一种乙炔法合成氯乙烯的反应器的制作方法

文档序号:12077571阅读:1276来源:国知局

本发明涉及化工设备领域的一种反应器,尤其是一种乙炔法合成氯乙烯的反应器。



背景技术:

化学反应器是化工生产的核心设备,其技术的先进程度对化工生产有着重要的影响,直接影响装置的投资规模和生产成本。也是化工生产过程的心脏,从原料经过反应器到我们想要的产品。

化学反应器主要有管式反应器、釜式反应器、有固体颗粒床层的反应器和塔式反应器。其中,釜式反应器由长径比较小的圆筒形容器构成,常装有机械搅拌或气流搅拌装置,可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜;用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。

有固体颗粒床层的反应器,又称固定床反应器或者填充床反应器,装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器床层静止不动,流体通过床层进行反应;它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应,如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。用于气固相或液固相非催化反应时,床层则填装固体反应物。

目前,在乙炔合成氯乙烯的反应中,由于固定床反应器返混小、催化剂机械损耗小、结构简单,相对流化床具有一定的优势,但其传热差,乙炔合成氯乙烯的过程为放热反应,反应放热量很大,即使是列管式反应器也可能出现飞温,即反应温度失去控制,急剧上升,超过允许范围,影响合成效果;而操作过程中催化剂耗损后一般不可更换或者补充,并且对反应器的耐腐蚀性要求较高,上述均是导致反应器中氯乙烯合成效率低,氯乙烯合成效果不佳的原因。



技术实现要素:

本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种乙炔法合成氯乙烯的反应器,通过对反应器进行结构上的改进,使得本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器散热效果和耐腐蚀性好,氯乙烯合成效率高且效果佳,其结构简单,安装便捷,能进一步地在固定床反应器内进行乙炔法合成氯乙烯的反应中发挥优势。

本发明采用的技术方案如下:

本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器,它包括反应器本体、反应机构和冷却机构;所述反应器本体上设有进气口和出气口;所述反应器本体内是反应机构;所述反应器本体上还设有冷却机构;所述反应器本体由上壳体、筒体和下壳体连接而成;所述上壳体、筒体和下壳体从上至下依次连接,所述冷却机构位于反应器本体和反应机构之间;所述反应机构上还连接有转动装置。

由于采用上述结构,反应机构在转动装置的作用下可在反应的同时旋转散热,在冷却机构与反应机构的不停转动下,均匀的反应机构接触,达到良好的散热效果,保证氯乙烯合成反应的有序进行;本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器,其结构简单,反应器散热效果和耐腐蚀性好,安装便捷,能进一步地在固定床反应器内进行乙炔法合成氯乙烯的反应中发挥优势,能有效的改善所得产品质量。

本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器,所述反应机构包括反应筒和催化剂;所述催化剂填充在整个反应筒内;所述反应筒通过隔板架设在筒体内。

由于采用上述结构,反应筒通过隔板架设安装,保证了反应筒的结构稳定性,也保证氯乙烯与催化剂的正常稳定反应。

进一步地,所述反应筒上端有若干进气孔,反应筒下端通过锥形底盖与出气口连接;所述锥形底盖与反应筒的连接处还设有底板。

由于采用上述结构,反应筒伸出隔板端上设有若干进气孔,便于进气口内进入的反应气体能通过进气进入反应筒,进气孔使得反应气体的分流进入反应筒内,与反应筒内的催化剂充分接触并充分反应,有益于氯乙烯的合成反应,提高氯乙烯的反应效率,保证了生成所得氯乙烯的质量品质;最后产品通过锥形底盖汇集一起从出气口排出。

更进一步地,所述隔板包括隔板一和隔板二,隔板一和隔板二分别位于反应筒的上端和下端;所述隔板一和隔板二水平平行设置;所述隔板一密封连接在反应筒与筒体之间;所述隔板二为密封板或者筛孔板。

由于采用上述结构,隔板的密封安装,使得隔板与筒体、反应筒之间形成密闭空间,用于冷却机构作用,保证了冷却机构的冷却作用和良好的冷却效果。

本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器,所述冷却机构由筒体和冷却液组成;所述筒体围设在反应筒外侧,并与反应筒之间形成一定宽度的间隙;所述间隙用于填充冷却液;所述筒体的上端设有冷却液进口,筒体下端设有冷却液出口。

进一步地,所述所述冷却液进口和冷却液出口在两者所在横截面的对角上相对设置。

由于采用上述结构,冷却液进口和冷却液出口呈对角设置在筒体的轴向横截面上,使得冷却液进入该筒体与反应筒形成的间隙中后能最长时间的与反应筒接触,发挥冷却液的最长冷却时效,实现良好的冷却效果,同时也避免了冷却液的浪费,造成生产成本增加的问题。

本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器,所述转动装置包括转轴、转动轴承和驱动电机;所述转轴与反应筒上端连接,并伸出上壳体外与驱动电机连接;所述反应筒下端与下壳体通过转动轴承连接;所述转轴与上壳体之间也通过转动轴承连接;所述转轴通过联轴器连接至驱动电机。

由于采用上述结构,反应筒上端通过轴连接至驱动电机,转轴通过转动轴承与上壳体连接,反应筒下端锥形底盖连接的出气管道伸出下壳体,下壳体与出气管带也同样以转动轴承连接的方式连接;转动轴承的结构设计使得反应筒体可相对反应器本体在驱动机构的作用下以一定转动速度转动,从而与冷却液充分接触,实现良好的冷却效果,保证反应高效有序的反应。

本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器,所述转轴为通管结构,其上端口可通过密封装置闭合;所述转轴上还连接有补偿管道;所述补偿管道伸入反应筒;所述补偿管道上布满了若干散孔。

由于采用上述结构,补偿管道的通管结构设计,可在一定使用周期之后,拆卸转动装置后,通过转轴的开口想反应筒内补偿一定量的催化剂,延长了催化剂整体更换的周期时长,提高了本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器的工作生命时长,在保证催化剂充足的条件下,保证了反应合成的充分性,并间接地降低了生产成本。

本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器,所述反应器材质为耐腐蚀合金钢。

进一步地,所述耐腐蚀合金钢,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C:1.2%、Cr:13%、Ni:4.8%、Nb:1.0%、V:3.0%、Si:0.5%、Ti:11%、Cd:0.18%、Zr:0.1%、P≤0.05、S≤0.03、余量为Fe。

由于采用上述的耐腐蚀合金钢,本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器耐腐蚀较好,能保证反应器各个直接与反应物料接触结构部件不被腐蚀损坏,延长各零部件的使用寿命,保证了反应器的使用寿命,能有效的减少后续的成本投入。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

1、本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器,其结构简单,安装操作便捷,经济适用;

2、通过将反应筒设置为可转动结构,能有效的提高其散热效果,提高氯乙烯合成反应的合成效率;

3、本发明的乙炔法合成氯乙烯的反应器充分发挥固定床反应器的优势,所得氯乙烯产品质量佳;

4、该乙炔法合成氯乙烯反应器采用专门的耐腐蚀合金钢,耐腐性效果好,使用寿命长;

5、该反应器能在一定程度上补充催化剂,延长催化剂的使用和更换周期,降低了生产成本。

附图说明

图1本发明的一种乙炔法合成氯乙烯的反应器的结构示意图;

图中标记:1-反应器本体,2-上壳体,21-进气口,3-筒体,31-冷却液进口,32-冷却液出口,33-冷却液,4-下壳体,5-反应筒,51-进气孔,52-锥形底盖,53-底板,6-催化剂,7-转轴,71-补偿管道,72-散孔,8-转动轴承,9-出气口,10-联轴器,11-驱动电机,12-转动轴承,13-隔板一,14-隔板二。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明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发明,并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示,一种乙炔法合成氯乙烯的反应器,它包括反应器本体1、反应机构和冷却机构;反应器本体1上设有进气口21和出气口9;反应器本体1内是反应机构;反应器本体1上还设有冷却机构;反应器本体1由上壳体2、筒体3和下壳体4连接而成;上壳体2、筒体3和下壳体4从上至下依次连接,冷却机构位于反应器本体1和反应机构之间;反应机构上还连接有转动装置。

反应机构包括反应筒5和催化剂6;所述催化剂6填充在整个反应筒5内;所述反应筒5通过隔板架设在筒体3内。反应筒5上端有若干进气孔51,反应筒5下端通过锥形底盖52与出气口9连接;所述锥形底盖52与反应筒5的连接处还设有底板53。隔板包括隔板一13和隔板二14,隔板一13和隔板二14分别位于反应筒5的上端和下端;所述隔板一13和隔板二14水平平行设置;所述隔板一13密封连接在反应筒5与筒体3之间;所述隔板二14为密封板或者筛孔板。

冷却机构由筒体3和冷却液33组成;所述筒体3围设在反应筒5外侧,并与反应筒5之间形成一定宽度的间隙;所述间隙用于填充冷却液33;所述筒体3的上端设有冷却液进口31,筒体3下端设有冷却液出口32,其中,冷却液进口31和/或冷却液进出口32的可以为若干个,布置在筒体3上,同时注入冷却液对反应筒5进行冷却作用;且冷却液出口32也可设置在下壳体4上,本方案不限制冷却液进出口的位置和数量,仅以冷却液进口31和冷却液出口32在两者所在横截面的对角上相对设置的位置为例进行图示。

转动装置包括转轴7、转动轴承和驱动电机11;所述转轴7与反应筒5上端连接,并伸出上壳体2外与驱动电机11连接;所述反应筒5下端与下壳体4通过转动轴承12连接;所述转轴7与上壳体2之间也通过转动轴承8连接;所述转轴7通过联轴器10连接至驱动电机11。转轴7为通管结构,其上端口可通过密封装置闭合;所述转轴7上还连接有补偿管道71;所述补偿管道71伸入反应筒5;所述补偿管道71上布满了若干散孔72。

该乙炔法合成氯乙烯的反应器,反应器材质为耐腐蚀合金钢。所述耐腐蚀合金钢,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C:1.2%、Cr:13%、Ni:4.8%、Nb:1.0%、V:3.0%、Si:0.5%、Ti:11%、Cd:0.18%、Zr:0.1%、P≤0.05、S≤0.03、余量为Fe。

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

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