专利名称：夹套间歇式反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种化学反应器，具体地说就是一种用于高传热和传质速度反应的夹套间歇式反应器，属于一种化工反应设备。
在传热和传质速度的反应中，提高反应生产率和产品质量的关键是减少付反应。大量的研究表明，除介质的PH值以外，反应温度过高和反应时间过长，是使付反应增加的重要因素。例如，在有剧烈放热反应的反应过程，若不能及时移走反应热，必将使温度偏高且时间过长，良好的传热效果使反应热移去较快，介质温度不致过高，加料速度可以提高，从而缩短了反应时间。在冷却温度固定的情况下，提高传热效率的措施一是增大传热面积，二是提高传热系数，而传热系数的提高主要靠提高搅拌效果，以使物料在缸内成端流状态运动。这样做同时也提高了传质速度，使反应物混合更均匀，也避免了局部作用物浓度过大而形成温度过高的现象。
在实际生产过程中，鉴于夹套式反应釜的传热面积不够大，往，往在釜内安装冷却蛇管，然而限于釜的直径，若装管层数少，传热面积提高有限，若排管层数增多，则管间距太小，管的阻力使搅拌效果降低，而良好的搅拌又是提高传热系数和传质速度的重要因素。美国专利3,355,486中公开了一种用于连续反应的十字管形反应器虽然简单，但只适用于小批量连续生产，难以工业实施，且反应效率较低，西德专利2736943报道了一种套管式连续反应器，中心管内装有搅拌器，夹套中通冷冻液，反应物料由数个垂直分布的侧管进入，这种反应设备中心管内不设冷却管，当其管径大时，将不能及时移走反应热，而保持高的生产能力，在管径小的情况下，既使延长反应器，也不能使加料速度提得太高，否则会造成上部反应过热而引起付反应，欲提高生产能力，需要增加反应个数，增加了设备投资和操作上的困难。
本实用新型的目的就是为了解决上述技术之不足，而提供一种用于高传热和传质速度反应的反应器设计。
本实用新型是这样实现的。
一种适用于间歇式操作反应器，在一稍稍拉长的反应釜内视反应釜容积大小装置数层冷却蛇管，釜的外部是通冷却液的外层夹套，釜的内层是通冷却液的内层夹套，内层夹套的中下部开有若干个反应液回流孔道，两层夹套间留有缝隙，是反应液的外循环回路。内层夹套底部还开有轴流口，搅拌器的浆叶深入到釜下部，轴流口的直径不大于搅拌器浆叶直径。
釜内排列的数层冷却蛇管的下口与冷却液入口相通，上口与冷却液出口相通。
两层夹套间的缝隙一般3-5mm为宜。
本实用新型的优点是单位容积换热面积大，搅拌效果好，反应物收率高，容易工业实施，反应时间比普通的间歇式反应釜大为缩短，提高了生产能力和产品质量。
下面将以用于硫脲和过氧化氢水溶液合成二氧化硫脲的反应为例，详细描述本实用新型的具体结构(以500升容积反应釜为例)。
附图是本实用新型一实施例的结构示意图参照附
图1、釜体，2内夹套(夹层4-5mm)，3、外夹套(夹层4-5mm)，4、轴流口(口径300-380mm)，5、冷却蛇管(直径32mm)，6、三浆叶推进式搅拌器(浆叶直径360-400mm)，7、反应液回流孔，8、9、10、进料口，11、冷却盐水入口，12、冷却盐水出口。
经计算，这样的反应器总传热面积18M2，有效容积0.6M3，有效容积与换热面积之比为30。
用于本反应每一周期的操作过程如下由进料口8通过环形管加入一定量的予置水，启动盐水泵，开动搅拌，由进料口9加入一定量的硫脲(大约为予置水的重量的10％)，待物料温度升至0-2℃时，由进料口10控制加入30％的双氧水(直接加到搅拌器浆叶上方)，加入速度以不使反应温度超过15℃为宜；双氧水加入量与已加入的硫脲接近化学计量比时再加入固体硫脲，重复上述过程，直至原料全部加完，继续搅拌约10分钟，温度降至2-3℃时，关闭盐水。釜内温度降至0--1℃时，即可放料过滤。
用于该反应过程的本实用新型的反应器，由于单位容积换热面积大，搅拌效果好，高速旋转的推进式螺浆将物料沿轴向压入，送入外循环夹层，在这里保持湍流状态，双氧水直接加入到釜下部搅拌器的涡流区，很快分散到介质中去，反应主要在这里及环形外循环回路中完成，当物料由下部回流孔返回中心釜时，反应已基本完成，不会再产生温升，余下是如何将物料进一步冷却的问题。这时虽然遇到多层盘管的阻隔，但循环冲力及重力相加，可保持一定流速，无论液位高低，全部蛇管都能起到冷却作用。用这样的反应器进行生产，产品二氧化硫脲的溶解损失比美国专利文献报导的设备大大减少，生产能力较西德专利介绍的大，容易工业实施，而且操作方便。
本实用新型所述的反应器还可以避免由于不慎使液位过低时，循环回路与釜主体之间的孔道，可使液体循环，每次出料如能保持一部分在釜内，则无须再加予置物料，可以直接进行下一周期生产。
应需指出，本实用新型所述的反应器除特别适用于如二氧化硫脲生产外，还适用于如硝化、璜化反应等其它高传热和传质速度的反应。就本实用新型的具体结构而言，象反应物料的进口位置和设置多少以及冷却液的进口和出口分布，内夹套上所开的反应液回流孔的大小和多少可视具体反应而定，说明书附图中只是给出了一种形式，实际中不应受此限制。
权利要求1.一种间歇式反应器，它包括釜体、加料口、冷却蛇管、搅拌器，其特征在于它还包括有内夹套(2)和外夹套(3)、内夹套(2)的中下部开有若干个反应液回流孔(7)，内夹套2的底部开有轴流口(4)，轴流口(4)的直径不大于搅拌器(6)的浆叶直径，内外夹套之间留有空隙。
2.按权利要求1所述的反应器，其特征在于所说的冷却蛇管在釜体(1)成盘状放置，下口与冷却液入口(11)相通，上口与冷却液出口(12)相通。
3.按权利要求1所述的反应器，其特征在于内夹套(2)同外夹套(3)之间的缝隙为3-5mm。
专利摘要一种夹套间歇式反应器，在釜体的内侧和外侧分别设有内外两层夹套，内夹套底部开有轴流口，内夹套的中下部开有若干个反应液回流孔，两层夹套间留有空隙，构成反应液的外循环回路，釜中安装搅拌器，并设置数排冷却盘管，冷却盘管的上口和下口分别与冷却液的出口和入口相通，本实用新型的反应器可保证反应在最佳条件下进行，单位容积换热面积大、搅拌效果好、产品收率高，生产能力大，容易操作，特别适用于如二氧化硫脲生产及象硝化、磺化等需要高传热和传质速度的反应，是一新型的化工反应设备。
文档编号B01J14/00GK2067601SQ8922027
公开日1990年12月19日 申请日期1989年11月25日 优先权日1989年11月25日
发明者张海峰, 刘亨远, 侯钰, 高银萍 申请人:河北师范大学