专利名称：自动溢流的连续硝化系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工反应设备领域，具体涉及一种自动溢流的连续硝化系统。
背景技术：
芳香族硝基化合物是一类非常重要的有机化工原料，广泛应用于农药、医药、炸药、染料、化纤及橡胶等产品的工业生产，需求量极大。工业上，芳香族硝基化合物一般是通过芳烃的亲电硝化进行生产，通常以浓硝酸与浓硫酸的混酸为硝化试剂。混酸硝化一般在釜式反应器中进行。目前，公知的硝化装置主要有两种型式:带盘管的釜式硝化器和带外循环列管式换热器的消化器。前者存在着换热面积小的缺点，换热能力弱，而硝化反应通常是强放热反应，使得生产能力小，反应热难以移除，严重时甚至引起爆炸；后者的结构复杂，循环量较小，硝化物料混合效果并不理想。公开号为CN20259080IU的中国专利公开了一种用于CLT酸生产的硝化反应釜，包括反应室，所述反应室顶部和底部分别设有原料进口和物料出口，所述反应室内垂直设有由动力装置驱动的搅拌轴，所述搅拌轴上设有双层翼型轴流式搅拌器，所述双层翼型轴流式搅拌器包括分别设置于所述搅拌轴中部和底部的上层翼型轴流式搅拌器和下层翼型轴流式搅拌器。该反应器是一种间歇式反应器。间歇硝化的过程一般如下:低温下向装有发烟硝酸的反应釜内滴加发烟硫酸配置硝硫混酸体系，而后缓慢加入芳烃化合物。刚开始滴加发烟硫酸时，有时釜内硝酸量不足以浸没搅拌桨，物料得不到充分搅拌，流动状况差，与盘管、换热夹套热交换效果不理想，不利于控制温度。采用间歇式反应器进行反应时，不能使硝化反应连续进行，反应效率不高。
实用新型内容本实用新型提供了一种自动溢流的连续硝化系统，采用该连续硝化系统进行硝化反应时，可以实现硝化反应的连续进行，提高硝化反应的效率。一种自动溢流的连续硝化系统，包括至少三台依次串联的溢流硝化器；所述溢流硝化器设有原料进口和溢流口，每台溢流硝化器通过管道将溢流口与下一台溢流硝化器的原料进口相连。本实用新型中，将多台溢流硝化器进行串联起来，硝化反应在一台溢流硝化器中进行后，再进入下一台溢流硝化器中继续进行硝化反应，使硝化反应能够在各台溢流硝化器依次连续进行，硝化产物连续生成，提高了硝化反应的效率。作为优选，各溢流硝化器的安装高度按照串联的次序依次降低，此时，在上一台溢流硝化器溢流口流出的液体在重力的作用下，自然地流至下一台溢流消化器。作为优选，相邻的两台溢流硝化器之间，高度差为20 150cm，该高度范围有利于控制反应物料在相邻两台溢流硝化器之间的流动速度，使流速能保持在合适的范围之内，以有利于硝化反应的发生。作为优选，所述溢流硝化器包括带有顶部开口的反应室，以及与所述顶部开口相配合的上盖，所述上盖带有观察窗，通过每一台溢流硝化器设置的观察窗，可以方便地观察反应室中的反应物料的状态。作为优选，所述的反应室的外围带有换热夹套；换热夹套底部设有换热介质入口，上部设有换热介质出口，通过向换热夹套的换热介质入口中通入换热介质，可以控制溢流硝化器的反应温度，防止反应温度太高引起副反应的发生。作为优选，每台溢流硝化器通过管道将换热介质入口与下一台溢流硝化器的换热介质出口相连通，采用该种连接方式可以使整个连续硝化系统的管道连接更加合理，节省所占用的空间。同现有技术相比，本实用新型的有益效果:(I)将多台溢流硝化器连接成一个系统，使硝化反应在不同的反应器中连续地进行，提闻硝化反应的效率；(2)通过调节相邻两台溢流硝化器之间的高度差，可以对流经各台溢流硝化器之间的反应物料的流速进行较好地控制；(3)将各台溢流硝化器的冷凝系统连成一体，节省了整个系统占用的空间。
图1为本实用新型的自动溢流的连续硝化系统的溢流硝化器的结构示意图；图2为本实用新型的连续硝化系统的结构示意图；图中，1:溢流硝化器；2:反应室；3:上盖；4:换热夹套；5:原料进口 ；6:溢流口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的自动溢流的连续硝化系统做进一步的描述。由如图1所示的溢流硝化器I的结构示意图可知，该溢流硝化器I包括顶部开口的反应室2，用于封闭反应室2顶部开口的上盖3和包裹反应室2外表面的换热夹套4。该溢流硝化器I还包括搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴和驱动搅拌轴的搅拌电机，在上盖3的中心部位开口并设置有轴座，搅拌电机固定在轴座上，搅拌轴的下端伸入反应室2的下部，在其下端安装有搅拌桨。在上盖3上接近上盖3边沿区域处开设有原料进口 5，该溢流硝化器I还包括一根进料管道，进料管道穿过原料进口 5伸入到反应室2的底部，通过该进料管道可以将原料送入反应室2的底部进行反应。在反应室2的侧壁上部开设有溢流口 6，在溢流口 6下方设置有挡流板，挡流板的底端焊接于反应室2内壁溢流口 6下方10 15cm处，向斜上方延伸，与竖直方向的夹角为30 60° ,挡流板的顶端高出溢流口 6的上端10 15cm。在反应室2的外表面包裹有换热夹套4，换热介质入口开在反应室2的底部，换热介质出口开在反应室2的上部。冷凝水从换热介质入口进入换热夹套4,换热后从换热介质出口尚开。为了进一步加快硝化反应的热量转移，在反应室2内部还设有换热盘管，相应地在反应室2的侧壁上开设有盘管入口和盘管出口，其中，盘管入口开设在反应室2下部，盘管出口开设在反应室2侧壁上，在盘管入口和出口处都设有冷凝水管道。为了观测硝化釜内反应的状况，在上盖3上还开设有观察窗。由如图2所示的连续硝化系统的结构示意图可知，该连续硝化系统包括三台依次串联的溢流硝化器1，每台溢流硝化器I设有原料进口 5和溢流口 6，并且每台溢流硝化器I通过管道将溢流口 6与下一台溢流硝化器I的原料进口 5相连。这三台溢流硝化器I的安装高度按照串联的次序依次降低，其中相邻的两台溢流硝化器I之间，高度差为60cm，采用该高度差时，反应物料在两台溢流硝化器I之间的流速比较合适，不会太高也不会太低，与硝化反应的速度正好相适应。每台溢流硝化器I通过管道将换热介质入口与下一台溢流硝化器I的换热介质出口相连通(图中未画出)，采用该种连接方式时，换热介质与反应物料的流向相反，整个换热体系与物料呈逆流状态，此时，可以提高换热效率，而且将各个溢流硝化器I的夹套连成一体，有利于节省空间。在进行硝化反应时，向换热盘管和换热夹套4中通入冷凝水,然后从进料管道将反应物料送入第一台溢流硝化器I的反应室2底部，在搅拌桨的搅拌下，发生硝化反应，随着反应的进行，不断通入反应物料，反应得到的物料从反应室2底部上升，绕过挡流板，从溢流口 6流出；从溢流口 6流出的反应物料进入第二台溢流硝化器I继续进行反应，在该溢流硝化器I中反应物料的运动过程与第一个反应室2相同，反应物料从该溢流硝化器I的溢流口 6流出；从第二个溢流硝化器I的溢流口 6流出的反应物料进入第三个溢流硝化器I进行反应；通过调节第一个溢流硝化器I中通入的反应物料的速率，可以控制反应进行的程度，连续通入反应物料，可以实现硝化反应的连续进行。以上所述的具体实施方式
对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种自动溢流的连续硝化系统，其特征在于，包括至少三台依次串联的溢流硝化器(I)； 所述溢流硝化器(I)设有原料进口(5)和溢流口(6)，每台溢流硝化器(I)通过管道将溢流口(6)与下一台溢流硝化器(I)的原料进口(5)相连。
2.根据权利要求1所述的自动溢流的连续硝化系统，其特征在于，各溢流硝化器(I)的安装高度按照串联的次序依次降低。
3.根据权利要求2所述的自动溢流的连续硝化系统，其特征在于，相邻的两台溢流硝化器(I)之间，高度差为20 150cm。
4.根据权利要求3所述的自动溢流的连续硝化系统，其特征在于，所述溢流硝化器(I)包括带有顶部开口的反应室(2)，以及 与所述顶部开口相配合的上盖(3)，所述上盖(3)带有观察窗。
5.根据权利要求4所述的自动溢流的连续硝化系统，其特征在于，所述的反应室(2)的外围带有换热夹套(4)； 换热夹套(4)底部设有换热介质入口，上部设有换热介质出口。
6.根据权利要求5所述的自动溢流的连续硝化系统，其特征在于，每台溢流硝化器(I)通过管道将换热介质入口与下一台溢流硝化器(I)的换热介质出口相连通。
专利摘要本实用新型公开了一种自动溢流的连续硝化系统，包括至少三台依次串联的溢流硝化器；所述溢流硝化器设有原料进口和溢流口，每台溢流硝化器通过管道将溢流口与下一台溢流硝化器的原料进口相连。该连续硝化系统将多台溢流硝化器进行串联起来，硝化反应在一台溢流硝化器中进行后，再进入下一台溢流硝化器中继续进行硝化，使硝化反应能够在各台溢流硝化器依次连续进行，硝化产物连续生成，提高了硝化反应的效率。
文档编号C07C201/08GK203155229SQ201320213629
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者王满, 冯应江, 吕虎, 徐金鹏 申请人:上虞颖泰精细化工有限公司