本發明涉及化工設備領域的一種反應器,尤其是一種乙炔法合成氯乙烯的反應器。
背景技術:
化學反應器是化工生產的核心設備,其技術的先進程度對化工生產有著重要的影響,直接影響裝置的投資規模和生產成本。也是化工生產過程的心臟,從原料經過反應器到我們想要的產品。
化學反應器主要有管式反應器、釜式反應器、有固體顆粒床層的反應器和塔式反應器。其中,釜式反應器由長徑比較小的圓筒形容器構成,常裝有機械攪拌或氣流攪拌裝置,可用于液相單相反應過程和液液相、氣液相、氣液固相等多相反應過程。用于氣液相反應過程的稱為鼓泡攪拌釜;用于氣液固相反應過程的稱為攪拌釜式漿態反應器。
有固體顆粒床層的反應器,又稱固定床反應器或者填充床反應器,裝填有固體催化劑或固體反應物用以實現多相反應過程的一種反應器床層靜止不動,流體通過床層進行反應;它與流化床反應器及移動床反應器的區別在于固體顆粒處于靜止狀態。固定床反應器主要用于實現氣固相催化反應,如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉化爐等。用于氣固相或液固相非催化反應時,床層則填裝固體反應物。
目前,在乙炔合成氯乙烯的反應中,由于固定床反應器返混小、催化劑機械損耗小、結構簡單,相對流化床具有一定的優勢,但其傳熱差,乙炔合成氯乙烯的過程為放熱反應,反應放熱量很大,即使是列管式反應器也可能出現飛溫,即反應溫度失去控制,急劇上升,超過允許范圍,影響合成效果;而操作過程中催化劑耗損后一般不可更換或者補充,并且對反應器的耐腐蝕性要求較高,上述均是導致反應器中氯乙烯合成效率低,氯乙烯合成效果不佳的原因。
技術實現要素:
本發明的發明目的在于:針對上述存在的問題,提供一種乙炔法合成氯乙烯的反應器,通過對反應器進行結構上的改進,使得本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器散熱效果和耐腐蝕性好,氯乙烯合成效率高且效果佳,其結構簡單,安裝便捷,能進一步地在固定床反應器內進行乙炔法合成氯乙烯的反應中發揮優勢。
本發明采用的技術方案如下:
本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器,它包括反應器本體、反應機構和冷卻機構;所述反應器本體上設有進氣口和出氣口;所述反應器本體內是反應機構;所述反應器本體上還設有冷卻機構;所述反應器本體由上殼體、筒體和下殼體連接而成;所述上殼體、筒體和下殼體從上至下依次連接,所述冷卻機構位于反應器本體和反應機構之間;所述反應機構上還連接有轉動裝置。
由于采用上述結構,反應機構在轉動裝置的作用下可在反應的同時旋轉散熱,在冷卻機構與反應機構的不停轉動下,均勻的反應機構接觸,達到良好的散熱效果,保證氯乙烯合成反應的有序進行;本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器,其結構簡單,反應器散熱效果和耐腐蝕性好,安裝便捷,能進一步地在固定床反應器內進行乙炔法合成氯乙烯的反應中發揮優勢,能有效的改善所得產品質量。
本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器,所述反應機構包括反應筒和催化劑;所述催化劑填充在整個反應筒內;所述反應筒通過隔板架設在筒體內。
由于采用上述結構,反應筒通過隔板架設安裝,保證了反應筒的結構穩定性,也保證氯乙烯與催化劑的正常穩定反應。
進一步地,所述反應筒上端有若干進氣孔,反應筒下端通過錐形底蓋與出氣口連接;所述錐形底蓋與反應筒的連接處還設有底板。
由于采用上述結構,反應筒伸出隔板端上設有若干進氣孔,便于進氣口內進入的反應氣體能通過進氣進入反應筒,進氣孔使得反應氣體的分流進入反應筒內,與反應筒內的催化劑充分接觸并充分反應,有益于氯乙烯的合成反應,提高氯乙烯的反應效率,保證了生成所得氯乙烯的質量品質;最后產品通過錐形底蓋匯集一起從出氣口排出。
更進一步地,所述隔板包括隔板一和隔板二,隔板一和隔板二分別位于反應筒的上端和下端;所述隔板一和隔板二水平平行設置;所述隔板一密封連接在反應筒與筒體之間;所述隔板二為密封板或者篩孔板。
由于采用上述結構,隔板的密封安裝,使得隔板與筒體、反應筒之間形成密閉空間,用于冷卻機構作用,保證了冷卻機構的冷卻作用和良好的冷卻效果。
本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器,所述冷卻機構由筒體和冷卻液組成;所述筒體圍設在反應筒外側,并與反應筒之間形成一定寬度的間隙;所述間隙用于填充冷卻液;所述筒體的上端設有冷卻液進口,筒體下端設有冷卻液出口。
進一步地,所述所述冷卻液進口和冷卻液出口在兩者所在橫截面的對角上相對設置。
由于采用上述結構,冷卻液進口和冷卻液出口呈對角設置在筒體的軸向橫截面上,使得冷卻液進入該筒體與反應筒形成的間隙中后能最長時間的與反應筒接觸,發揮冷卻液的最長冷卻時效,實現良好的冷卻效果,同時也避免了冷卻液的浪費,造成生產成本增加的問題。
本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器,所述轉動裝置包括轉軸、轉動軸承和驅動電機;所述轉軸與反應筒上端連接,并伸出上殼體外與驅動電機連接;所述反應筒下端與下殼體通過轉動軸承連接;所述轉軸與上殼體之間也通過轉動軸承連接;所述轉軸通過聯軸器連接至驅動電機。
由于采用上述結構,反應筒上端通過軸連接至驅動電機,轉軸通過轉動軸承與上殼體連接,反應筒下端錐形底蓋連接的出氣管道伸出下殼體,下殼體與出氣管帶也同樣以轉動軸承連接的方式連接;轉動軸承的結構設計使得反應筒體可相對反應器本體在驅動機構的作用下以一定轉動速度轉動,從而與冷卻液充分接觸,實現良好的冷卻效果,保證反應高效有序的反應。
本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器,所述轉軸為通管結構,其上端口可通過密封裝置閉合;所述轉軸上還連接有補償管道;所述補償管道伸入反應筒;所述補償管道上布滿了若干散孔。
由于采用上述結構,補償管道的通管結構設計,可在一定使用周期之后,拆卸轉動裝置后,通過轉軸的開口想反應筒內補償一定量的催化劑,延長了催化劑整體更換的周期時長,提高了本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器的工作生命時長,在保證催化劑充足的條件下,保證了反應合成的充分性,并間接地降低了生產成本。
本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器,所述反應器材質為耐腐蝕合金鋼。
進一步地,所述耐腐蝕合金鋼,其含有的化學元素成分及其質量百分比為:C:1.2%、Cr:13%、Ni:4.8%、Nb:1.0%、V:3.0%、Si:0.5%、Ti:11%、Cd:0.18%、Zr:0.1%、P≤0.05、S≤0.03、余量為Fe。
由于采用上述的耐腐蝕合金鋼,本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器耐腐蝕較好,能保證反應器各個直接與反應物料接觸結構部件不被腐蝕損壞,延長各零部件的使用壽命,保證了反應器的使用壽命,能有效的減少后續的成本投入。
綜上所述,由于采用了上述技術方案,本發明的有益效果是:
1、本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器,其結構簡單,安裝操作便捷,經濟適用;
2、通過將反應筒設置為可轉動結構,能有效的提高其散熱效果,提高氯乙烯合成反應的合成效率;
3、本發明的乙炔法合成氯乙烯的反應器充分發揮固定床反應器的優勢,所得氯乙烯產品質量佳;
4、該乙炔法合成氯乙烯反應器采用專門的耐腐蝕合金鋼,耐腐性效果好,使用壽命長;
5、該反應器能在一定程度上補充催化劑,延長催化劑的使用和更換周期,降低了生產成本。
附圖說明
圖1本發明的一種乙炔法合成氯乙烯的反應器的結構示意圖;
圖中標記:1-反應器本體,2-上殼體,21-進氣口,3-筒體,31-冷卻液進口,32-冷卻液出口,33-冷卻液,4-下殼體,5-反應筒,51-進氣孔,52-錐形底蓋,53-底板,6-催化劑,7-轉軸,71-補償管道,72-散孔,8-轉動軸承,9-出氣口,10-聯軸器,11-驅動電機,12-轉動軸承,13-隔板一,14-隔板二。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作詳細的說明。
為了使發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合實施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。
實施例1
如圖1所示,一種乙炔法合成氯乙烯的反應器,它包括反應器本體1、反應機構和冷卻機構;反應器本體1上設有進氣口21和出氣口9;反應器本體1內是反應機構;反應器本體1上還設有冷卻機構;反應器本體1由上殼體2、筒體3和下殼體4連接而成;上殼體2、筒體3和下殼體4從上至下依次連接,冷卻機構位于反應器本體1和反應機構之間;反應機構上還連接有轉動裝置。
反應機構包括反應筒5和催化劑6;所述催化劑6填充在整個反應筒5內;所述反應筒5通過隔板架設在筒體3內。反應筒5上端有若干進氣孔51,反應筒5下端通過錐形底蓋52與出氣口9連接;所述錐形底蓋52與反應筒5的連接處還設有底板53。隔板包括隔板一13和隔板二14,隔板一13和隔板二14分別位于反應筒5的上端和下端;所述隔板一13和隔板二14水平平行設置;所述隔板一13密封連接在反應筒5與筒體3之間;所述隔板二14為密封板或者篩孔板。
冷卻機構由筒體3和冷卻液33組成;所述筒體3圍設在反應筒5外側,并與反應筒5之間形成一定寬度的間隙;所述間隙用于填充冷卻液33;所述筒體3的上端設有冷卻液進口31,筒體3下端設有冷卻液出口32,其中,冷卻液進口31和/或冷卻液進出口32的可以為若干個,布置在筒體3上,同時注入冷卻液對反應筒5進行冷卻作用;且冷卻液出口32也可設置在下殼體4上,本方案不限制冷卻液進出口的位置和數量,僅以冷卻液進口31和冷卻液出口32在兩者所在橫截面的對角上相對設置的位置為例進行圖示。
轉動裝置包括轉軸7、轉動軸承和驅動電機11;所述轉軸7與反應筒5上端連接,并伸出上殼體2外與驅動電機11連接;所述反應筒5下端與下殼體4通過轉動軸承12連接;所述轉軸7與上殼體2之間也通過轉動軸承8連接;所述轉軸7通過聯軸器10連接至驅動電機11。轉軸7為通管結構,其上端口可通過密封裝置閉合;所述轉軸7上還連接有補償管道71;所述補償管道71伸入反應筒5;所述補償管道71上布滿了若干散孔72。
該乙炔法合成氯乙烯的反應器,反應器材質為耐腐蝕合金鋼。所述耐腐蝕合金鋼,其含有的化學元素成分及其質量百分比為:C:1.2%、Cr:13%、Ni:4.8%、Nb:1.0%、V:3.0%、Si:0.5%、Ti:11%、Cd:0.18%、Zr:0.1%、P≤0.05、S≤0.03、余量為Fe。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明保護范圍之內。