异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器及生产系统的制作方法

本发明涉及反应塔，尤其涉及异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器及生产系统。

背景技术：

1、叔丁基过氧化氢（tbhp）常用作自由基反应或聚合反应的引发剂，也用作丙烯共氧化法制备环氧丙烷po的氧源，是一种重要的烷基过氧化物。在采用异丁烷氧化法制丙酮的工艺中，包括异丁烷无催化氧化生成tbhp部分、异丁烷回收部分与tbhp 分解反应部分，其中在异丁烷无催化氧化生成tbhp的工艺中，现有的反应装置是采用多个反应釜进行，多个反应釜占地面积大，且各反应釜之间要通过输送泵等进行反应物质的输送，设备投入大；且异丁烷与氧气反应会放出大量的热，为了控制塔内的温度，现有的方式是在塔的中段设置多个循环冷却系统，即将塔内的反应组分抽出塔外经过冷却后再送回塔内，但此种方式对于塔内中部的温度调节的效果不好。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器及生产系统，以解决现有装置占地面积大以及塔内中部的温度调节的效果不好的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器，包括：

3、塔体，所述塔体的一侧开设有多个原料进料口，所述塔体的下侧开设有氧气进料口，所述塔体的底部开设有出料口，所述塔体的顶部开设有气相出口；

4、多个塔板件，多个所述塔板件沿塔体的长度方向排布，将塔体内分隔成多个反应空间；

5、氮气循环系统，所述氮气循环系统包括供氮装置、塔内氮气流通管道、多个氮气调节组件与氮气循环管路，所述供氮装置与塔内氮气流通管道的底部相连通，塔内氮气流通管道贯穿塔体的底部与顶部，多个氮气调节组件均与塔内氮气流通管道相连通，并分别安装在多个反应空间内，对反应空间内的气相物料的浓度进行调节，氮气循环管路连通塔内氮气流通管道的两端，并安装有动力源。

6、可选地，所述氮气调节组件包括多个出气管，多个所述出气管与塔内氮气流通管道相连通，并沿其径向均布排列，所述出气管包括竖直段与两个平直段，两个平直段的两端均与塔内氮气流通管道相连通，竖直段上开设有多个出气口，所述竖直段上还安装有根据反应空间内的温度变化来调节出气口敞开数量的调节件。

7、可选的，所述调节件包括两组伸缩套管，两组所述伸缩套管对称安装在所述竖直段的两端，所述伸缩套管的一端固定安装在竖直段，所述伸缩套管的另一端可滑动的安装在竖直段上，所述伸缩套管的一端的一侧还安装有带动杆，两个平直段远离竖直段的一侧之间安装有支撑板，所述支撑板的中部安装有第一热双金属片，两个平直段上还可滑动的安装有滑动板，所述滑动板的中部开设有滑槽，所述带动杆的一端延伸至滑槽内，所述第一热双金属片呈弯曲状，且第一热双金属片的两端延伸至滑槽内，并分别与两侧的带动杆相连接，第一热双金属片的主动层朝向竖直段。

8、可选的，所述塔内氮气流通管道内还安装有气流调节组件，所述气流调节组件包括固定环与活动环，所述固定环固定安装在塔内氮气流通管道内，所述活动环可滑动的安装在塔内氮气流通管道内，所述固定环与所述活动环之间安装有多个第二热双金属片，多个第二热双金属片呈环状分布，所述固定环的外环面与所述活动环的外环面之间还安装有柔性环套，所述柔性环套的内表面与第二热双金属片相连接，第二热双金属片的主动层与柔性环套相接触。

9、可选的，所述柔性环套由高温漆布制造。

10、可选的，所述高温漆布为具有聚四氟乙烯涂覆的玻璃纤维布。

11、可选的，所述塔板件包括圆形的板体，所述板体的一侧设有缺口，所述板体的中部开设有多个相互平行的通槽，所述通槽内可活动的安装有用于封闭所述通槽的挡板，所述板体的下部安装有与板体同等大小的孔板。

12、可选的，相邻所述塔板件的缺口相对设置，所述挡板朝向所述缺口的方向翻转。

13、可选的，所述板体的上表面的两侧均凸设有围挡沿。

14、基于上述实施方式，提出一种异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的生产系统，包括塔式反应器、异丁烷进料缓冲罐、供氧设备、塔顶冷凝器、回流罐与塔底冷却器，所述供氧设备通过氧气进料口与塔式反应器相连接，异丁烷进料缓冲罐通过原料进料口与塔式反应器相连接，塔顶冷凝器与气相出口相连接，回流罐的一端与塔顶冷凝器相连接，回流罐的另一端与塔式反应器的上部相连接，塔底冷却器与出料口相连接。

15、本发明的有益效果：异丁烷与氧气在本说明书提出的塔式反应器中进行，减少了占地面积，并且省去了各反应釜之间输送反应物料的输送泵，使异丁烷与氧气能够在塔式反应器中进行连续反应；

16、通过氮气调节组件将氮气通入反应空间内，氮气的通入为塔体内的气相物料提供向上的上升力，且当反应空间内的物料反应太剧烈以致温度过高时，氮气调节组件通过调节通入反应空间内的氮气的量，对反应空间内的气相物料的浓度进行调节，通过减少降低反应空间内反应物的浓度，减缓反应空间内氧化分解反应的剧烈程度，进而对塔体内各反应空间的温度进行调节；

17、气流调节组件根据温度的变化调节连接管的管径，与氮气调节组件相配合，调节氮气流向反应空间的量，进一步的提高了对塔体内温度的调节效果。

技术特征：

1.异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器，包括：

2.根据权利要求1所述的异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器，其特征在于，所述氮气调节组件(32)包括多个出气管(321)，多个所述出气管(321)与塔内氮气流通管道(31)相连通，并沿其径向均布排列，所述出气管(321)包括竖直段(322)与两个平直段(323)，两个平直段(323)的两端均与塔内氮气流通管道(31)相连通，竖直段(322)上开设有多个出气口(324)，所述竖直段(322)上还安装有根据反应空间(21)内的温度变化来调节出气口(324)敞开数量的调节件(325)。

3.根据权利要求2所述的异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器，其特征在于，所述调节件(325)包括两组伸缩套管(3251)，两组所述伸缩套管(3251)对称安装在所述竖直段(322)的两端，所述伸缩套管(3251)的一端固定安装在竖直段(322)，所述伸缩套管(3251)的另一端可滑动的安装在竖直段(322)上，所述伸缩套管(3251)的一端的一侧还安装有带动杆(3252)，两个平直段(323)远离竖直段(322)的一侧之间安装有支撑板(3253)，所述支撑板(3253)的中部安装有第一热双金属片(3254)，两个平直段(323)上还可滑动的安装有滑动板(3255)，所述滑动板(3255)的中部开设有滑槽，所述带动杆(3252)的一端延伸至滑槽内，所述第一热双金属片(3254)呈弯曲状，且第一热双金属片(3254)的两端延伸至滑槽内，并分别与两侧的带动杆(3252)相连接，第一热双金属片(3254)的主动层朝向竖直段(322)。

4.根据权利要求1所述的异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器，其特征在于，所述塔内氮气流通管道(31)内还安装有气流调节组件(33)，所述气流调节组件(33)包括固定环(331)与活动环(332)，所述固定环(331)固定安装在塔内氮气流通管道(31)内，所述活动环(332)可滑动的安装在塔内氮气流通管道(31)内，所述固定环(331)与所述活动环(332)之间安装有多个第二热双金属片(333)，多个第二热双金属片(333)呈环状分布，所述固定环(331)的外环面与所述活动环(332)的外环面之间还安装有柔性环套(334)，所述柔性环套(334)的内表面与第二热双金属片(333)相连接，第二热双金属片(333)的主动层与柔性环套(334)相接触。

5.根据权利要求4所述的异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器，其特征在于，所述柔性环套(334)由高温漆布制造。

6.根据权利要求5所述的异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器，其特征在于，所述高温漆布为具有聚四氟乙烯涂覆的玻璃纤维布。

7.根据权利要求1所述的异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器，其特征在于，所述塔板件(2)包括圆形的板体(22)，所述板体(22)的一侧设有缺口(23)，所述板体(22)的中部开设有多个相互平行的通槽(24)，所述通槽(24)内可活动的安装有用于封闭所述通槽(24)的挡板(25)，所述板体(22)的下部安装有与板体(22)同等大小的孔板(26)。

8.根据权利要求7所述的异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器，其特征在于，相邻所述塔板件(2)的缺口(23)相对设置，所述挡板(25)朝向所述缺口(23)的方向翻转。

9.根据权利要求7所述的异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器，其特征在于，所述板体(22)的上表面的两侧均凸设有围挡沿(27)。

10.一种异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的生产系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的塔式反应器、异丁烷进料缓冲罐、供氧设备、塔顶冷凝器、回流罐与塔底冷却器，所述供氧设备通过氧气进料口(12)与塔式反应器相连接，异丁烷进料缓冲罐通过原料进料口(11)与塔式反应器相连接，塔顶冷凝器与气相出口(14)相连接，回流罐的一端与塔顶冷凝器相连接，回流罐的另一端与塔式反应器的上部相连接，塔底冷却器与出料口(13)相连接。

技术总结
本发明涉及反应塔技术领域，具体涉及异丁烷分解制备叔丁基过氧化氢的塔式反应器及生产系统，包括塔体，塔体的一侧开设有多个原料进料口，塔体的下侧开设有氧气进料口，塔体的顶部开设有气相出口；多个塔板件将塔体内分隔成多个反应空间；氮气循环系统，包括供氮装置、塔内氮气流通管道、多个氮气调节组件与氮气循环管路。采用塔式结构，省去了各反应釜之间的输送泵；通过氮气调节组件将氮气通入反应空间内，为塔体内的气相物料提供上升力，当反应空间内的物料反应太剧烈以致温度过高时，氮气调节组件通过调节通入反应空间内的氮气的量，降低反应空间内反应物的浓度和带走反应热量。

技术研发人员：张数义,边世华,尚华泰,巩飞,李志远,王强
受保护的技术使用者：山东天弘化学有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12