一种高温紫外光照射氯化装置的制作方法

1.本实用新型属于化工设备技术领域，涉及氯化装置，具体涉及一种微通道合成opp的反应装置。


背景技术：

2.传统紫外光照射氯化装置氯气气体的导入方式是直接将通气管伸入反应釜底部，或者是使用单圈的通气管来扩大相应的通气面积，但是这些方法，气体分布的均匀性难以控制，存在气体分布不均匀，接触面积小，影响反应效率和产品含量等问题。
3.传统紫外光照射氯化装置的光氯化反应装置多数是由反应器、光源、热交换器等组成。光源一般采用外罩式光源，反应效率慢，成本高，紫外灯照射为工人的职业健康和人身安全带来挑战。而采用内嵌式光源一般在反应釜上顶设置插入式石英紫外灯护罩，其易沾上物料粉尘污垢，不利于清理，时间一长也会造成光照效率降低，并且内嵌式光源存在高温条件下护罩爆裂，紫外灯损坏的危险。
4.紫外光照射氯化技术有时候需要光引发剂偶氮二异丁腈或者过氧化苯甲酰等，这些引发剂虽然可以引发或者加速氯化反应的进行，但是引发温度较为固定，限制了氯化反应的应用，反应过程中也会生成一定量的副产物，反应完毕后积聚在反应器底部不利于清理并对后续的反应进程造成不利影响。相应的，依靠紫外灯光照本身引发则需要一定高的温度，但是不会产生引发剂带来的相关杂质。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种高温紫外光照射氯化装置，解决现有技术中的氯化装置的反应效率有待进一步提升的技术问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
7.一种高温紫外光照射氯化装置，包括反应釜，所述的反应釜的顶部设置有进气口，进气口与进气阀门相连，进气阀门与反应釜外部的气体压缩机相连。
8.所述的进气口通过进气总管与布气管相连，布气管包括与进气总管相连通的多个顶部布气管，多个顶部布气管从反应釜内靠近顶部的中心位置向外呈辐射状分布，顶部布气管与侧壁布气管相连通，侧壁布气管靠近反应釜的釜体内壁布设。
9.所述的顶部布气管与侧壁布气管上都均匀开设有多个布气孔。
10.所述的反应釜的顶部设置有出气口，出气口与出气阀门相连。
11.所述的反应釜内设置有经过底部的降温盘管，所述的反应釜内的底部安装有紫外灯灯罩，紫外灯灯罩内安装有环形紫外灯管，环形紫外灯管套装在降温盘管上。
12.本发明还具有如下技术特征：
13.所述的侧壁布气管包括多个横布气支管和多个纵布气支管，横布气支管和纵布气支管相互连通。
14.所述的进气口与进气阀门之间设置有气体流量表。
15.所述的出气阀门通过管道与一级水吸收罐的进气端相连，一级水吸收罐的出气端通过管道与二级碱吸收罐的进气端相连，二级碱吸收罐的出气端通过管道与三级碱吸收罐的进气端相连。
16.所述的降温盘管与反应釜外部的低温循环泵相连进行冷媒的循环。
17.所述的紫外灯罩采用石英紫外灯灯罩，紫外灯罩密封安装在反应釜的底部。
18.所述的反应釜的顶部开设有固体进料口和液体进料口；所述的反应釜的顶部通过管道连接有冷凝器，冷凝器通过管道与液体接收罐相连；所述的反应釜的底部的侧壁上开设有固体放料口。
19.所述的固体进料口设置有密封垫进行密封，固体进料口配套有搪瓷釜盖，搪瓷釜盖与反应釜主体通过法兰紧连；所述的液体进料口设置有密封垫进行密封，液体进料口通过输液管道与储液罐相连，输液管道上设置有液体流量计和输液阀门。
20.所述的反应釜内设置有搅拌器，搅拌器通过安装在反应釜外顶部的搅拌电机驱动。
21.所述的反应釜的顶部还设置有观察窗、放空阀、温度计、压力表；所述的反应釜的侧壁上还设置有密封取样器和液位计量器；所述的反应釜的下部外壁上设置有高频控温夹套。
22.本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
23.(ⅰ)本实用新型的装置能够使反应过程氯气在溶剂中均匀性分布，有利于反应平稳进行，底物转化彻底，可减少逸出液面的气体量，降低能耗；同时提高气-液混合效果，提高反应体系氯气浓度，提高反应效率。
24.(ⅱ)本实用新型的装置能够加热迅速，降温快捷，可以缩短反应时间，避免因升温和降温过程中反应体系进一步发生副反应的几率。
25.(ⅲ)本实用新型的装置能够避免石英灯罩在反应釜上方内嵌时易污染的情况发生，易于拆卸清理。紫外灯灯管内设有降温设施可以减少紫外灯功率衰减，有利于促进光照反应进行，延长紫外灯使用寿命。紫外灯设置于反应液下方紧靠反应液可以充分利用紫外光照提高能源利用率。
附图说明
26.图1为高温紫外光照射氯化装置的整体结构示意图。
27.图2为布气管的结构示意图。
28.图3为环形紫外灯管的装配结构示意图。
29.图中各个标号的含义为：1-反应釜，2-进气口，3-进气阀门，4-进气总管， 5-布气管，6-出气口，7-出气阀门，8-降温盘管，9-紫外灯灯罩，10-环形紫外灯管，11-高频控温夹套，12-气体流量表，13-一级水吸收罐，14-二级碱吸收罐， 15-三级碱吸收罐，16-低温循环泵，17-固体进料口，18-液体进料口，19-冷凝器，20-液体接收罐，21-固体放料口，22-储液罐，23-液体流量计，24-输液阀门，25
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搅拌器，26-搅拌电机，27-观察窗，28-放空阀，29-温度计，30-压力表，31-密封取样器，32-液位计量器。
30.501-顶部布气管，502-侧壁布气管，503-布气孔。
31.50201-横布气支管，50202-纵布气支管。
32.以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
33.需要说明的是，本实用新型中的所有部件和设备，如无特殊说明，全部均采用现有技术中已知的部件和设备。例如密封取样器、液位计量器和高频控温夹套均采用现有技术中已知的设备。
34.本实施例的装置的各条管路上均根据需要设置有阀门，并根据工艺要求进行开启或关闭。本实用新型中所有的阀门均采用现有技术中常用的阀门。
35.遵从上述技术方案，以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
36.实施例：
37.本实施例给出一种高温紫外光照射氯化装置，如图1所示，包括反应釜1，反应釜1的顶部设置有进气口2，进气口2与进气阀门3相连，进气阀门3与反应釜 1外部的气体压缩机相连。
38.如图2所示，进气口2通过进气总管4与布气管5相连，布气管5包括与进气总管4相连通的多个顶部布气管501，多个顶部布气管501从反应釜1内靠近顶部的中心位置向外呈辐射状分布，顶部布气管501与侧壁布气管502相连通，侧壁布气管502靠近反应釜1的釜体内壁布设。
39.顶部布气管501与侧壁布气管502上都均匀开设有多个布气孔503。
40.反应釜1的顶部设置有出气口6，出气口6与出气阀门7相连。
41.如图3所示，反应釜1内设置有经过底部的降温盘管8，反应釜1内的底部安装有紫外灯灯罩9，紫外灯灯罩9内安装有环形紫外灯管10，环形紫外灯管10套装在降温盘管8上。
42.本实施例中，反应釜1的釜体为耐酸碱搪瓷釜。内壁贴有一层防腐层。可以耐氯气的侵蚀。
43.本实施例中，进气阀门3为三通通气阀，可以自由切换惰性气体和氯气两种气体的通入。在通氯反应前通入干燥的氮气或者氦气使反应体系保持干燥。通氯过程结束后通入干燥的氮气或者氦气吹扫反应中的余氯。
44.本实施例中，相邻两个布气孔503的间距为50-80mm，布气孔503的直径为 20-30mm左右。
45.作为本实施例的一种优选方案，侧壁布气管502包括多个横布气支管50201 和多个纵布气支管50202，横布气支管50201和纵布气支管50202相互连通。
46.作为本实施例的一种优选方案，进气口2与进气阀门3之间设置有气体流量表12。
47.作为本实施例的一种优选方案，出气阀门7通过管道与一级水吸收罐13的进气端相连，一级水吸收罐13的出气端通过管道与二级碱吸收罐14的进气端相连，二级碱吸收罐14的出气端通过管道与三级碱吸收罐15的进气端相连。
48.作为本实施例的一种优选方案，降温盘管8与反应釜1外部的低温循环泵16 相连进行冷媒的循环。进一步优选的，降温盘管8内降温时通入可循环使用的低温乙二醇溶液。本实施例中，环形紫外灯管10环绕着耐高温耐紫外照射的降温盘管8，降温盘管8中有耐高
温冷媒，冷媒通过低温循环泵16实现低温循环，为环形紫外灯管10提供降温条件。
49.作为本实施例的一种优选方案，紫外灯罩9采用石英紫外灯灯罩，紫外灯罩 9密封安装在反应釜1的底部。
50.作为本实施例的一种优选方案，反应釜1的顶部开设有固体进料口17和液体进料口18；反应釜1的顶部通过管道连接有冷凝器19，冷凝器19通过管道与液体接收罐20相连；反应釜1的底部的侧壁上开设有固体放料口21。
51.作为本实施例的一种优选方案，固体进料口17设置有密封垫进行密封，固体进料口17配套有搪瓷釜盖，搪瓷釜盖与反应釜主体1通过法兰紧连；液体进料口18设置有密封垫进行密封，液体进料口18通过输液管道与储液罐22相连，输液管道上设置有液体流量计23和输液阀门24。
52.作为本实施例的一种优选方案，反应釜1内设置有搅拌器25，搅拌器25通过安装在反应釜1外顶部的搅拌电机26驱动。本实施例中，搅拌器25采用聚四氟乙烯多层涡轮式搅拌桨。布气管5的顶部设置有搅拌轴穿过的空间，搅拌器25的搅拌轴穿过布气管5的顶部，二者之间不会发生干涉，布气管5不会影响搅拌轴的正常转动。
53.作为本实施例的一种优选方案，反应釜1的顶部还设置有观察窗27、放空阀 28、温度计29、压力表30；反应釜1的侧壁上还设置有密封取样器31和液位计量器32；反应釜1的下部外壁上设置有高频控温夹套11。观察窗27便于观察反应釜 1内的反应情况。温度计29可以实时观测反应液温度，温度计29下端深入反应釜 1的2/3位置处。压力表30可以实时监测反应釜1内的压力情况。密封取样器31用于从反应釜1中取样，液位计量器32用于监测反应釜1内的液位，高频控温夹套 11用于控制反应釜1内的反应温度。
54.下面结合固体石蜡合成氯化石蜡的工艺，说明本实用新型的高温紫外光照射氯化装置的工作过程。
55.开启反应釜釜1的搪瓷釜盖，通过固体进料口17将一定量的固体石蜡加入到反应釜1中，关闭搪瓷釜盖。然后稀释剂从储液罐22经输液管道通过液体进料口 18进入反应釜1内的反应体系，用液体流量计23控制稀释剂流速。
56.开启搅拌电机26，搅拌器25开始转动搅拌，打开高频控温夹套11，将反应体系的反应温度加热至85～105℃，以温度计29显示的温度为准。开启进气阀门 3和出气阀门7，氯气通过进气总管4进入布气管5中，依次通过顶部布气管501和侧壁布气管502，并从布气孔503将氯气通入至反应体系中。通过压力表30观测通氯后体系内压力。通过气体流量表12监测气体流量，维持气体流量约500～ 600ml/min，由进气阀门3调节通入气体的快慢。氯气通过出气口6依次进入一级水吸收罐13，二级碱吸收罐14和三级碱吸收罐15进行吸收。
57.开启环形紫外灯管10，功率定为50～100w,开启冷媒循环，由低温循环泵16 提供动力，通过降温盘管8对环形紫外灯管10进行降温。
58.反应过程中通过观察窗27观察反应情况，通氯半小时后，通过固体进料口 17分批加入催化剂，通过密封取样器31取样检测含氯量达到目标含量时反应结束，氮气保护，加入稳定剂，通过固体放料口21放料，即得目标产品氯化石蜡。