产生自振荡的组合管式反应器放大装置的制作方法

本实用新型涉及属于化工反应器技术领域，尤其涉及一种产生自振荡的组合管式反应器放大装置。

背景技术：

目前使用的反应装置有间隙反应和连续反应过程，在间歇反应过程中，原料和催化剂多为从塔釜一次性加入，对于气相反应，这种加料方式无法保证原料与催化剂之间完全接触，且接触时间短，原料转化率低；在连续反应过程中，多采用固定床反应器和管式反应器，对于液体催化剂，采用固定床反应器不适用，采用管式反应器，一般反应管较长，低流速下，常见管式反应器易偏离理想管式反应器，对于放热反应过程来说，不易控制过程温度，易导致局部过热，产生安全隐患；高流速下，反应管较长，阻力大，能耗高。

技术实现要素：

本实用新型提供一种能使物料在第一列管式反应器和第二列管式反应器内形成周期性振荡流动的组合管式反应器放大装置，强化了管式反应器的传质与换热，使物料在低流速下具有较好的反应与温控效果。

为实现上述目的，本实用新型提出的产生自振荡的组合管式反应器放大装置，其包括依次串联且设置位置依次降低的搅拌反应釜、第一列管式反应器及第二列管式反应器，所述搅拌反应釜的物料通过液位差自行流入所述第一列管式反应器，所述第一列管式反应器与所述第二列管式反应器通过水平管道连通，三者组成U形物料通道，且所述第一列管式反应器的最高液位高于所述第二列管式反应器的最高液位。

优选的，所述搅拌反应釜包括具收容空间的釜体、设于所述釜体顶端的原料进料口、设于所述釜体底端的循环液出口以及设于釜体下部的溢流口，所述溢流口与所述第一列管式反应器的进液口连通且位于所述第一列管式反应器上方。

优选的，所述第一列管式反应器包括用于减少物料返混的多个第一折流板，所述第一列管式反应器的反应物料自位于上部的所述第一列管式反应器的进液口进入壳程，自位于下部的第二列管式反应器的出液口流出，反应物料在所述第一折流板的作用下形成折流或螺旋运动。

优选的，位于下部的所述第二列管式反应器的进液口通过所述水平管道与所述第一列管式反应器的出液口连通，所述第二列管式反应器包括用于减少物料返混的多个第二折流板，反应物料自所述第二列管式反应器的进液口进入壳程，在所述第二折流板的作用下形成折流或螺旋运动，自位于上部的所述第二列管式反应器的出液口流出。

优选的，还包括贮槽，所述第二列管式反应器的出液口与所述贮槽的入口通过管路连接，所述贮槽的入口低于所述第二列管式反应器的出液口一定距离。

优选的，所述贮槽的入口与所述第二列管式反应器的出液口之间的距离为所述第二列管式反应器高度的1/20～1/2。

优选的，还包括循环泵及换热装置，所述循环液出口、所述循环泵、所述换热装置及所述原料进料口依次连通，从所述循环液出口出来的物料经所述循环泵输送至所述换热装置换热后从所述原料进料口再次进入所述釜体。

优选的，反应原料经所述循环泵的入口加入。

优选的，所述换热装置为设于所述釜体外的换热器或设置于所述釜体内壁的换热盘管或设置于所述釜体外壁的换热夹层。

相较于现有技术，本实用新型提供的产生自振荡的组合管式反应器放大装置，具有以下有益效果：所述第一列管式反应器与所述第二列管式反应器通过水平管道连通，三者组成一个“U”形物料通道，且所述第一列管式反应器的液位高于所述第二列管式反应器的液位，以克服物料从所述第一列管式反应器流入所述第二列管式反应器的流动阻力，当所述第一列管式反应器的液位达到一定高度时，物料在位于上部的所述第二列管式反应器的出液口流速加快，当所述第一列管式反应器的液位降低到一定高度时，物料在所述第一列管式反应器与所述第二列管式反应器之间流动的速度降低，使得所述第一列管式反应器的液位升高，从而物料在所述第一列管式反应器与所述第二列管式反应器之间自动形成周期性的振荡流动，强化了管式反应器的传质与传热，使得物料在低流速下具有较好的反应与控温效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本实用新型提供的产生自振荡的组合管式反应器放大装置的示意图；

图2为本实用新型提供的产生自振荡的组合管式反应器放大装置的第一列管式反应器的结构示意图；

图3为本实用新型提供的产生自振荡的组合管式反应器放大装置的第二列管式反应器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，为本实用新型提供的产生自振荡的组合管式反应器放大装置的示意图。本实用新型提供的产生自振荡的组合管式反应器放大装置100包括依次串联且设置位置依次降低的搅拌反应釜10、第一列管式反应器30、第二列管式反应器50以及反应产物贮槽60。所述搅拌反应釜10的物料经液位差自行流入所述第一列管式反应器30。所述第一列管式反应器30和所述第二列管式反应器50通过水平管道90连通，三者组成U形物料通道，且所述第一列管式反应器30的液位高于所述第二列管式反应器50的液位，以克服物料从所述第一列管式反应器30流入所述第二列管式反应器50的流动阻力。第二列管式反应器50的最高液位高于所述反应产物贮槽60的入口。

所述搅拌反应釜10包括具收容空间的釜体11、设于所述釜体11顶端的原料进料口13、设于所述釜体11底端的循环液出口15以及设于釜体下部的溢流口17。反应原料自所述原料进料口13进入所述釜体11，需循环反应的物料从所循环液出口15流出经换热处理后再回到所述釜体11。所述溢流口17与所述第一列管式反应器30连通，从所述溢流口17流出的物料通过液位差自行流入所述第一列管式反应器30。

更进一步地，所述产生自振荡的组合管式反应器放大装置100还包括循环泵70及换热装置80，所述循环泵70一端连通所述循环液出口15，另一端与所述换热装置80连通。反应原料通过原料进料管线20输送至循环泵70的入口，反应原料和从所述循环液出口15出来的物料混合后一起经所述换热装置80换热后，再次从所述原料进料口13进入釜体11。

在本实施例中，所述换热装置80为设置于所述反应釜10外的换热器，在其他实施例中，也可以为在所述釜体11的内壁的设置换热盘管或在所述釜体11的外壁设置换热夹层，用于换热处理从所述循环液出口15出来的物料。

所述第一列管式反应器30包括具收容空间的第一反应器筒体31、分别设于所述第一反应器筒体31两端的第一上封头32和第一下封头33及固定于所述第一反应器筒体31的多个第一列管34。所述第一上封头32设置于所述第一反应器筒体31上端，所述第一下封头33设置于所述第一反应器筒体31下端。

用于反应物料进出的所述第一列管式反应器30的进液口35和出液口36分别设置于所述第一反应器筒体31的上部和下部，且位于所述第一反应器筒体31的相对侧，反应物料在壳程流动。所述第一列管式反应器30的进液口35与所述溢流口17连通，且所述溢流口17高于所述第一列管式反应器30一定距离，以形成液位差，使物料自行流入所述第一列管式反应器30的进液口35。用于热交换介质进出的所述第一列管式反应器30的热交换介质的进口37与出口38分别设置于所述第一下封头33的底端与所述第一上封头32的顶端，热交换介质在所述第一列管34中流动。

请参阅图2，为本实用新型提供的产生自振荡的组合管式反应器放大装置的第一列管式反应器的结构示意图。优选的，所述第一列管式反应器30还包括用于减少所述第一反应器筒体31内物料返混的多个第一折流板311。所述第一列管式反应器30的反应物料自位于上部的所述第一列管式反应器30的进液口35进入壳程，自位于下部的第二列管式反应器的出液口36流出，反应物料在所述第一折流板311的作用下形成折流或螺旋运动。

在本实施例中，所述第一折流板311的设置方式如下：所述第一折流板311垂直所述第一列管34设置，相邻的两个所述第一折流板311分别固定于相对的侧壁，在所述第一折流板311上开设有穿过所述第一列管34的通孔。当然，所述第一折流板311的形状和设置形式不限，只要其可以起到减少所述第一反应器筒体31内物料返混的作用均是本实用新型的宗旨。

请结合参阅图3，为本实用新型提供的产生自振荡的组合管式反应器放大装置的第二列管式反应器的结构示意图。所述第二列管式反应器50包括具收容空间的第二反应器筒体51、分别设于所述第二反应器筒体51两端的第二上封头52和第二下封头53以及固定于所述第二反应器筒体51的多个第二列管54。所述第二上封头52设置于所述第二反应器筒体51上端，所述第二下封头53设置于所述第二反应器筒体51下端。

用于反应物料进出的所述第二列管式反应器50的进液口55和出液口56分别设置于所述第二反应器筒体51的下部和上部，且分设于所述第二反应器筒体51的相对侧，反应物料在壳程流动。所述第二列管式反应器50的进液口55通过水平管道90与所述第一列管式反应器30的出液口36连通，即所述第二列管式反应器50的进液口55与所述第一列管式反应器30的出液口36位于同一水平高度。所述第一反应器筒体31、所述第二反应器筒体51及所述水平管道90三者组成一个U形物流通道，当所述第一列管式反应器30的液位达到一定高度时，物料在所述第二列管式反应器50的出液口56流速加快，当所述第一列管式反应器30的液位降低到一定高度时，物料在所述第一列管式反应器30与所述第二列管式反应器50之间流动的速度降低，由于虹吸原理，所述第一列管式反应器30的液位可以低于所述第二列管式反应器50的最高液位，但高于贮槽60入口61的液位。这时虹吸现象停止，物料进入贮槽60的流速减少或导致瞬间断流，所述第二列管式反应器50的物料部分返回所述第一列管式反应器30。由于反应物料不断流入所述第一列管式反应器30，使得所述第一列管式反应器30的液位升高，从而物料在所述第一列管式反应器30与所述第二列管式反应器50之间自动形成周期性的振荡流动，强化了管式反应器的传质与传热，使得物料在低流速下具有较好的反应与控温效果。

所述第二列管式反应器50的热交换介质的进口57与出口58分别设置于所述第二上封头52的顶端与所述第二下封头53的底端，热交换介质在所述第二列管54中流动。

所述第二列管式反应器50同样包括用于减少所述第二反应器筒体51内物料返混的多个第二折流板511。其设置方式同所述第一列管式反应器30中的第一折流板311的设置。反应物料自位于下部的所述第二列管式反应器50的进液口55流入进入壳程，在所述第二折流板511的作用下形成折流或螺旋运动，自位于上部的所述第二列管式反应器50的出液口56流出。

所述贮槽60的入口61与所述第二列管式反应器50的出液口56通过管路连接，且所述贮槽60的入口61低于所述第二列管式反应器50的出液口56一定距离。

优选的，所述贮槽60的入口61与所述第二列管式反应器50的出液口56之间的距离为所述第二列管式反应器50高度的1/20～1/2。

在本实施例中，所述搅拌反应釜10、第一列管式反应器30、第二列管式反应器50均设置有温度检测器，所述搅拌反应釜10还设置有液位检测器。

本实用新型提供的产生自振荡的组合管式反应器放大装置，具有以下有益效果：所述第一列管式反应器30的出液口36与所述第二列管式反应器50的进液口55通过水平管道90连通，三者组成一个“U”形物料通道，且所述第一列管式反应器30的液位高于所述第二列管式反应器50的液位，以克服物料从所述第一列管式反应器30流入所述第二列管式反应器50的流动阻力，当所述第一列管式反应器30的液位达到一定高度时，物料在所述第二列管式反应器50的出液口56流速加快，当所述第一列管式反应器30的液位降低到一定高度时，物料在所述第一列管式反应器30与所述第二列管式反应器50之间流动的速度降低，使得所述第一列管式反应器30的液位升高，从而物料在所述第一列管式反应器30与所述第二列管式反应器50之间自动形成周期性的振荡流动，强化了管式反应器的传质与传换热，使得物料在低流速下具有较好的反应与控温效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。