一种利于控制原料输入的乙醛酸反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工反应装置领域，更具体的说，涉及一种乙醛酸反应装置。
【背景技术】
[0002]乙醛酸是一种重要的精细化工原料和中间体，广泛应用于香料、医药、农药、造纸、涂料、油漆、皮革和食品添加剂等轻工产品的合成领域。目前，工业上较常用的化学合成方法主要有乙二醛硝酸氧化法、草酸电解还原法、马来酸(酐)臭氧氧化法三种。其中，乙二醛硝酸氧化法以其较低的成本和较成熟的技术，成为国内外生产厂家普遍采用的乙醛酸合成方法。
[0003]乙二醛硝酸氧化法是在盐酸等助剂的催化作用下，用硝酸作氧化剂选择性氧化乙二醛，生成主产物乙醛酸，并副产草酸。反应原理如下:
[0004]主反应方程式为:
[0005]3CH0-CH0+2HN03— 3CH0-C00H+2N0 丨 +H 20 ①
[0006]同时不可避免地因乙醛酸被进一步氧化而发生副反应，生成一定量的副产物草酸。副反应方程式为:
[0007]3CH0-C00H + 2HN03— 3H00C-C00H+2N0 丨 + Η 20 ②
[0008]目前主流的合成方法还引入空气(含约21%的02)参与反应，借助空气中的02将勵氧化为Ν02，Ν02进一步被水吸收反应，生成硝酸或亚硝酸而成为可回收利用的氧化剂，同时解决环境污染问题。这一转化过程主要发生如下反应:
[0009]2Ν0+02=2Ν02@
[0010]3Ν02+Η20 = 2HN03+ NO ④
[0011 ] 4N02+02+2H20 = 4HN03 ⑤
[0012]经文献检索和对同行业主要生产厂家调研，我们发现，现有的和目前已实现工业化的氧化反应设备和尾气吸收装置主要有以下共同特点:
[0013](1)氧化设备均为搪玻璃氧化釜，结构过于简单，不能满足氧化反应的需要，不能很好地适应工艺条件优化等要求；
[0014](2)尾气吸收设备大多采用填料塔水吸收，少数厂家伴有碱液吸收装置，以回收套用氧化剂硝酸并减排，但由于装置水平参差不齐，部分厂家并未实现达标排放的目标。
[0015](3)氧化设备和吸收设备的共同特点在于，设备过于简单化、单一化，未根据工艺自身的特性和氧化反应以及尾气回收治理的原理进行合理设计开发，普遍采用通用设备而非专用设备。
[0016]上述现有装置主要存在以下缺陷:
[0017]A、虽然引入了空气参与反应，但这主要是针对尾气吸收过程中将N0氧化为N02降低水吸收难度而引入的，空气的引入并没有给氧化反应本身造成多大有利影响，没有从源头上充分利用从釜中逸出的氧化剂来实现节能减排，因而尾气产生量较大，给环保造成了很大的压力；
[0018]B、大多采用在吸收塔末端连接引风机的设备流程，使反应釜和吸收塔整个系统在负压下运行，这会造成氧化釜中酸性气体的快速大量流失，且负压也不利于气体的水吸收，使解吸加剧，使硝酸的回收率严重下降，回收硝酸的浓度也较稀，致使吸收液总量加大，套用后多余部分不得不处理和排放，不利于节能减排；
[0019]C、通常采用的氧化反应温度为50-80°C，被负压抽出的气体温度高达40-60°C，未采取降温措施直接进入吸收系统，同时吸收过程中反应放热，使得吸收温度偏高，吸收处理效果不佳，不利于提高原料回收率和减排，且系统运行不够稳定，超标排放的现象时有发生；
[0020]D、对于原料的输入量无法很好的控制，常常发生反应物乙二醛或硝酸的反应量不对应，从而导致乙二醛或硝酸的量偏多，进而影响到最后的废液回收难度变大。
【实用新型内容】
[0021]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种有利于乙二醇和硝酸的反应更加完整的乙醛酸反应装置。
[0022]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:一种利于控制原料输入的乙醛酸反应装置，包括反应釜、尾气冷凝器、吸收塔、吸收液冷却器、吸收液循环栗，所述反应釜包括进气管和进料管，所述反应釜的尾气出口处设有尾气冷凝器，所述尾气冷凝器与吸收塔连通，所述吸收塔与所述吸收液冷却器通过所述吸收液循环栗组成冷却循环回路，所述装置还包括鼓风机，所述鼓风机与所述反应釜的进气管外端连接，所述进料管包括进料总管和与之相连的至少一个进料支管，所述进料支管内设有进料活塞，所述进料活塞上设有用于将物料从进料支管向进料总管方向流通的单向送料机构，所述进料支管还连接有用于控制进料活塞活动距离的控制装置。
[0023]本实用新型进一步设置为:所述控制装置包括转动轴，所述转动轴贯穿设于进料支管且受控于电机，所述转动轴穿设于进料支管内的部分设有曲部，所述曲部与进料活塞之间铰接有摆杆，所述摆杆与曲部的铰接处偏离转动轴的轴心。
[0024]本实用新型进一步设置为:所述进料支管的侧壁上设有用于安装密封轴承的安装孔，所述转动轴与密封轴承相配合。
[0025]本实用新型进一步设置为:所述单向送料机构包括贯穿进料活塞的贯穿通孔，所述贯穿通孔靠近进料总管的一侧设有铰接轴，所述铰接轴铰接有用于启闭该贯穿通孔的启闭件。
[0026]本实用新型进一步设置为:所述铰接轴上设有使得启闭件趋于关闭所述贯穿通孔趋势的扭力弹簧。
[0027]本实用新型进一步设置为:所述进气管和进料总管伸入反应釜内的一端管头封闭，所述管头的管壁上设有多个小孔。
[0028]本实用新型进一步设置为:所述吸收塔为串联的多级波纹填料吸收塔，所述各级塔分别通过所述吸收液循环栗与所述吸收液冷却器导通。
[0029]本实用新型进一步设置为:所述尾气冷凝器为列管式或搪玻璃片式换热器，降温介质为0_15°C冰盐水。
[0030]本实用新型进一步设置为:所述吸收液冷却器为耐强酸腐蚀的列管式换热器，降温介质为凉水塔提供的循环冷却水。
[0031]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0032]1、通过采用尾气冷凝器中的冰盐水进行降温，使反应釜气相逸出的气体冷凝回流至反应釜内，充分回收利用部分氧化剂并维持釜内氧化环境的稳定，从源头上充分回收利用从釜中逸出的氧化剂来实现节能减排。同时实现了尾气进入吸收塔前的预冷，有利于减轻管道、设备高温腐蚀老化，促进吸收过程正常进行。
[0033]2、通过在进料支管上设置了进料活塞和控制进料活塞活动距离的控制装置，当控制装置带动进料活塞往回运动的时候，物料都可以通过单向送料机构实现对物料的吸取，当控制装置带动进料活塞向前压送的时候，物料则能够通过进料活塞向进料总管运送，有利于对物料的输送量的控制，当设置两条进料支管的时候，有利于控制乙二醇和硝酸的进料量的输送，使得乙二醇和硝酸的反应配比更加精确，从而反应更加完全，有利于废液的处理。
【附图说明】
[0034]图1为本实施例的整体系统结构示意图；
[0035]图2为本实施例的进气总管、进气支管与控制装置的结构示意图；
[0036]图3为图2的A部放大图；
[0037]图4为图2的B部放大图；
[0038]图5为图4的C部放大图。
[0039]图中，1、反应爸；2、鼓风机；3、尾气冷凝器；4、吸收塔；5、吸收液循环栗；6、吸收液冷却器；71、第一进料支管；72、第二进料支管；8、进气阀；9、进气管；10、进料总管；11、搅拌器；12、夹套；13、蒸汽阀门；14、冷却水阀门；15、出料阀；16、出气阀；17、回收阀；18、冷却阀；19、吸收塔气体出口 ；20、电机；21、转动轴；22、曲部；23、进料活塞；24、摆杆；25、启闭件；251、铰接轴；252、扭力弹簧；26、贯穿通孔；27、密封轴承。
【具体实施方式】
[0040]参照图1对本实用新型一种利于控制原料输入的乙醛酸反应装置实施例做进一步说明。
[0041]反应釜1内设有进气管9、进料总管10和搅拌器11，进气管9和进料总管10