专利名称：釜外进料管釜联合反应工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种化工工艺方法，具体涉及的是化工生产过程中通过强化混合实现强化传质传热的反应设备及其使用方法。该发明也适用于只强化混合而无化学反应的过程。
背景技术：
化学反应过程是伴随着能量、质量、热量传递的过程。用于实现化学反应过程的设备称反应器或反应装置，常用的反应器为带有搅拌的釜式反应器。釜式反应器可用于间歇反应，也可用于连续反应。釜式反应器用于滴加进料的间歇反应时，釜内存在明显的局部过热(冷)及浓度分布不均；用于连续反应时，参与反应的物料在反应釜内的浓度分布和停留时间分布不均勻。釜式反应器用于有热量传递的反应过程时釜外设有夹套，夹套传热不能满足要求时，一般在釜内设置传热盘管以增加传热面积。但设置盘管增加传热面积的同时， 搅拌浆直径被迫减小，混合效果降低，传热系数变小，总体传热效果改变不明显。上述不足导致采用釜式反应器时产品质量及生产能力均受到影响。改善传统釜式反应器的传质与传热效果，克服釜内局部过热(冷)及浓度分布不均和停留时间分布不均，对提高反应器的生产能力、提高产品质量、提高生产过程的安全性具有十分重要的意义。
发明内容
本发明提供一种管釜联合反应工艺方法，改变参与反应物料的进料方式，使参与反应的物料在进料部位迅速混合并及时移走反应热，克服传统釜式反应器内浓度分布不均和局部过热的现象，在大幅提高传热面积的同时可显著提高传热效率。本发明的技术方案是
釜外进料管釜联合反应工艺方法，所用装置包括管式反应器、管釜连接管线、釜式反应器、釜管连接管线及各种附件，所述的工艺方法包括如下过程
a.一种或多种待反应物料加入釜式反应器搅拌混合后经釜管连接管线进入管式反应器，另一种或多种待反应物料由釜外进入管式反应器；釜内物料与釜外物料在管式反应器内边流动、边混合、边反应、边传热；物料流出管式反应器经管釜连接管线进入釜式反应器搅拌混合继续反应，釜式反应器内混合后的物料经釜管连接管线循环进入管式反应器继续与釜外进入管式反应器的待反应物料进行反应，直至釜外待反应物料全部经管式反应器进入釜式反应器；物料在系统内循环传质传热完成反应或停止物料在系统内循环只在釜式反应器内继续搅拌混合传质传热完成反应；
b.或待反应物料按比例由釜外进入管式反应器内边流动、边混合、边反应、边传热；流出管式反应器后经管釜连接管线进入釜式反应器内继续搅拌混合传质传热完成反应；或调整管式反应器的直径与长度使待反应物料按比例进入管式反应器内边流动、边混合、边反应、边传热，反应全部在管式反应器内进行；上述釜外进料管釜联合反应工艺方法，其物料在系统内流动的推动力由泵、位差或压强差提供；
上述釜外进料管釜联合反应工艺方法，其管式反应器为空管、管内设置化工填料或对流体起扰动作用的混合元件，或采用现有的静态混合器；管式反应器单台或多台联合使用； 管式反应器外设传热夹套；
上述釜外进料管釜联合反应工艺方法，适用于反应过程及需要混合的物理过程。本发明具有如下优点
1.本发明采用釜外进料，能及时移出进料部位的反应热或向进料部位供给热量，可克服传统釜式反应器进料部位局部过热或过冷的现象；
2.本发明反应物按比例进入反应器并迅速实现混合，可克服传统釜式反应器内物料浓度分布不均的现象；
3.本发明所用管式反应器可大幅增加传热面积和提高传热系数，传热效果好；
4.本发明可用于反应过程，也可用于需要混合物的物理过程；可用间歇生产过程，也可用于连续生产过程。
图1是有物料循环的釜外进料管釜联合反应工艺示意图； 图2是无物料循环的釜外进料管釜联合反应工艺示意图。
具体实施例方式实施例一
釜外进料管釜联合反应工艺包括反应装置及工艺方法，所用装置包括3台串联使用的管式反应器1、管釜连接管线2、釜式反应器3、釜管连接管线4及各种附件；二种待反应物料加入釜式反应器3搅拌混合后经釜管连接管线4进入管式反应器1，一种待反应物料由釜外进入管式反应器1，釜内物料与釜外物料在管式反应器1内边流动、边混合、边反应、边传热；物料流出管式反应器1经管釜连接管线2进入釜式反应器3搅拌混合继续反应，混合后的釜内物料经管釜连接管线4循环进入管式反应器1继续与釜外进入管式反应器1的物料进行反应，直至釜外待反应物料全部经管式反应器1进入釜式反应器3;物料在系统内循环传质传热完成反应，所用管式反应器为管内设置化工填料，管外设置夹套。实施例二
实施例二与实施例一不同之处在于釜外待反应物料全部经管式反应器1进入釜式反应器3后停止物料循环，只在釜式反应器3内继续搅拌混合完成反应。实施例三
实施例三与实施例一不同之处在于所用管式反应器1内设置对流体起扰动作用的旋螺片。实施例四
实施例四与实施例一不同之处在于三种待反应物料预先加入釜式反应器3内搅拌混合后经釜管连接管线4进入管式反应器1，二种待反应物料由釜外进入管式反应器1及所用的管式反应器1为带夹套的静态混合器。
实施例五
釜外进料管釜联合反应工艺包括反应装置及工艺方法，所用装置包括10台串联使用的管式反应器1、管釜连接管线2、釜式反应器3，二种待反应物料按比例进入管式反应器1 内边流动、边混合、边反应、边传热；物料流出管式反应器1经管釜连接管线2进入釜式反应器3搅拌混合继续反应至反应结束。所用管式反应器1内设置化工填料，外设夹套。实施例六
实施例六与实施例五不同之处在于所用管式反应器1为带夹套的静态混合器。实施例七
实施例七与实施例五不同之处在于调整管式反应器1的直径与长度，使二种(或多种) 反应物料进入管式反应器1内边流动、边混合、边反应、边传热，物料流出管式反应器1后经管釜连接管线2进入釜式反应器3内不再在釜式反应器3内继续进行搅拌混合反应或物料流出管式反应器1后反应结束。
权利要求
1.釜外进料管釜联合反应工艺方法，所用装置包括管式反应器、管釜连接管线、釜式反应器、釜管连接管线及附件，其特征在于所述的工艺方法包括如下过程一种或多种待反应物料加入釜式反应器(3)搅拌混合后经釜管连接管线(4)进入管式反应器(1)，另一种或多种待反应物料由釜外进入管式反应器(1);釜内物料与釜外物料在管式反应器内边流动、边混合、边反应、边传热；物料流出管式反应器(1)经管釜连接管线 (2 )进入釜式反应器(3 )搅拌混合继续反应，釜式反应器(3 )内混合后的物料经釜管连接管线(4)循环进入管式反应器(1)继续与釜外进入管式反应器(1)的待反应物料进行反应， 直至釜外待反应物料全部经管式反应器(1)进入釜式反应器(3);物料在系统内循环传质传热完成反应或停止物料在系统内循环只在釜式反应器(3)内继续搅拌混合传质传热完成反应；或待反应物料按比例由釜外进入管式反应器(1)内边流动、边混合、边反应、边传热； 流出管式反应器(1)后经管釜连接管线(2)进入釜式反应器(3)内继续搅拌混合传质传热完成反应；或调整管式反应器(1)的直径与长度使待反应物料按比例进入管式反应器(1) 边流动、边混合、边反应、边传热，反应全部在管式反应器内(1)内进行。
2.根据权利要求1所述的釜外进料管釜联合反应工艺方法，其特征在于物料在系统内流动的推动力由泵、位差或压强差提供。
3.根据权利要求1所述的釜外进料管釜联合反应工艺方法，其特征在于所用的管式反应器(1)为空管、管内设置化工填料或对流体起扰动作用的混合元件，或采用静态混合器；管式反应器(1)单台或多台联合使用；管式反应器(1)外设传热夹套。
全文摘要
釜外进料管釜联合反应工艺方法，涉及一种化工过程的生产装置及其使用方法，装置包括管式反应器、管釜连接管线、釜式反应器、釜管连接管线及各种附件；管式反应器为空管、管内设置化工填料或对流体起扰动作用的混合元件，或采用静态混合器；其使用方法为待反应物料进入管式反应器边流动、边混合、边反应、边传热，流出管式反应器的物料再进入釜式反应器内继续反应；釜式反应器内物料循环进入管式反应器完成反应；调整管式反应器的直径与长度可使反应只在管式反应器内进行。该反应装置使参与反应的物料在进料部位迅速混合并及时移走反应热，可克服传统釜式反应器内浓度分布不均和局部过热。
文档编号B01J19/00GK102350287SQ20111027474
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者吴剑华 申请人:吴剑华, 沈阳化工大学