异构化反应釜的制作方法

本发明涉及反应釜技术领域，尤其涉及一种异构化反应釜。

背景技术：

以双环戊二烯为原料合成挂式四氢双环戊二烯是目前用量较大、用途较广、综合性能较好的高密度烃燃料，是现代新型高超音速飞行器的理想燃料。

合成挂式四氢双环戊二烯有两步，第一步：双环戊二烯完全加氢生成桥式四氢双环戊二烯；第二步：桥式四氢双环戊二烯异构化为挂式四氢双环戊二烯。

异构化反应为放热反应，在异构化反应初期，放热量小，反应温和；异构化反应中后期，异构化反应速度快，放热量大，反应剧烈，异构化反应通常是在数分钟内完成。在异构化反应初期，若排出较多的热量，会使异构化反应釜温度大幅度降低，达不到异构化反应的温度要求；而在异构化反应中后期，若不及时排出大量的反应热量，又会使异构化反应釜超温、使得副反应加剧，导致异构化反应效率降低。

而传统的反应釜通常是通过冷却夹套移出反应热量，单位时间内冷却夹套移出反应热量有限，尤其对于异构化反应的中后期，无法及时移出反应大量热量，易导致副反应加剧；冷却夹套控制反应温度的范围较小且控制温度不精准，难以实时控制异构化反应全过程的温度，基于此，亟需一种能够有效全程控制异构化反应温度的反应釜。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种异构化反应釜，以解决难以全程精准控制异构化反应温度的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种异构化反应釜，包括反应釜本体(10)、冷却夹套(20)、循环泵(30)和外取热器(40)；

所述冷却夹套(20)覆盖在所述反应釜本体(10)的外表面，所述冷却夹套(20)内可充入冷却介质，所述冷却夹套(20)的冷却介质入口设有第一阀门(21)，所述第一阀门(21)用于控制进入所述冷却夹套(20)内的冷却介质的流量；

所述外取热器(40)包括管程和壳程，所述壳程设置在所述管程外；

所述管程的进料口通过所述循环泵(30)与所述反应釜本体(10)的出料口连通，所述管程的出料口与所述反应釜本体(10)的内腔连通；

所述壳程可通入冷却介质，所述壳程的冷却介质入口设有第二阀门(41)，所述第二阀门(41)用于控制进入所述壳程内的冷却介质的流量。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括搅拌器(50)；

所述搅拌器(50)包括驱动机构、旋转轴(52)和搅拌叶片(53)；

所述驱动机构与所述旋转轴(52)传动连接，用于驱动所述旋转轴(52)旋转；

所述旋转轴(52)延伸至所述反应釜本体(10)的内腔，所述搅拌叶片(53)设置在所述反应釜本体(10)的内腔并连接在所述旋转轴(52)的外表面。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述外取热器(40)固定连接在所述反应釜本体(10)的外表面，所述外取热器(40)与所述反应釜本体(10)形成一个整体。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述冷却介质为水或油。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述循环泵(30)为管道泵，所述循环泵(30)可控制进入所述外取热器(40)的管程内的物料流量。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述反应釜本体(10)的进料口设有第三阀门(11)，所述第三阀门(11)用于控制进入所述反应釜本体(10)内的物料的流量。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述反应釜本体(10)的出料口设有第四阀门(12)，所述循环泵(30)与所述反应釜本体(10)的连通处位于所述第四阀门(12)和所述反应釜本体(10)之间，所述第四阀门(12)用于控制所述反应釜本体(10)排出的物料的流量。

本发明的异构化反应釜相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)冷却夹套覆盖在反应釜本体的外表面，异构化反应初期，放热量小，反应温和，冷却夹套内可通入冷却介质，冷却夹套可通过热传递的方式移出异构化反应的热量，并且可以通过第一阀门的开度来控制冷却夹套内的冷却介质的流量以精准控制异构化反应的温度；冷却夹套换热面积大，冷却介质流动缓慢，既能平稳的移出反应热量，又能有效避免过量取热导致异构化反应温度大幅度降低。

异构化反应中后期，异构化反应速度加快，放热量大，反应剧烈，采用循环泵将物料送至外取热器的管程内，外取热器壳程内的冷却介质可通过热传递的方式移出管程内物料的热量，降温后的物料循环返回至反应釜本体的内腔，并且可以通过控制循环泵的物料流量和外取热器冷却介质的流量精准控制反应釜的温度，保证异构化反应释放的大量热量能够及时移出。控制温度范围大，且控制精准，能够有效全程控制异构化反应的温度，保障异构化反应顺利进行，提高反应效率。

(2)通过冷却夹套的第一阀门的开度控制反应初期的温度，通过外取热器的第二阀门的开度以及循环泵的流量控制反应中后期的温度，保证异构化反应釜可在反应全阶段对反应温度进行控制，以保障异构化反应能够顺利进行，提高反应效率。

(3)通过第一阀门和第二阀门的配合来控制反应温度，操作方便且成本低，便于后期的维护。

(4)反应釜本体还包括搅拌器，搅拌器可搅拌反应釜本体内的物料，以保证物料混合均匀，可有效防止物料因局部过热导致反应不充分。

(5)外取热器固定连接在反应釜本体的外表面，外取热器与反应釜本体形成一个整体，以提高整体结构的稳定性。

(6)循环泵采用管道泵，结构小，方便安装；循环泵可控制进入外取热器的管程内的物料流量以控制反应温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的异构化反应釜的结构示意图。

附图标记说明：

10-反应釜本体；11-第三阀门；12-第四阀门；13-第五阀门；

20-冷却夹套；21-第一阀门；

30-循环泵；

40-外取热器；41-第二阀门；

50-搅拌器；51-电机；52-旋转轴；53-搅拌叶片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应的随之改变。

在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本发明提供了一种异构化反应釜，包括反应釜本体10、冷却夹套20、外取热器40、循环泵30和搅拌器50。

反应釜本体10，反应釜本体10的顶端和底端均为圆弧状，反应釜本体10的进料口设置在反应釜本体10的顶端，反应釜本体10的出料口设置在底端的最低点处，以方便物料的排出。反应釜本体10的进料口处设有第三阀门11，出料口处设有第四阀门12；进料时，第三阀门11打开进料，第四阀门12则关闭；出料时，第四阀门12打开出料。可通过控制第三阀门11的开度来控制进入反应釜本体10内的物料流量，也可通过控制第四阀门12的开度来控制反应釜本体10排出的物料流量。可在反应釜本体10上设置温度计，以对反应温度进行实时检测。

冷却夹套20，冷却夹套20覆盖在反应釜本体10的外表面，可选择全覆盖或者覆盖反应釜本体10的下半部分。冷却夹套20内具有夹层，夹层内可通入冷却介质，冷却介质的温度可为5～15摄氏度，冷却介质可选择水、油或其他冷却介质。冷却夹套20的底端设有冷却介质入口，顶端设有冷却介质出口，冷却介质可从冷却夹套20的冷却介质入口进入夹层内，并最终从冷却夹套20的冷却介质出口排出。冷却夹套20内的冷却介质可通过热传递的方式移出反应釜本体10内的反应热量。

冷却夹套20的冷却介质入口设有第一阀门21，可通过控制第一阀门21的开度来控制进入冷却夹套20内的冷却介质的流量，冷却介质的流量越大，则移出反应釜本体10内的热量越多，反应釜本体10内的温度则降低越快。可根据不同反应阶段的温度要求，来控制夹套20内的冷却介质的流量，以此达到精准控制反应温度的目的。

外取热器40，外取热器40可通过两个连接架焊接固定在反应釜本体10的外表面，使得外取热与反应釜本体10连成一个整体，以保证结构的稳定性。外取热器40包括壳程和管程，管道内的空间为管程，管道外壁与外取热器40的壳体之间的空间为壳程，壳程设置在管程外。

外取热器40的管程底端设置有进料口，顶端设置有出料口；管程的进料口与反应釜本体10的出料口连通，管程的出料口则与反应釜本体10内腔连通，具体的，管程的出料口可连接在反应釜本体10的顶端。反应釜本体10内的物料可从反应釜本体10的出料口进入外取热器40的管程内，并可从管程的出料口再次进入反应釜本体10的内腔，以此达到物料循环的目的。

外取热器40的壳程设置有冷却介质入口和冷却介质出口，壳程的冷却介质出口高于壳程的冷却介质入口。冷却介质可从壳程的冷却介质入口通入并进入壳程内，并可从壳程的冷却介质出口排出。冷却介质可选择5～15摄氏度的水或油，冷却介质可通过热传递的方式移出管程内的物料的热量。

外取热器40的壳程的冷却介质入口设有第二阀门41，可通过控制第二阀门41的开度来控制进入外取热器40壳程内的冷却介质的流量，冷却介质的流量越大，则移出管程内的物料的热量越多，则反应釜内温度降低越快，可根据不同反应阶段的温度要求，来控制壳程内的冷却介质的流量，以此达到精准控制反应温度的目的。

循环泵30，用于提供物料循环的动力，循环泵30设置在外取热器40的进料口和反应釜本体10的出料口之间，外取热器40的进料口和反应釜本体10的出料口通过该循环泵30连通，循环泵30与反应釜本体10的连通处位于第四阀门12和反应釜本体10之间。为保证物料充分反应，反应釜本体10的内壁在反应釜本体10的出料口处可设置第五阀门13，反应初期，第五阀门13关闭，反应中期则第五阀门13打开。循环泵30可选择管道泵，可通过改变循环泵30的动力来控制进入外取热器40的管程内的物料流量，物料的流量越大，则外取热器40冷却物料的效率越高，反应釜本体10内的温度则降低的越快。

搅拌器50，包括驱动机构、旋转轴52和搅拌叶片53。驱动机构可选择电机51，电机51安装在反应釜本体10的外表面，电机51的输出端与旋转轴52传动连接，用于驱动旋转轴52旋转，旋转轴52延伸至反应釜本体10的内腔。搅拌叶片53设置在反应釜本体10的内腔并连接在旋转轴52的外表面，连接方式可为焊接或螺钉连接。搅拌器50可搅拌反应釜本体10内的物料，以保证物料混合均匀，可有效防止物料因局部过热导致反应不充分。

本发明的异构化反应釜的原理为：首先关闭反应釜本体10的第四阀门12，打开第三阀门11，物料从反应釜本体10顶端的进料口进入反应釜本体10的内腔，开启搅拌器50，进行异构化反应；异构化反应初期，放热量小，反应温和，打开冷却夹套20的冷却介质入口的第一阀门21，往冷却夹套20内通入冷却介质，利用冷却介质移出异构化反应的初期热量，并且可以通过控制第一阀门21的开度，精准控制异构化反应釜的温度；异构化反应中后期，异构化反应速度快，放热量大，反应剧烈，仅通过冷却夹套20不能迅速有效的控制异构化反应釜的温度；此时开启循环泵30，异构化反应的物料通过循环泵30输送至外取热器40，打开外取热器40的冷却介质入口的第二阀门41，往外取热器40的壳程内通入冷却介质，冷却介质与外取热器40管程的物料进行热传递，利用冷却介质移出物料中后期的热量，被冷却的物料循环回到反应釜本体10内，如此循环；异构化反应中后期，则可以通过控制循环泵30的流量和外取热器40的第二阀门41的开度，精准控制反应釜本体10内的反应温度，以保证在短时间内将异构化反应释放的大量热量及时移出。反应完毕，则可以关闭循环泵30，并打开第四阀门12，物料排出。

冷却夹套20覆盖在反应釜本体10的外表面，异构化反应初期，放热量小，反应温和，冷却夹套20内可通入冷却介质，冷却夹套20可通过热传递的方式移出异构化反应的热量，并且可以通过第一阀门21的开度来控制冷却夹套20内的冷却介质的流量以精准控制异构化反应初期的温度；冷却夹套20换热面积大，冷却介质流动缓慢，既能平稳的移出反应热量，又能有效避免过量取热导致异构化反应温度大幅度降低。

异构化反应中后期，异构化反应速度加快，放热量大，反应剧烈，采用循环泵30将物料送至外取热器40的管程内，外取热器40壳程内的冷却介质可通过热传递的方式移出管程内的物料的热量，降温后的物料循环返回至异构化反应釜本体10，并且可以通过控制循环泵30的物料流量和外取热器40冷却介质的流量精准控制反应釜的温度，保证异构化反应释放的大量热量能够及时移出，控制温度范围大，且控制精准，保障异构化反应顺利进行，提高反应效率。

通过冷却夹套20的第一阀门21的开度控制反应初期的温度，通过外取热器40的第二阀门41的开度以及循环泵30的流量控制反应中后期的温度，保证异构化反应釜可在反应全阶段对反应温度进行控制，以保障异构化反应能够顺利进行，提高反应效率。

通过第一阀门21和第二阀门41的配合来控制反应温度，操作方便且成本低，也便于后期的维护。

搅拌器50可搅拌反应釜本体10内的物料，以保证物料混合均匀，可有效防止物料因局部过热导致反应不充分。

循环泵30采用管道泵，结构小，方便安装；循环泵30可控制进入外取热器40的管程内的物料流量以控制反应温度。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。