一种管道反应釜的制作方法

本发明涉及一种管道反应釜。

背景技术：

反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等领域，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等。现有的反应釜为了适应工业化大规模生产，一般体积庞大，占地面积大，反应温度上升或下降速度慢，反应釜内含固量不能高于50％，反应速率比较慢，反应时间长，大大制约了生产效率。

因此，设计一款反应时间短、反应效率高、体积小的管道反应釜，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种管道反应釜，解决现有技术反应釜体积大占用空间大、反应时间长及速率慢的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种管道反应釜，包括由下至上依次分布并顺序连通的第一反应管道组、第二反应管道组、第三反应管道组和第四反应管道组；

所述第一反应管道组包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的输料管、第一反应管、第二反应管、第三反应管和第四反应管，所述输料管的自由端设有第一进料口，并且所述第一进料口处设有用于通过所述第一进料口为所述输料管内泵入待反应物料的第一送料泵，所述第一反应管的入料端设有第二进料口，并且所述第二进料口处设有用于通过所述第二进料口为所述第一反应管内泵入待反应物料的第二送料泵，所述第三反应管的入料端设有第三进料口，并且所述第三进料口处设有用于通过所述第三进料口为所述第三反应管内泵入待反应物料的第三送料泵；

所述第二反应管道组包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的第五反应管、第六反应管、第七反应管、第八反应管和第九反应管，所述第五反应管的入料端设有第四进料口，并且所述第四进料口处设有用于通过所述第四进料口为所述第五反应管内泵入待反应物料的第四送料泵，所述第七反应管的入料端设有第五进料口，并且所述第五进料口处设有用于通过所述第五进料口为所述第七反应管内泵入待反应物料的第五送料泵，所述第五反应管与所述第四反应管连接；

所述第三反应管道组包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的第十反应管、第十一反应管、第十二反应管、第十三反应管和第十四反应管，所述第十反应管与所述第九反应管连接；

所述第四反应管道组包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的第十五反应管、第十六反应管、第十七反应管、第十八反应管和第十九反应管，所述第十五反应管与所述第十四反应管连接，所述第十七反应管的入料端设有第六进料口，并且所述第六进料口处设有用于通过所述第六进料口为所述第十七反应管内泵入待反应物料的第六送料泵，所述第十九反应管的自由端设有出料球阀，并且所述第十九反应管的自由端端口还连接有出料管；

所述第一反应管、所述第二反应管、所述第三反应管、所述第四反应管、所述第五反应管、所述第六反应管、所述第七反应管、所述第八反应管、所述第九反应管、所述第十反应管、所述第十一反应管、所述第十二反应管、所述第十三反应管、所述第十四反应管、所述第十五反应管、所述第十六反应管、所述第十七反应管、所述第十八反应管和所述第十九反应管上分别设有一组用于待反应物料混合反应的管道反应设备组。

进一步地，所述第一反应管、所述第二反应管、所述第三反应管、所述第四反应管、所述第五反应管、所述第六反应管、所述第七反应管、所述第八反应管、所述第九反应管、所述第十反应管、所述第十一反应管、所述第十二反应管、所述第十三反应管、所述第十四反应管、所述第十五反应管、所述第十六反应管、所述第十七反应管、所述第十八反应管和第十九反应管上还分别设有一组温压监测仪器组，并且同一反应管上的温压监测仪器组位于相应管道反应设备组的后方。

进一步地，所述温压监测仪器组包括用于测量并显示管内温度的温度计和用于测量并显示管内压力的压力表。

进一步地，所述输料管和所述第一反应管之间、所述第一反应管和所述第二反应管之间、所述第二反应管和所述第三反应管之间、所述第三反应管和所述第四反应管、所述第五反应管和所述第六反应管之间、所述第六反应管和所述第七反应管之间、所述第七反应管和所述第八反应管之间、所述第八反应管和所述第九反应管之间、所述第十反应管和所述第十一反应管之间、所述第十一反应管和所述第十二反应管之间、所述第十二反应管和所述第十三反应管之间、所述第十三反应管和所述第十四反应管之间、所述第十五反应管和所述第十六反应管之间、所述第十六反应管和所述第十七反应管之间、所述第十七反应管和所述第十八反应管之间、所述第十八反应管和所述第十九反应管之间分别通过一根呈水平分布的层内连接弯管连通；所述第四反应管和所述所述第五反应管之间、所述第十反应管和所述第九反应管之间、所述第十反应管和所述第九反应管之间、所述第十五反应管和所述第十四反应管之间分别通过一根呈竖直分布的层间连接弯管连通。

进一步地，所述输料管、所述第一反应管、所述第二反应管、所述第三反应管和所述第四反应管等间距平行分布。

进一步地，所述第五反应管、所述第六反应管、所述第七反应管、所述第八反应管和所述第九反应管等间距平行分布。

进一步地，所述第十反应管、所述第十一反应管、所述第十二反应管、所述第十三反应管和所述第十四反应管等间距平行分布。

进一步地，所述第十五反应管、所述第十六反应管、所述第十七反应管、所述第十八反应管和所述第十九反应管等间距平行分布。

进一步地，所述第三反应管和所述第四反应管连接的层内连接弯管上设有取样口，所述输料管上设有用以测量并显示所述输料管的管内压力的输料管压力表。

进一步地，所述管道反应设备组包括顺着物料流动方向上间隔分布的加热器、物料混合器和冷却器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，体积小空间占用率小，可持续反应，持续出料，合成反应时间短，反应速率快，产品收率高。

本发明反应温度高，传统工业反应釜的体积大，一次处理的物料量多，因此传质效果不好，反应温度提升慢，本发明管道反应温度升温快，反应温度高；现有反应釜单位时间内分子间的有效碰撞次数少，因而反应速率比较慢，本发明在压力恒流推动下物料可与管壁进行反复撞击充分混合后进行反应，大大提高反应效率，缩短反应时间，管道长，可有效增加管道反应釜的表面积，可达现有搅拌釜表面积的几十倍甚至上百倍。反应速率除了与分子的平均动能有关，还与单位体积内反应物分子的数量有关，反应物浓度越高，越有利于反应的发生，传统反应釜一般反应含固量最高达到50％，而本发明可以提高到60％，可以有效提高合成物料反应的浓度，进一步节省人工、运费、包装成本。

本发明安全、节能，环保，适合化工、医药、染料等多个行业。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-第一反应管道组、2-第二反应管道组、3-第三反应管道组、4-第四反应管道组、5-输料管、6-第一反应管、7-第二反应管、8-第三反应管、9-第四反应管、10-第一进料口、11-第一送料泵、12-第二进料口、13-第二送料泵、14-第三进料口、15-第三送料泵、16-第五反应管、17-第六反应管、18-第七反应管、19-第八反应管、20-第九反应管、21-第四进料口、22-第四送料泵、23-第五进料口、24-第五送料泵、25-第十反应管、26-第十一反应管、27-第十二反应管、28-第十三反应管、29-第十四反应管、30-第十五反应管、31-第十六反应管、32-第十七反应管、33-第十八反应管、34-第十九反应管、35-第六进料口、36-第六送料泵、37-出料球阀、38-出料管、39-温度计、40-压力表、41-层内连接弯管、42-取样口、43-加热器、44-物料混合器、45-冷却器、46-输料管压力表。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1所示，本发明提供的一种管道反应釜，结构简单、设计科学合理，使用方便，体积小空间占用率小，可持续反应，持续出料，合成反应时间短，反应速率快，产品收率高。本发明包括由下至上依次分布并顺序连通的第一反应管道组1、第二反应管道组2、第三反应管道组3和第四反应管道组4。所述第一反应管道组1包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的输料管5、第一反应管6、第二反应管7、第三反应管8和第四反应管9，所述输料管5的自由端设有第一进料口10，并且所述第一进料口10处设有用于通过所述第一进料口10为所述输料管5内泵入待反应物料的第一送料泵11，所述第一反应管6的入料端设有第二进料口12，并且所述第二进料口12处设有用于通过所述第二进料口12为所述第一反应管6内泵入待反应物料的第二送料泵13，所述第三反应管8的入料端设有第三进料口14，并且所述第三进料口14处设有用于通过所述第三进料口14为所述第三反应管8内泵入待反应物料的第三送料泵15。

本发明所述第二反应管道组2包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的第五反应管16、第六反应管17、第七反应管18、第八反应管19和第九反应管20，所述第五反应管16的入料端设有第四进料口21，并且所述第四进料口21处设有用于通过所述第四进料口21为所述第五反应管16内泵入待反应物料的第四送料泵22，所述第七反应管18的入料端设有第五进料口23，并且所述第五进料口23处设有用于通过所述第五进料口23为所述第七反应管18内泵入待反应物料的第五送料泵24，所述第五反应管16与所述第四反应管9连接。

本发明所述第三反应管道组3包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的第十反应管25、第十一反应管26、第十二反应管27、第十三反应管28和第十四反应管29，所述第十反应管25与所述第九反应管20连接；所述第四反应管道组4包括依次首尾连接并均在同一水平面上分布的第十五反应管30、第十六反应管31、第十七反应管32、第十八反应管33和第十九反应管34，所述第十五反应管30与所述第十四反应管29连接，所述第十七反应管32的入料端设有第六进料口35，并且所述第六进料口35处设有用于通过所述第六进料口35为所述第十七反应管32内泵入待反应物料的第六送料泵36，所述第十九反应管34的自由端设有出料球阀37，并且所述第十九反应管34的自由端端口还连接有出料管38。

本发明所述第一反应管6、所述第二反应管7、所述第三反应管8、所述第四反应管9、所述第五反应管16、所述第六反应管17、所述第七反应管18、所述第八反应管19、所述第九反应管20、所述第十反应管25、所述第十一反应管26、所述第十二反应管27、所述第十三反应管28、所述第十四反应管29、所述第十五反应管30、所述第十六反应管31、所述第十七反应管32、所述第十八反应管33和所述第十九反应管34上分别设有一组用于待反应物料混合反应的管道反应设备组。所述第一反应管6、所述第二反应管7、所述第三反应管8、所述第四反应管9、所述第五反应管16、所述第六反应管17、所述第七反应管18、所述第八反应管19、所述第九反应管20、所述第十反应管25、所述第十一反应管26、所述第十二反应管27、所述第十三反应管28、所述第十四反应管29、所述第十五反应管30、所述第十六反应管31、所述第十七反应管32、所述第十八反应管33和第十九反应管34上还分别设有一组温压监测仪器组，并且同一反应管上的温压监测仪器组位于相应管道反应设备组的后方。所述温压监测仪器组包括用于测量并显示管内温度的温度计39和用于测量并显示管内压力的压力表40，所述输料管5上设有用以测量并显示所述输料管5的管内压力的输料管压力表46；所述管道反应设备组包括顺着物料流动方向上间隔分布的加热器43、物料混合器44和冷却器45。

本发明所述输料管5和所述第一反应管6之间、所述第一反应管6和所述第二反应管7之间、所述第二反应管7和所述第三反应管8之间、所述第三反应管8和所述第四反应管9、所述第五反应管16和所述第六反应管17之间、所述第六反应管17和所述第七反应管18之间、所述第七反应管18和所述第八反应管19之间、所述第八反应管19和所述第九反应管20之间、所述第十反应管25和所述第十一反应管26之间、所述第十一反应管26和所述第十二反应管27之间、所述第十二反应管27和所述第十三反应管28之间、所述第十三反应管28和所述第十四反应管29之间、所述第十五反应管30和所述第十六反应管31之间、所述第十六反应管31和所述第十七反应管32之间、所述第十七反应管32和所述第十八反应管33之间、所述第十八反应管33和所述第十九反应管34之间分别通过一根呈水平分布的层内连接弯管41连通，所述第三反应管8和所述第四反应管9连接的层内连接弯管41上设有取样口42；所述第四反应管9和所述所述第五反应管16之间、所述第十反应管25和所述第九反应管20之间、所述第十反应管25和所述第九反应管20之间、所述第十五反应管30和所述第十四反应管29之间分别通过一根呈竖直分布的层间连接弯管连通。

本发明所述输料管5、所述第一反应管6、所述第二反应管7、所述第三反应管8和所述第四反应管9等间距平行分布；所述第五反应管16、所述第六反应管17、所述第七反应管18、所述第八反应管19和所述第九反应管20等间距平行分布；所述第十反应管25、所述第十一反应管26、所述第十二反应管27、所述第十三反应管28和所述第十四反应管29等间距平行分布；所述第十五反应管30、所述第十六反应管31、所述第十七反应管32、所述第十八反应管33和所述第十九反应管34等间距平行分布。

本发明反应温度高，传统工业反应釜的体积大，一次处理的物料量多，因此传质效果不好，反应温度提升慢，本发明管道反应温度升温快，反应温度高；现有反应釜单位时间内分子间的有效碰撞次数少，因而反应速率比较慢，本发明在压力恒流推动下物料可与管壁进行反复撞击充分混合后进行反应，大大提高反应效率，缩短反应时间，管道长，可有效增加管道反应釜的表面积，可达现有搅拌釜表面积的几十倍甚至上百倍。反应速率除了与分子的平均动能有关，还与单位体积内反应物分子的数量有关，反应物浓度越高，越有利于反应的发生，传统反应釜一般反应含固量最高达到50％，而本发明可以提高到60％，可以有效提高合成物料反应的浓度，进一步节省人工、运费、包装成本。

本发明在使用时，第一送料泵通过第一进料口往输料管中泵入待反应物料，待反应物料顺序沿着输料管、第一反应管、第二反应管、……、第十八反应管、直至第十九反应管，最后从出料管出来，物料在第一反应管至第十九反应管的运行过程中与反应管壁进行碰撞挤压，从而可使物料产生充分混合后进行反应，可有效提高反应效率，过程中经过每一根反应管时，都经过一次加热升温、混合反应、以及冷却降温的过程，可以使反应更加充分；本发明在第一反应管的入料端设第二进料口和第二送料泵、第三反应管的入料端设第三进料口和第三送料泵、第五反应管的入料端设第四进料口和第四送料泵、第七反应管的入料端设第五进料口和第五送料泵、第十七反应管的入料端设第六进料口和第六送料泵，可以分批次往相应反应管内泵入待反应物料，不仅能增加管道内的挤压力，保证物料能顺利在管道内前行，还能有效提高管道内物料的含固量，提高物料反应效率。本发明在第三反应管和第四反应管连接的层内连接弯管上设有取样口，可方便取样检测，同时每一根反应管上分别设有一个温度计和压力表，可实时掌控相应反应管内的反应温度和压力，以便调控各送料泵的运行。

本发明构思奇妙，体积小，反应快，可持续反应，持续出料，安全、节能，环保，适合化工、医药、染料等多个行业，适于在本技术领域大力推广应用。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。