专利名称：氯化反应装置的制作方法
技术领域：
本发明创造涉及氯化反应装置，主要用于一氯甲烷和氯气在催化剂作 用下，在氯化反应装置内进行反应，生成含有氯化氢的甲垸氯化物混合物。
技术背景国际上最为先进的甲垸氯化物生产工艺技术是甲醇法。氯化反应装置 是甲醇法生产环节中的核心设备，是生产工艺流程中一氯甲烷低温液相催化氯化的反应装置。50年代仅有以乙醛、氯油为原料的生产氯仿和以二硫 化碳为原料生产四氯化碳的装置，生产规模较小，工艺技术落后。近年来， 国内企业通过各种途径引进国外先进技术和科技成果，90%采用引进甲醇 法技术和引进关键设备，但设备材料价格高，物料反应效率不高，且反应 不完全；能量消耗大，环保效果不明显。 发明内容为了解决上述问题，本发明创造提供一种反应可在较低温度下进行， 并且氯气的转化率几乎接近100%，避免了氯气在反应器内的积聚，有效地 防止了爆炸发生;产品比例可以通过调节CH3C1/Cl2配比以及控制反应条件 来实现；设备制造成本低，完全国产化。为了实现上述目的，本发明创造采用的技术方案是氯化反应装置-由喷射混合器、内导流筒和氯化反应器组成，喷射混合器与氯化反应器连 接，内导流筒置于氯化反应器内；喷射混合器由氯气进口管、平盖、筒体、喷嘴和混合气进口管组成 物料腔，氯气进口管穿过平盖插入筒体内，筒体通过法兰与短节连接，短 节与变径段连接，变径段上设有测温口，变径段与喷射管连接，喷射管上 端设有喷嘴；喷射管穿过氯化反应器伸入内导流筒内；内导流筒包括筒体、加强筋、支持板、吊耳和限位块，内导流筒通过支持板及限位块与氯化反应器配合；氯化反应器封头与筒体连接组成设备主体，筒体下端设有人孔，筒 体内壁上设有连接板和支撑板，用于固定并限位内导流筒，测温口分布在 筒体上，测温口伸入内导流筒内，筒体上设有物料出口和支座。本发明创造的主要技术指标如表1。表l主要技术指标项目容器最高工作压力MPa0.74设计压力MPa2.25最高/低工作温度°C430设计温度°C480物料名称HCl、 CH3OH、 CH3C1和Cb等混合气物料特性易燃、高度危害腐蚀裕量mm1.5液压试验压力MPa3.47气密性试验压力MPa2.25AB类焊缝系数1.0全容积m317.2本发明创造的有益效果是1、内导流筒的作用是为混合气体提供反应空间，使混合气体能够集 中反应。另外，内导流筒与氯化反应器间的间隙是为了使混合气体进行循 环反应，提高反应效率。原来进口的结构存在的缺点是反应空间小，循环 慢，效率低。为了解决这一难题，调整了内导流筒的结构。具体措施为 加长内导流筒的长度以及加大内导流筒与氯化反应器间的间隙，内导流筒的长度在4.2~4.5米之间，内导流筒与氯化反应器间的间隙为142-145毫米。 通过这两个关键尺寸的调整，增大了混合气体反应的区域，为混合气提供 充足的反应空间。另外，通过加大内导流筒与氯化反应器间的间隙，可以加速混合气的内部循环，反复进行反应，从而提高了反应效率。2、喷嘴的出口侧直径进行了更改，由原来的4)70改为d)80。原有喷嘴 的缺点为出口直径小，喷射距离远，使反应器的反应中心区域位置比较高， 致使没有反应完全的混合气体进入了下一个系统，影响了产品的质量。经 过理论计算和试验测试，喷嘴直径改为小80能够把反应中心区域下调，从 而使反应气体充分进行混合，完全反应后，混合气体才进入下一系统。3、设备材料为Inconel600， Inconel600具有理想的强度、加工性、 耐蚀和耐热性能。有良好的抗高温氧化、腐蚀、冷热加工性能及低温力学 性能。Incond600在氧化中性介质中的抗氧化性能比纯镍好，抗氧化温度可 高达118(TC。含有高的镍使其耐还原性介质，无论在高浓度氯化物中，还 是在含OH"的苛性溶液中具有优良的耐应力腐蚀性能。尤其耐氯离子应力 腐蚀，这种合金不会发生氯离子的应力腐蚀裂纹。含铬量高也使其在高温 氧化性介质中具有耐蚀性。尤其是耐干氯气和氯化氢腐蚀，温度可高达650 °C。因而，Inconel600合金可以耐高温氯气和高温氯化氢，在高温下具有抗 苛性碱和卤素的腐蚀性能。通过本发明创造生产出来的产品质量好，甲烷氯化物含量可提高到 99.99%，完全能满足有机硅、有机氟的生产；产品间比例调节幅度大，二 氯甲烷和三氯甲烷比例可从20: 80调整到80: 20;节能降耗好；环保效益 显著，四氯化碳生产比例可由现在的40%左右控制在2%。本发明创造可 以使反应在较低温度下进行，并且氯气的转化率几乎接近100%，避免了氯 气在反应器内的积聚，有效地防止了爆炸发生。
图l:本发明创造的整体结构示意图； 图2:喷射混合器结构示意图； 图3:内导流筒结构示意图； 图4:是图3中A向视图；图5:是图3的俯视图； 图6:氯化反应器结构示意图； 图7:喷嘴结构示意图； 图8:是图7的俯视图。
具体实施例方式
如图1所示，氯化反应装置，由喷射混合器l、内导流筒2、氯化反应 器3组成，喷射混合器1与氯化反应器3通过设备法兰109固定连接，内 导流筒2置于氯化反应器3内。
如图2所示，喷射混合器l:由氯气进口管101、平盖102、筒体103、 喷嘴104和混合气进口管113组成物料腔，氯气进口管101穿过平盖102 插入筒体103内，喷嘴104的出口侧直径为4)80，筒体103通过法兰105 与短节106连接，短节106与变径段107连接，变径段107上设有测温口 112，变径段107与喷射管110通过法兰108连接，喷射管110上端设有喷 嘴lll，喷嘴lll出口侧直径为4>80;喷射管110穿过氯化反应器3伸入内 导流筒2内。氯气通过氯气进口管101， 一氯甲烷等混合气体通过混合器进 口管113进入物料腔内，在物料腔内进行初步混合，经由变径段107，通过 喷射管110，由喷嘴111喷射进入内导流筒2内。在喷射混合器1内，物料 在通过变径段107的过程中，还可以进一步混合，再由喷嘴111喷射进入 内导流筒2内，因而物料可以达到良好的接触，使反应能够充分。通过测 温口 112检测变径段107内混合气温度，为氯化反应器3外部加热提供前 提参数。
如图3 图5所示，内导流筒2:包括筒体201、加强筋202、支持板 203、吊耳204和限位块205;内导流筒2通过支持板203及限位块205与 氯化反应器3配合。本实施例中内导流筒2的长度设置为4.5米，内导流筒 与氯化反应器内筒间的间隙设置为145毫米。内导流筒2为混合气体提供 反应空间，使混合气体能够集中反应。内导流筒2与氯化反应器3的内筒间的间隙是为了使混合气体进行循环反应，提高反应效率。
如图6所示，氯化反应器3:封头306与筒体308通过设备法兰305连 接组成设备主体，筒体308长度为10米，筒体308的长度能够间接控制混 合气反应，使反应充分；筒体308下端设有人孔301，人孔301兼与喷射混 合器1连接，并能进行检修与更换设备零件。筒体308内壁上设有连接板 302和支撑板303，用于固定并限位内导流筒2,与内导流筒2中支持板203 及限位块205间隙配合，为混合气体提供反应空间。测温口 304分布在筒 体308上，测温口 310伸入内导流筒2内，通过测温口测量并控制各处物 料温度，为物料反应的温度提供基础参数。筒体308上设有物料出口 307 和支座309。最终成品物料由物料出口 307出去。整个反应过程由各处测温 口 304监控，能够保证反应稳定并完全。
所用的材料
氯化反应器装置采用Inconel600材料，法兰采用Inconel600锻件，喷 嘴采用Monel材料。
本发明创造的工作原理是介质分别通过氯气进口管和混合器进口管 在物料腔内进行初步混合，在变径段内进一步混合，经由变径段，通过喷 射管，由喷嘴喷射进入内导流筒内，氯化反应器外部进行电加热，由测温 口控制温度，达到介质反应温度时，在内导流筒内进行充分反应，氯化反 应器间断设置测温口，以控制并调节氯化反应器内温度，使介质在氯化反 应器内腔持续进行反应，最终生成物料由物料出口出去，完成循环系统和 一氯甲烷低温液相催化氯化系统。
权利要求
1、氯化反应装置，其特征在于由喷射混合器(1)、内导流筒(2)和氯化反应器(3)组成，喷射混合器(1)与氯化反应器(3)连接，内导流筒(2)置于氯化反应器(3)内；喷射混合器(1)由氯气进口管(101)、平盖(102)、筒体(103)、喷嘴(104)和混合气进口管(113)组成物料腔，氯气进口管(101)穿过平盖(102)插入筒体(103)内，筒体(103)通过法兰(105)与短节(106)连接，短节(106)与变径段(107)连接，变径段(107)上设有测温口(112)，变径段(107)与喷射管(110)连接，喷射管(110)上端设有喷嘴(111)；喷射管(110)穿过氯化反应器(3)伸入内导流筒(2)内；内导流筒(2)包括筒体(201)、加强筋(202)、支持板(203)、吊耳(204)和限位块(205)，内导流筒(2)通过支持板(203)及限位块(205)与氯化反应器(3)配合；氯化反应器(3)封头(306)与筒体(308)连接组成设备主体，筒体(308)下端设有人孔(301)，筒体(308)内壁上设有连接板(302)和支撑板(303)，用于固定并限位内导流筒(2)，测温口(304)分布在筒体(308)上，测温口(310)伸入内导流筒(2)内，筒体(308)上设有物料出口(307)和支座(309)。
2、 按照权利要求1所述的氯化反应装置，其特征在于所述的内导流筒 (2)的长度为4.2~4.5米，内导流筒(2)与氯化反应器(3)间的间隙为142-145毫米。
全文摘要
本发明创造涉及氯化反应装置。采用的技术方案是由喷射混合器、内导流筒和氯化反应器组成，喷射混合器与氯化反应器连接，内导流筒置于氯化反应器内；喷射混合器由氯气进口管、平盖、筒体、喷嘴和混合气进口管组成物料腔，短节分别连接筒体和变径段，变径段与喷射管连接，喷射管穿过氯化反应器伸入内导流筒内；内导流筒包括筒体、加强筋、支持板、吊耳和限位块，内导流筒通过支持板及限位块与氯化反应器配合；氯化反应器封头与筒体组成设备主体，筒体下端设有人孔，连接板和支撑板用于固定并限位内导流筒，筒体上设有测温口、物料出口和支座。本发明创造节能降耗好；环保效益显著，四氯化碳生产比例可由现在的40％左右控制在2％。
文档编号B01J19/00GK101623614SQ20091001306
公开日2010年1月13日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者孟庆海, 宋长胜, 杨杰修, 杨殿强, 梁显军, 马艳波 申请人:沈阳东方钛业有限公司