一种烷化反应釜的制作方法

文档序号:4960697阅读:287来源:国知局
一种烷化反应釜的制作方法
【专利摘要】一种烷化反应釜属于化学反应装置【技术领域】,具体涉及一种应用于烷化反应的反应釜。本实用新型提供一种异丁烯分布均匀,节约能源,便于控制温度的烷化反应釜。本实用新型包括的特征在于:筒体下半部和底部表面盘绕设置有蒸汽加热半管,所述筒体表面位于蒸汽加热半管上方盘绕设置有循环水降温半管;所述筒体内设置有降温内盘管,所述搅拌轴设置于所述降温内盘管的中心;所述筒体上设置有苯酚加料口和异丁烯加料口,筒体上部侧方设置有催化剂加入口;所述异丁烯加料口同筒体内靠近筒壁的插底管相连,插底管的下端设置有螺旋管状的异丁烯分布器,异丁烯分布器上均布有通孔;所述异丁烯分布器同所述搅拌叶相对应。
【专利说明】一种烷化反应釜

【技术领域】
[0001]本实用新型属于化学反应装置【技术领域】,具体涉及一种应用于烷化反应的反应釜。

【背景技术】
[0002]众所周知,烷基苯酚是指苯酚环上的氢原子被一个或多个相同或不同的烷基取代而得到的化合物,它是制造各种酚醛树脂、非离子型表面活性剂、各种聚合物添加剂的主要原料,它也用做生产橡胶防老剂和塑料的抗氧化剂。
[0003]工业生产中一般采用苯酚、甲酚或二甲酚与各种烯烃反应,通过采用不同的催化剂来定位,生产出不同的烷酚苯酚。
[0004]以2,6_ 二叔丁基苯酚(简称26-酚)为例,其烷化反应生产过程可表述为:烷化反应釜内先加入少量的苯酚及一定量的铝屑,在一定条件下,铝屑与苯酚反应生成苯酚铝,它即为该烷化反应的催化剂。
[0005]之后,一次性加入一釜反应所需要的苯酚,在一定时间内通入所需量的异丁烯进行烷基化反应。该反应过程中,反应温度、异丁烯通烯速度及其插底出口异丁烯的分布均匀度的控制极为重要,过低的反应温度反应不完全,而过高的反应温度导致副产物增加,能量消耗增加。而异丁烯分布不均匀,气泡大会降低异丁烯与苯酚的接触表面积,大量的异丁烯汇集于液体表面,导致釜内压力增加,反应时间增长。因此,烷化反应釜的供热、冷却及分布器的形式对反应温度控制、反应时间、能源节约十分关键。
[0006]现有的烷化反应釜的供热,采用的是烷化釜物料段整体外半管伴热式蒸汽加热,该供热方式对于26-酚的烷化反应有几点缺陷:①催化剂制备期间,苯酚投入量仅为所需苯酚量的十之一或更少,反应温度最高可达170°C,所需热量由整体外半管伴提供,大部分的加热段在物料表面之上,汽化的苯酚与物料以上的加热伴管接触而无法返回到物料中,温度控制难度较大,且频繁的冷却降温、升温耗费了大量的蒸汽能源;②催化剂制备完毕后,先加入一釜所需的苯酚,于一定温度及时间内开始连续通异丁烯进行烷化反应。该反应具有反应压力高的特点,要求最高压力小于1.2Mpa,而釜内物料的液位,随着通烯时间的增加逐渐上升。在反应初期,大部分的伴热管在物料液面以上,通入釜内未反应的苯酚、异丁烯与伴热管接触后,更会增大其压力,最高可达1.5Mpa以上,同样存在温度控制不稳及频繁的冷却降温升温耗费了大量的能源的现象。
[0007]另外,现有的烷化反应釜,异丁烯是通过底部的异丁烯插底管出口直接进入到釜底,由于分布不均匀,异丁烯与苯酚的接触表面积小,大量的异丁烯以气泡的形式由釜底上升到液体表面,导致釜内压力增加,反应时间增长。


【发明内容】

[0008]本实用新型就是针对上述问题,提供一种异丁烯分布均匀,节约能源,便于控制温度的烷化反应釜。
[0009]为实现本实用新型的上述目的,本实用新型采用如下技术方案,本实用新型包括筒体,筒体上端设置有搅拌传动系统,筒体内设置有与搅拌传动系统相连的搅拌轴,搅拌轴的端部设置有搅拌叶,筒体底部设置有出料口,其特征在于:所述筒体下半部和底部表面盘绕设置有蒸汽加热半管,所述筒体表面位于蒸汽加热半管上方盘绕设置有循环水降温半管;所述筒体内设置有降温内盘管,所述搅拌轴设置于所述降温内盘管的中心;所述筒体上设置有苯酚加料口和异丁烯加料口,筒体上部侧方设置有催化剂加入口 ;所述异丁烯加料口同筒体内靠近筒壁的插底管相连,插底管的下端设置有螺旋管状的异丁烯分布器,异丁烯分布器上均布有通孔;所述异丁烯分布器同所述搅拌叶相对应。
[0010]作为本实用新型的一种优选方案,所述异丁烯分布器设置为中心低外侧高的螺旋管。
[0011]作为本实用新型的另一种优选方案,所述蒸汽加热半管的上端为进汽口,蒸汽加热半管位于筒体底部的一端设置为出汽口 ;所述循环水降温半管的上端设置为循环水入口,循环水降温半管的下端设置为循环水出口 ;所述降温内盘管的降温进口设置于筒体上半部的侧方;所述降温内盘管的降温出口设置于筒体底部。
[0012]本实用新型的有益效果:由于采用了上述技术方案,筒体下侧蒸汽加热半管对筒体下半部进行加热保证了反应所需热量,筒体上侧循环水降温半管进行降温保证了汽化的苯酚、异丁烯接触筒体内壁后,迅速冷却成液体,使筒体内压强保持稳定,易于对筒体内压强和温度的控制;而且冷却后的液体会进一步参与到反应当中去,提高反应效率;筒体内的降温内盘管通入循环冷却水保证了整体物料的温度降温控制,新增加的异丁烯分布器有效地将异丁烯均匀分布于反应液中,加快了反应速度,缩短了反应时间。
[0013]本实用新型可对釜内物料的温度进行有效的控制。本实用新型的使用提高了反应过程温度控制的精度、降低了控制难度、提高了反应液的转化率及收率,并降低了蒸汽的消耗量。
[0014]另外,通过将异丁烯分布器设置为中心低外侧高的螺旋管,因其与搅拌叶相对应,当异丁烯由螺旋管的通孔处加入到筒体内时,搅拌叶搅动的液体可以更好的与异丁烯混合,进一步提闻反应效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
[0016]图2是本实用新型异丁烯分布器的结构示意图。
[0017]附图中I为出汽口、2为出料口、3为降温出口、4为异丁烯分布器、5为支架、6为搅拌叶、7为蒸汽加热半管、8为搅拌轴、9为循环水出口、10为插底管、11为循环水降温半管、12为进汽口、13为循环水入口、14为降温内盘管、15为降温进口、16为催化剂加入口、17为筒体、18为人孔、19为异丁烯加料口、20为苯酚加料口、21为搅拌传动系统、22为通孔。

【具体实施方式】
[0018]本实用新型包括筒体17,筒体17上端设置有搅拌传动系统21,筒体17内设置有与搅拌传动系统21相连的搅拌轴8,搅拌轴8的端部设置有搅拌叶6,筒体17底部设置有出料口 2,其特征在于:所述筒体17下半部和底部表面盘绕设置有蒸汽加热半管7,所述筒体17表面位于蒸汽加热半管7上方盘绕设置有循环水降温半管11 ;所述筒体17内设置有降温内盘管14,所述搅拌轴8设置于所述降温内盘管14的中心;所述筒体17上设置有苯酚加料口 20和异丁烯加料口 19,筒体17上部侧方设置有催化剂加入口 16 ;所述异丁烯加料口 19同筒体17内靠近筒壁的插底管10相连,插底管10的下端设置有螺旋管状的异丁烯分布器4,异丁烯分布器4上均布有通孔22 ;所述异丁烯分布器4同所述搅拌叶6相对应。
[0019]作为本实用新型的一种优选方案,所述异丁烯分布器4设置为中心低外侧高的螺旋管。
[0020]所述异丁烯分布器4上设置有与筒体17内壁相连的支架5。
[0021]作为本实用新型的另一种优选方案,所述蒸汽加热半管7的上端为进汽口 12,蒸汽加热半管7位于筒体17底部的一端设置为出汽口 I ;所述循环水降温半管11的上端设置为循环水入口 13,循环水降温半管11的下端设置为循环水出口 9 ;所述降温内盘管14的降温进口 15设置于筒体17上半部的侧方;所述降温内盘管14的降温出口 3设置于筒体17底部。
[0022]所述筒体17上方设置有人孔18 ;便于操作人员进入筒体17内进行维修和维护。
[0023]下面结合【专利附图】
附图
【附图说明】本实用新型的一次动作过程:当制备催化剂所需的苯酚、铝屑通过苯酚加料口 20、催化剂加入口 16加入到烷化反应釜的筒体17内后,启动搅拌传动系统21。通过控制筒体17下侧外的蒸汽加热半管7的进汽口 12和出汽口 I的开度,来控制反
应所需温度。
[0024]同时,通过设于筒体17上侧的循环水降温半管11的循环水入口 13及循环水出口9的开度来冷却汽化的苯酚。当反应温度过高时,通过控制设于筒体17上侧的降温内盘管14的降温进口 15及筒体17下部的降温出口 3的开度,由循环冷却水将物料温度冷却至反应温度范围内。
[0025]催化剂制备完毕后,将一批反应所需苯酚通过苯酚加料口 20 —次性加入到烷化反应釜筒体17内,通过控制筒体17下侧外的蒸汽加热半管7的进汽口 12和出汽口 I的开度,来控制反应所需温度。
[0026]当温度过高时,通过控制设于筒体17上侧的降温内盘管14的降温进口 15及筒体17下部的降温出口 3的开度,由循环冷却水将物料温度冷却至反应温度范围内。
[0027]这时开始通异丁烯进行烷化反应。通异丁烯进行烷化反应之前,由于筒体17内物料液位较低及通异丁烯量较多,会有大量的异丁烯及部分苯酚以气体的形式存在于筒体17内物料上部,因此,筒体17上侧的循环水降温半管11仍处于开启状态,以冷却汽化的异丁烯及苯酚。
[0028]异丁烯通过设于筒体17上盖的异丁烯加料口 19进入,并经与插底管10相连的设于筒体17内底部异丁烯分布器4的通孔22排出,在搅拌叶6的搅拌分散作用下均匀地进入到筒体17内反应液中,在催化剂的存在下,开始与苯酚进行烷化反应。
[0029]随着反应的进行及异丁烯连续的加入,筒体17内物料液面不断上升。当物料液面超过筒体17下侧的蒸汽加热半管7,反应已不是很剧烈,并温度控制已趋于稳定时,关闭筒体17上侧的循环水降温半管11。之后,通过控制筒体17外蒸汽加热半管7来控制反应所需温度。
[0030]当反应温度过高时,通过控制降温内盘管14的降温进口 15和降温出口 3开度将物料温度控制至反应温度范围内。反应结束后,将物料通过设于反应筒体17底部的出料口2压出,进入到下一步的工序中。
[0031]上述过程达到了精确控制烷化反应过程的温度控制、降低了控制难度、提高了反应液的转化率及收率,并降低了蒸汽的消耗量。
[0032]可以理解的是,以上关于本实用新型的具体描述,仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种烷化反应釜,包括筒体(17),筒体(17)上端设置有搅拌传动系统(21),筒体(17)内设置有与搅拌传动系统(21)相连的搅拌轴(8),搅拌轴(8)的端部设置有搅拌叶(6),筒体(17)底部设置有出料口(2),其特征在于:所述筒体(17)下半部和底部表面盘绕设置有蒸汽加热半管(7),所述筒体(17)表面位于蒸汽加热半管(7)上方盘绕设置有循环水降温半管(11);所述筒体(17)内设置有降温内盘管(14),所述搅拌轴(8)设置于所述降温内盘管(14)的中心;所述筒体(17)上设置有苯酚加料口(20)和异丁烯加料口( 19),筒体(17)上部侧方设置有催化剂加入口( 16);所述异丁烯加料口( 19)同筒体(17)内靠近筒壁的插底管(10)相连,插底管(10)的下端设置有螺旋管状的异丁烯分布器(4),异丁烯分布器(4)上均布有通孔(22);所述异丁烯分布器(4)同所述搅拌叶(6)相对应。
2.根据权利要求1所述的一种烷化反应釜,其特征在于:所述异丁烯分布器(4)设置为中心低外侧高的螺旋管。
3.根据权利要求2所述的一种烷化反应釜,其特征在于:所述异丁烯分布器(4)上设置有与筒体(17)内壁相连的支架(5)。
4.根据权利要求1所述的一种烷化反应釜,其特征在于:所述蒸汽加热半管(7)的上端为进汽口( 12),蒸汽加热半管(7)位于筒体(17)底部的一端设置为出汽口( I);所述循环水降温半管(11)的上端设置为循环水入口(13),循环水降温半管(11)的下端设置为循环水出口(9);所述降温内盘管(14)的降温进口(15)设置于筒体(17)上半部的侧方;所述降温内盘管(14)的降温出口(3)设置于筒体(17)底部。
5.根据权利要求1所述的一种烷化反应釜,其特征在于:所述筒体(17)上方设置有人孔(18)。
【文档编号】B01J19/18GK204017839SQ201420451323
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】张再明, 玄永强, 杨文华, 孙树樨, 赵金豹 申请人:辽宁鼎际得石化股份有限公司
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