釜、噴管式或降膜式工藝更精細，可使反應副產物降低20%以上；反應時間縮短5%以上，反應溫度降低10%以上。實現了氯化、氧化、磺化、烷基化及合成橡膠聚合的連續(xù)化、大批量和高質量工業(yè)生產。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖；
[0012]圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖；
[0013]圖3為本實用新型實施例3的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0015]實施例1，參照圖1，一種改進的連續(xù)進料快速撤熱化工反應器，包括反應罐，該反應罐為單管式靜態(tài)混合器6，調速電機1、均化攪拌頭5a，所述單管式靜態(tài)混合器6的軸向位置處于水平，其一側為出料口 10，另一側為進料口，該進料口連接液/液或液/氣進料室2 ;均化攪拌頭5a延伸至所述單管式靜態(tài)混合器6的進料口中心處，該均化攪拌頭5a另一端通過對輪和調速電機1直連，且該均化攪拌頭5a及調速電機1的軸向和單管式靜態(tài)混合器6的軸向平行設置；所述液/液或液/氣混合室2的上下側分別開有液體進料口 3和氣體進料口 4 ;所述單管式靜態(tài)混合器6的外壁上設有冷卻夾套且開有冷卻或加熱載體進出P 7、8。
[0016]所述液/液或液/氣混合室2上設置的氣體進料口 4延伸至均化攪拌頭5a的物料吸入口處。
[0017]所述均化攪拌頭5a采用螺旋槳推進式高速攪拌頭。當氧化、氯化反應時設置螺旋槳推進式高速攪拌頭使氣/液混合更安全。
[0018]用下述具體反應過程進一步說明實施例1。
[0019]、純苯氯化生產氯苯的反應
[0020]在100M3側攪拌罐內，程序控制離心栗將純度> 98%工業(yè)苯在攪拌罐一板式換熱器一攪拌罐之間打循環(huán)，將規(guī)定配料的苯加熱至55±2°C。
[0021]在5M3搪瓷攪拌釜內，將規(guī)定配料的催化劑三氯化鐵和三氯苯加熱至55±2°C?？刂坡輻U栗將催化劑溶液在攪拌釜底出口至攪拌釜頂進料口之間打循環(huán)3小時。轉換流程將計量的催化劑溶液、苯經單管靜態(tài)混合器組成混合溶液，栗入100M3攪拌罐術2小時。等待轉換流程分流進入液體進料口 3。
[0022]將工業(yè)瓶裝液氯通入緩沖罐內恒溫至25 ± 5 °C，程序控制氯氣進入緩沖罐至規(guī)定出口壓力。將規(guī)定配料的帶壓氯氣經過濾、計量進入氣體進料口 4，同時，轉換流程控制等配比的苯、催化劑混合物料連續(xù)進入進料口 3 ;在液/液或液/氣進料室2內液/氣物料>0.2s瞬間被攪拌頭5a槳葉強制混合均勻，隨即進入單管靜態(tài)混合器6開始反應；反應物在氺5.0s內由出口 10進入后續(xù)管束式靜態(tài)混合器組內進行反應，劇烈的反應熱被及時撤去；并且將反應物料溫度恒定在80±5°C。反應后的產物再用螺桿栗加壓進入串聯式單管靜態(tài)混合器，保持80±2°C進行強制鏈終止反應。反應后物料進入指定儲罐。
[0023]用本方法連續(xù)生產氯苯效率提高30%以上。副產物減少90%以上，進而減輕了對環(huán)境的污染。本方法可設置溫度、壓力、流量、質量等監(jiān)測傳感器，接入計算機程序控制系統(tǒng)；本方法有利于機器人實現智能化生產。
[0024]、雙甘膦氧化生產草甘膦的反應
[0025]在常規(guī)50M3攪拌釜內，程序控制規(guī)定配料的草甘膦、活性炭催化劑和水攪拌加熱至80±2°C。同時，控制單螺桿栗將含催化劑溶液從攪拌釜底抽出一已啟動的圖1中的進料口 3 —高速攪拌頭5a —單管靜態(tài)混合器6 —出料口 10 —常規(guī)20M3攪拌罐，持續(xù)打循環(huán)2小時成混合物料。等待轉換流程分流進入液體進料口 3。
[0026]然后，打開工業(yè)瓶裝液氧進氣化緩沖罐內，程序控制氧氣進入緩沖罐至規(guī)定出口壓力。
[0027]將雙甘膦的混合物料和氧氣按等摩爾配料比，經過濾、電腦計量同時連續(xù)進入液體進料口 3和氣體進料口 4 ;在液/液或液/氣進料室2內以氺0.2s瞬間被攪拌頭5a槳葉強制混合均勻，隨即進入單管式靜態(tài)混合器6開始反應；此時，反應產生的大量放熱由單管式靜態(tài)混合器6外夾套的冷卻進出口 7、8中的冷卻水快速撤去。程序控制系統(tǒng)將反應物料溫度恒定在82±2°C。反應后的產物經出料口 10進另一單螺桿栗入口，用螺桿栗加壓至
0.5MPa進入串聯式單管靜態(tài)混合器，保持80±2°C進行強制鏈終止反應；反應后物料進入指定儲罐。
[0028]用本方法能保證水劑內草甘膦含量多30% ;生產效率提高50%以上。副產物減少90%以上，進而減輕了對環(huán)境的污染。特別有利于行業(yè)標準的強化執(zhí)行。本方法可設置溫度、壓力、流量、質量等監(jiān)測傳感器，接入計算機程序控制系統(tǒng)。
[0029]實施例2，參照圖2，
[0030]一種改進的連續(xù)進料快速撤熱化工反應器，包括反應罐，該反應罐為管束式靜態(tài)混合器9，調速電機1、均化攪拌頭5b，所述管束式靜態(tài)混合器9的軸向位置處于水平，其一側為筒體11，筒體11的末端為出料口 10，出料口 10連接緩沖罐12 (在靜態(tài)混合器出口增加緩沖罐流速增加后混合撤熱更迅速)，另一側為進料口，該進料口連接液/液或液/氣進料室2 ;均化攪拌頭5b延伸至所述管束式靜態(tài)混合器9的進料口中心處，該均化攪拌頭5b另一端通過對輪和調速電機1直連，且該均化攪拌頭5b及調速電機1的軸向和管束式靜態(tài)混合器9的軸向平行設置；所述液/液或液/氣進料室2的上下側分別開有氣體進料口 4和液體進料口 3 ;所述管束式靜態(tài)混合器9的外壁上設有冷卻夾套且開有冷卻或加熱載體進出口 7、8。
[0031 ] 所述氣體進料口 4延伸至均化攪拌頭5b的物料吸入口處。
[0032]所述均化攪拌頭5b采用斜槽式高速均化攪拌頭。當磺化、烷基化反應時設置斜槽式高速均化攪拌頭使氣/液混合液更快進入管束式靜態(tài)混合器9撤熱。
[0033]用下述具體反應過程進一步說明實施例2。
[0034]、液體三氧化硫磺化合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽(AES)的反應將儲罐內160.0噸的液體原料脂肪醇聚氧乙烯醚(ΑΕΟ)用離心栗抽出，經過濾后輸入板式換熱器恒溫。液體輸入所述液體進料口 3，經管束式靜態(tài)混合器9，再經出料口 10返回打循環(huán)，緩慢升溫；同時從氣體進料口 4通入氮氣進行強制混合以置換ΑΕΟ中的空氣1小時；以保證反應過程安全及反應產物的外觀。然后控制冷卻或加熱載體進出口 7、8中冷/熱載體流量使物料保持恒定溫度。市售液體原料三氧化硫在