一种水合肼混合式反应一体装置及生产系统的制作方法

1.本技术涉及水合肼生产技术领域，特别是涉及一种水合肼混合式反应一体装置及生产系统。


背景技术：

2.水合肼，又称水合联氨，是一种无机化合物，化学式为n2h4·
h2o，为无色透明发烟液体，有淡氨味，在湿空气中冒烟，具有强碱性和吸湿性。常压下，水合肼可以和水形成共沸（共沸物中肼含量约为69%）。水合肼液体以二聚物形式存在，与水和乙醇混溶，不溶于乙醚和氯仿；它能侵蚀玻璃、橡胶、皮革、软木等，在高温下分解成n2、nh3和h2；水合肼还原性极强，与卤素单质、hno3、kmno4等激烈反应，在空气中可吸收co2，产生烟雾。水合肼及其衍生物在许多工业应用中得到广泛的使用，用作还原剂、抗氧剂，用于医药、发泡剂等。水合肼还是生产adc（偶氮二甲酰胺）发泡剂的主要原料。国内水合肼的生产方法主要有三种：拉西法、尿素法和酮连氮法。其中，尿素法是采用尿素与次氯酸钠在碱性溶液中加热反应得到水合肼。
3.在通过尿素与次氯酸钠在碱性溶液中加热反应得到水合肼的过程中，尿素与次氯酸钠从水合肼反应装置底部进入，由下至上混合反应得到水合肼，但是尿素与次氯酸钠在水合肼反应装置由下至上混合反应过程中，水合肼反应装置存在着搅拌效果较差的缺点，无法有效地对尿素与次氯酸钠进行搅拌混合反应，导致尿素与次氯酸钠没有充分混合，影响了尿素与次氯酸钠反应的效果，导致尿素与次氯酸钠混合反应生成水合肼的时间长，水合肼反应装置的效率较低，且导致水合肼的收率低，较难满足生产的要求。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有技术生产水合肼的过程中，水合肼反应装置存在着搅拌效果较差的缺点，尿素与次氯酸钠没有充分混合，导致尿素与次氯酸钠混合反应生成水合肼的时间长，水合肼反应装置的效率较低，且导致水合肼的收率低的问题。提供一种水合肼混合式反应一体装置及生产系统，能够使得尿素与次氯酸钠充分混合后反应生成水合肼，以使尿素与次氯酸钠混合反应生成水合肼的时间短，水合肼反应装置的效率较高，且能够提高水合肼的收率，满足生产的要求。
5.一种水合肼混合式反应一体装置，包括反应罐体、竖直列管和混合装置，其中：所述反应罐体具有蒸汽加热段，所述蒸汽加热段连接有蒸汽管道，所述竖直列管设置于所述反应罐体内，且位于所述蒸汽加热段，所述反应罐体上端具有水合肼出料管道，所述混合装置包括壳体和搅拌装置，所述搅拌装置可转动地设置于所述壳体，且至少部分所述搅拌装置延伸至所述壳体内，所述反应罐体下端与所述壳体的内腔连通，所述壳体背离所述反应罐体的一侧设有进料部。
6.优选地，上述一种水合肼混合式反应一体装置中，所述进料部连接有混合器，所述混合器依次相连接的入口段、渐缩段、喉部、渐扩段和出口段，流体引入管穿插于所述入口
段的顶端，所述喉部的内侧壁设置有多个扰流凸起，所述渐缩段的内侧壁设置有多个扩散杆。
7.优选地，上述一种水合肼混合式反应一体装置中，所述进料部连接有主管道，所述主管道侧壁倾斜连接有副管，所述主管道与所述副管的夹角大于等于45
°
。
8.优选地，上述一种水合肼混合式反应一体装置中，所述进料部连接有折流混合装置。
9.优选地，上述一种水合肼混合式反应一体装置中，所述进料部连接有进液均布器，且所述进液均布器位于所述壳体的内腔。
10.优选地，上述一种水合肼混合式反应一体装置中，所述蒸汽加热段中蒸汽的温度为120℃至150℃。
11.优选地，上述一种水合肼混合式反应一体装置中，所述水合肼出料管道连接有水合肼储罐，所述水合肼储罐的汽相出口与水合肼回收塔相连。
12.一种水合肼生产系统，包括上文任意一项所述的一种水合肼混合式反应一体装置。
13.本技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：
14.本技术实施例公开的一种水合肼混合式反应一体装置及生产系统中，尿素与次氯酸钠通过进料部进入壳体的内腔中，尿素与次氯酸钠在搅拌装置的搅拌作用下混合，且混合充分，混合后溶液然后由反应罐体下端进入竖直列管中，在蒸汽加热的情况下反应生成水合肼，然后通过水合肼出料管道排出。搅拌装置能够有效地对尿素与次氯酸钠进行搅拌混合反应，以使尿素与次氯酸钠充分混合，充分混合后的尿素与次氯酸钠进入到竖直列管反应，且尿素与次氯酸钠在竖直列管中反应的过程中，蒸汽能够加热竖直列管，可以使尿素与次氯酸钠在加热的条件下反应，减少了副反应，从而能够尿素与次氯酸钠混合反应生成水合肼的时间短，水合肼混合式反应一体装置的效率较高，进而能够提高水合肼的收率，满足生产的要求。
15.可见，本技术公开的一种水合肼混合式反应一体装置及生产系统整体结构简单，方便使用，实现了水合肼混合式反应一体装置搅拌效果较好的目的，且在反应过程中能够提供加热条件，有效的将尿素与次氯酸钠进行搅拌，减少了水合肼加工的时间，保证了水合肼反应的效果，提高了水合肼的收率，提高了水合肼混合式反应一体装置的使用效率。
附图说明
16.图1为本技术实施例公开的一种水合肼混合式反应一体装置的示意图；
17.图2为本技术实施例公开的一种水合肼混合式反应一体装置的另一示意图；
18.图3为本技术实施例公开的一种水合肼混合式反应一体装置的再一示意图。
19.其中：反应罐体100、蒸汽管道110、水合肼出料管道120、竖直列管200、混合装置300、壳体310、搅拌装置320、进料部330、混合器400、入口段410、渐缩段420、喉部430、渐扩段440、出口段450、流体引入管460、主管道510、副管520。
具体实施方式
20.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中
给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
21.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.请参考图1至图3，本技术实施例公开一种水合肼混合式反应一体装置，包括反应罐体100、竖直列管200和混合装置300，其中：
24.反应罐体100具有蒸汽加热段，蒸汽加热段连接有蒸汽管道110，竖直列管200设置于反应罐体100内，且位于蒸汽加热段，反应罐体100上端具有水合肼出料管道120，混合装置300包括壳体310和搅拌装置320，搅拌装置320可转动地设置于壳体310，且至少部分搅拌装置320延伸至壳体310内，反应罐体100下端与壳体310的内腔连通，壳体310背离反应罐体100的一侧设有进料部330。
25.本技术实施例公开的一种水合肼混合式反应一体装置及生产系统中，尿素与次氯酸钠通过进料部330进入壳体310的内腔中，尿素与次氯酸钠在搅拌装置320的搅拌作用下混合，且混合充分，混合后溶液然后由反应罐体100下端进入竖直列管200中，在蒸汽加热的情况下反应生成水合肼，然后通过水合肼出料管道120排出。搅拌装置320能够有效地对尿素与次氯酸钠进行搅拌混合反应，以使尿素与次氯酸钠充分混合，充分混合后的尿素与次氯酸钠进入到竖直列管200反应，且尿素与次氯酸钠在竖直列管200中反应的过程中，蒸汽能够加热竖直列管200，可以使尿素与次氯酸钠在加热的条件下反应，减少了副反应，从而能够尿素与次氯酸钠混合反应生成水合肼的时间短，水合肼混合式反应一体装置的效率较高，进而能够提高水合肼的收率，满足生产的要求。
26.可见，本技术公开的一种水合肼混合式反应一体装置及生产系统整体结构简单，方便使用，实现了水合肼混合式反应一体装置搅拌效果较好的目的，且在反应过程中能够提供加热条件，有效的将尿素与次氯酸钠进行搅拌，减少了水合肼加工的时间，保证了水合肼反应的效果，提高了水合肼的收率，提高了水合肼混合式反应一体装置的使用效率。
27.为了使得尿素与次氯酸钠进一步充分混合，可选地，进料部330可以连接有混合器400，混合器400依次相连接的入口段410、渐缩段420、喉部430、渐扩段440和出口段450，流体引入管460穿插于入口段410的顶端，喉部430的内侧壁设置有多个扰流凸起，渐缩段420的内侧壁设置有多个扩散杆。具体地，尿素可以通过入口段410流入混合器400，次氯酸钠通过流体引入管460流入混合器400，或者，次氯酸钠可以通过入口段410流入混合器400，尿素通过流体引入管460流入混合器400，本技术对此不做限制。
28.进入到混合器400内的尿素与次氯酸钠通过入口段410、渐缩段420、喉部430、渐扩
段440和出口段450进入到壳体310的内腔中，以通过搅拌装置320进一步混合，混合器400中，尿素与次氯酸钠能够实现初步混合的效果。通过混合器400和搅拌装置320的两次混合，能够进一步使得尿素与次氯酸钠混合充分，进一步缩短尿素与次氯酸钠混合反应生成水合肼的时间，水合肼反应装置的效率更高，且能够进一步提高水合肼的收率。
29.在一种可选的实施例中，进料部330可以连接有主管道510，主管道510侧壁倾斜连接有副管520，主管道510与副管520的夹角大于等于45
°
。具体地，尿素可以通过主管道510流入壳体310的内腔中，次氯酸钠通过副管520流入壳体310的内腔中，或者，次氯酸钠可以通过主管道510流入壳体310的内腔中尿素通过副管520流入壳体310的内腔中。通过主管道510和副管520尿素与次氯酸钠能够实现初步混合的效果，再通过搅拌装置320二次混合，能够进一步使得尿素与次氯酸钠混合充分，进一步缩短尿素与次氯酸钠混合反应生成水合肼的时间，水合肼反应装置的效率更高，且能够进一步提高水合肼的收率。
30.作为优选，进料部330也还可以连接有折流混合装置，具体地，尿素可以通过折流混合装置流入壳体310的内腔中，在经过折流混合装置的过程中，尿素与次氯酸钠能够实现初步混合的效果。通过折流混合装置和搅拌装置320的两次混合，能够进一步使得尿素与次氯酸钠混合充分，进一步缩短尿素与次氯酸钠混合反应生成水合肼的时间，水合肼反应装置的效率更高，且能够进一步提高水合肼的收率。
31.进一步地，进料部330可以连接有进液均布器，且进液均布器位于壳体310的内腔，尿素与次氯酸钠能够通过进液均布器均匀进入壳体310的内腔中，从而能够使得尿素与次氯酸钠较为分散且分散均匀，进而能够起到尿素与次氯酸钠混合的效果，使得尿素与次氯酸钠再通过搅拌装置320充分搅拌混合，充分混合后的尿素与次氯酸钠进入到竖直列管200加热反应。
32.如上文所述，尿素与次氯酸钠在搅拌装置320的搅拌作用下混合，搅拌装置320可以通过工作人员手动驱动，但这样较大地增加了工作人员的工作量。基于此，在一种可选的实施例中，搅拌装置320可以包括搅拌本体、驱动装置和支撑架，驱动装置与搅拌本体驱动相连，驱动装置通过支撑架设置于壳体310一侧，搅拌本体可转动地设置于壳体310内。此方案中，搅拌装置320通过驱动装置驱动，驱动装置能够稳定地驱动搅拌本体搅动壳体310内腔中的尿素与次氯酸钠，不仅能够使得搅拌装置320的搅动较为充分，还能够降低工作人员的劳动强度。与此同时，支撑架能够加强驱动装置的设置强度，使得驱动装置牢固地设置在壳体310的因一侧，从而提高搅拌装置320的可靠性。
33.进一步地，搅拌本体可以包括转动轴和多个搅动杆，转动轴的一端与驱动装置驱动相连，多个搅动杆均设置于转动轴，搅拌本体在搅动过程中，搅动杆的受力面积较小，从而使得搅动杆受到的阻力较小，防止搅拌本体在搅动过程中因阻力较大而无法转动或扭断，从而使得搅拌本体可以稳定地搅动壳体310内腔中的尿素与次氯酸钠，同时，多个能够提高搅动效果，以使尿素与次氯酸钠混合充分。
34.搅拌本体的具体结构可以有多种，例如三叶后掠式、涡轮式或锚式等，本技术实施例对此不做限制。在一种可选的方案中，多个搅动杆螺旋设置，使得搅拌本体组成螺杆式搅拌器，螺杆式搅拌器在搅动过程中，搅拌本体受到的阻力较小，搅动较为平稳均匀，且搅动效果好。
35.当然，搅拌本体可以包括转动轴和多个叶片，叶片交叉间隔设置在转动轴上，当尿
素与次氯酸钠通过进料部330进入壳体310内腔中时，液体的压力推动叶片和转动轴转动，实现搅动。
36.具体地，蒸汽加热段中蒸汽的温度为120℃至150℃，此温度的蒸汽能够将蒸汽加热段加热至120℃以上，以使次氯酸钠与尿素的反应温度较高，次氯酸钠与尿素的反应温度较高时，次氯酸钠与尿素的反应充分，反应完全，从而也能够提高水合肼的收率。
37.如上文所述，反应罐体100上端具有水合肼出料管道120，具体地，水合肼出料管道120连接有水合肼储罐，通过水合肼储罐进行储存。由于次氯酸钠与尿素在反应过程中被加热，因此反应生成的水合肼有一部分被蒸发为汽态，水合肼储罐的汽相出口与水合肼回收塔相连，通过水合肼回收塔回收汽态的水合肼，防止浪费。
38.本技术实施例还公开一种水合肼生产系统，包括上文任意实施例所述的一种水合肼混合式反应一体装置。水合肼生产系统可以包括依次连接的次钠反应塔、水合肼混合式反应一体装置和水合肼回收塔。水合肼生产系统能够使得尿素与次氯酸钠充分混合后反应生成水合肼，以使尿素与次氯酸钠混合反应生成水合肼的时间短，水合肼反应装置的效率较高，且能够提高水合肼的收率，满足生产的要求。
39.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
40.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。