专利名称：烷基化反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种烷基化反应器，特别是关于一种用于苯胺及其衍生物烷基化的反应器。
背景技术：
苯胺或苯胺类产品烷基化可制得一系列产品。如苯胺和乙烯反应制2，6-二乙基苯胺(DEA)，邻甲苯胺和乙烯反应制2-甲基，6-乙基苯胺(MEA)，苯胺和丙烯反应制2，6-二异丙基苯胺(DIPA)，邻甲苯胺和丙烯反应制2-甲基，6-异丙基苯胺(MIPA)，邻甲苯胺和异丁烯反应制2-甲基，6-叔丁基苯胺(MTBA)等。
上述产品是合成除草剂—甲草胺、乙草胺、丁草胺的重要中间体，还可用来制造杀虫剂和植物生长调节剂。同时也是医药和染料工业的中间体。此外还可用作汽油的抗凝剂、橡胶抗臭氧剂，与甲醛的缩合产品是聚氨脂、环氧树脂的交联剂、扩链剂等。
苯胺烷基化反应主要采用卤化铝、卤化烷基铝、酰替苯胺铝等作为催化剂，在温度为300～350℃、压力为3.9～7.0MPa的条件下进行。由于苯胺烷基化反应是一种气液两相的反应。除了催化剂、温度、压力等因素外，气液两相接触的好坏也是影响反应速度的重要因素之一。搅拌釜反应器的反应主要集中在反应器的液面上，需要通过搅拌浆搅拌液体，不断地更新液面来增加气液两相的接触机会，以达到加快反应速度的目的。随着反应器的增大，搅拌的强度和效果也在逐步下降。其次为防止泄漏，反应釜采用磁力搅拌器，其内部结构比较复杂，维修量大。另外受搅拌釜结构的限制，搅拌釜的外形一般都比较矮胖，对于压力容器来说，同样压力等级的壁厚矮胖型的比瘦长型的要厚得多，当反应器做大后就会因为壁厚太厚而显得不很经济。
在《辽宁化工》杂志1999年第3期的“2-甲基-6-乙基苯胺生产装置工艺设计”文章中提到，有一种新工艺中提及喷雾式的分散液相气相接触反应器，克服了以上缺点，其工艺特点是将液体经喷射器，以细小的雾状分散到气相中，从而大大地增加了汽液接触的面积，使反应处于十分有利的动力学条件下。故反应速度快，生产周期短，设备生产能力大，且因无搅拌，系统运行安全可靠。但该工艺设备的结构较复杂，操作较麻烦。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述文献中存在的设备结构较复杂，操作较麻烦的缺点，提供一种新的烷基化反应器。该反应器具有结构简单，操作方便，用于苯胺类烷基化反应时，气液接触效果好，生产效率高的特点。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下一种烷基化反应器，包括壳体、进料口、出料口和换热设备，进料口在反应器上部，出料口在反应器下部，换热设备位于壳体内下部，换热设备上面有一混合管，一喷嘴深入混合管上端，在混合管上部，喷嘴下端点之上部位开有一气口。
上述技术方案中，换热设备优选方案为夹套盘管，混合管的设置为轴向设置，且呈文丘里管结构。
本实用新型中，由于烷基化反应器内设置了一混合管，混合管内又带有喷嘴及开有一气口，且喷嘴下端点位于气口之下。当喷嘴在混合管内喷射液相物料时，会在混合管内自动形成负压，使气相物料源源不断地被自动吸入混合管内，从而强化了气液接触效果，达到加快反应速度，提高生产效率的目的，在反应器外设置外循环，将使气液混合接触效果更加，取得了较好的技术效果。
图1为本实用新型的反应器简图。
图1中，1为反应器，2为液相料进口，3为喷嘴，4为混合器混合管，5为夹套盘管，6为气相料进口，7为混合器混合管气相进口，8为产物出料口，9为泵。
图1中烷基化反应器用于苯胺类产品烯烃烷基化的操作如下先将原料苯胺类产品和催化剂装入反应器1中，由一台循环泵9将反应器内的液体抽出，再打回反应器形成循环。当物料温度升到反应所需的温度时，注入高压烯烃，汽液两相在汽液混合器中充分的混合并发生反应，一直到反应终点。反应产生的热量由反应器夹套和盘管5中的载热油带出。
本发明的反应器1内设置一个汽液混合器，该混合器是根据喷射器的原理制成的。具有一定压力的液体从混合器的喷嘴3里以高速射流喷出，由于高速射流对周围气体具有粘滞和卷吸效应，混合器周围的烯烃便源源不断地被吸进混合器中。汽液两相在混合器混合管4狭小的空间里得到充分的接触，使反应处于十分有利的动力学条件下。部分气体和液体在混合器中发生反应，然后一起排回液体中，后面液体在循环泵的作用下不断补充进入混合器，循环次数每小时达数次或十几次。液体产品浓度逐渐增大，直至反应结束。
由于该反应的速度取决于循环量的大小，反应器不需要搅拌装置，反应器结构大为简化，系统运行安全可靠。反应器可设计成类似一个容器。并且反应器的形状也可设计成瘦长型，这对于压力容器来讲，是比较经济的。
另外在反应器内可设置较多的换热盘管5，这不仅缩短了加热和降温的时间，而且可及时撤出快速反应时产生的大量热量，为提高反应速度提供保证。
循环泵9的操作条件是操作温度为300～350℃，操作压力为4.5～6.0MPa，扬程为30～50米，每小时流量为每批反应量的5～15倍(即每小时液体的循环次数为5～15次)。
使用本实用新型的烷基化反应器，可以明显加快反应速度。并可以简化反应器结构，便于制作与操作。还可以增加换热面积，缩短反应周期，提高生产效率。可以用于大型苯胺烷基化的生产装置以及其它类似的汽液相反应生产装置上。
下面通过实施例对本实用新型作进一步的阐述。
具体实施方式
实施例1用本实用新型的反应器生产2，6-二乙基苯胺(DEA)。反应器直径为φ1200毫米，直筒体高度为5000毫米，壁厚为46毫米，换热面积30米2。全容积为6.6米3，每批可生产4000千克产品。设计温度为325℃，设计压力为6.5MPa，液体循环量为50米3/小时，混合器前后压差大于0.2MPa。实际操作结果升温3小时，反应6小时，降温3小时。比较例1用5米3搅拌反应釜生产2，6-二乙基苯胺。反应器直径φ1700毫米，直筒体高度为2500毫米，壁厚为42毫米，换热面积15米2，每批可生产4000千克产品。设计温度为325℃，设计压力为4.5MPa，搅拌浆转速为105转/分。实际操作结果升温5小时，反应12小时，降温6小时。
权利要求1.一种烷基化反应器，包括壳体、进料口、出料口和换热设备，进料口在反应器上部，出料口在反应器下部，换热设备位于壳体内下部，其特征在于在反应器内，换热设备上面有一混合管，一喷嘴深入混合管上端，在混合管上部，喷嘴下端点之上部位开有一气口。
2.根据权利要求1所述烷基化反应器，其特征在于换热设备为夹套盘管。
3.根据权利要求1所述烷基化反应器，其特征在于混合管轴向设置，且呈文丘里管结构。
专利摘要本实用新型涉及一种烷基化反应器,主要解决以往文献中存在设备结构较复杂,操作较麻烦的问题。本实用新型通过采用在烷基化反应器内设置一混合管,混合管内带有一喷嘴深入其内,喷嘴下端点之上部位开有气口的技术方案,较好地解决了该问题,可广泛用于苯胺类产品的烷基化反应中。
文档编号B01J19/26GK2508851SQ01254679
公开日2002年9月4日 申请日期2001年11月14日 优先权日2001年11月14日
发明者胡力智, 孙翟宗 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院