恒温滴流床反应器和反应装置的制作方法

1.本实用新型涉及反应设备技术领域，特别涉及一种恒温滴流床反应器和应用该恒温滴流床反应器的反应装置。


背景技术：

2.现有的滴流床反应器中，通过在反应管的外周设置电加热器，控制电加热器以实现对反应管的温度控制，这种换热方式容易造成反应物在反应时，反应管内部的温度容易出现局部过热、不均匀以及波动大等问题，不利于反应器应用。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种恒温滴流床反应器，旨在提升恒温滴流床反应器的换热的均匀性和稳定性。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的恒温滴流床反应器，包括：
5.反应管，所述反应管内部设有反应腔，所述反应管还设有连通所述反应腔的进料口和出料口，所述进料口和所述出料口分别位于所述反应管长度方向的两端；
6.第一换热管，所述第一换热管设于所述反应器的外侧，所述第一换热管与所述第一换热管的外周面围合形成有换热腔，所述换热腔用于容置换热介质；以及
7.第二换热管，所述第二换热管插设于所述反应腔内，所述第二换热管沿所述反应管的长度方向延伸设置，所述第二换热管内容置有换热介质。
8.在本实用新型的一实施例中，所述第二换热管的两端均与所述第一换热管连通。
9.在本实用新型的一实施例中，所述恒温滴流床反应器还包括温度探头，所述温度探头设于所述第二换热管内。
10.在本实用新型的一实施例中，所述反应管内形成有恒温区，所述温度探头对应设于所述恒温区。
11.在本实用新型的一实施例中，所述恒温滴流床反应器还包括支撑件，所述支撑件上填充催化剂，所述支撑件可拆卸地固定于所述第二换热管的外侧壁，并位于所述恒温区。
12.在本实用新型的一实施例中，所述支撑件包括固定孔和多个容纳孔，所述第二换热管插设于所述固定孔，多个所述容纳孔环设于所述固定孔的外侧。
13.在本实用新型的一实施例中，所述进料口和所述出料口均设有三通阀，所述第二换热管穿过所述三通阀伸入所述反应腔内。
14.在本实用新型的一实施例中，所述反应器包括：
15.管体，所述管体具有长度方向，所述管体的长度方向的两端分别形成所述进料口和所述出料口；
16.第一密封盖，所述第一密封盖连接于所述管体设有所述进料口的一端；
17.液滴发生器，所述液滴发器与所述第一密封盖固定连接，所述液滴发器使流经所述进料口的反应溶液形成滴流；以及
18.第二密封盖，所述第二密封盖连接于所述管体设有所述出料口的一端；
19.所述第二换热管的两端分别贯穿所述第一密封盖和所述第二密封盖。
20.在本实用新型的一实施例中，所述液滴发生器设有进液口和多个出液口，多个所述出液口均与所述进液口连通，多个所述出液口沿所述液滴发生器的端面周向间隔均布设置。
21.本实用新型还提供了一种反应装置，所述反应装置包括所述的恒温滴流床反应器。
22.本实用新型技术方案的恒温滴流床反应器包括反应管、第一换热管以及第二换热管，其中，第一换热管设于反应器的外侧，第二换热管设于反应管的反应腔的内部，且，第一换热管和第二换热管内均容置有换热介质。工作时，容置于反应腔的反应物放热，如此，第一换热管和第二换热管可以分别从反应器的内部和外部实现换热，从而避免了反应腔的反应放热聚集而造成的局部热量过高的问题，以确保反应腔内各个区域的温度均匀，提升了恒温滴流床反应器的换热的均匀性，同时，通过分别在反应器的外侧和内侧设置第一换热管和第二换热管，还提升对反应温度控制的精度，以提升反应的质量。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本实用新型恒温滴流床反应器一实施例的结构示意图；
25.图2为图1中剖视图；
26.图3为图2中的a部放大图；
27.图4为图2中b部放大图；
28.图5为液滴发生器的结构示意图；
29.图6为支撑件的结构示意图。
30.附图标号说明：
31.标号名称标号名称100恒温滴流床反应器17第二密封盖10反应管30第一换热管11管体31热管入口111进料口33换热出口113出料口50第二换热管13第一密封盖60支撑件15液滴发生器61固定孔151进液口63容纳孔153出液口70三通阀
32.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
33.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.需要说明，本实用新型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。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/ 或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
37.本实用新型提出一种恒温滴流床反应器100。
38.参照图1至图2，本实用新型提出的恒温滴流床反应器100，包括：
39.反应管10，所述反应管10内部设有反应腔，所述反应管10还设有连通所述反应腔的进料口111和出料口，所述进料口111和所述出料口分别位于所述反应管10长度方向的两端；
40.第一换热管，所述第一换热管设于所述反应器的外侧，所述第一换热管与所述第一换热管的外周面围合形成有换热腔，所述换热腔用于容置换热介质；以及
41.第二换热管，所述第二换热管插设于所述反应腔内，所述第二换热管沿所述反应管10的长度方向延伸设置，所述第二换热管内容置有换热介质。
42.本实用新型技术方案的恒温滴流床反应器100包括反应管10、第一换热管以及第二换热管，其中，第一换热管设于反应器的外侧，第二换热管设于反应管10的反应腔的内部，且，第一换热管和第二换热管内均容置有换热介质。工作时，容置于反应腔的反应物发热，如此，第一换热管和第二换热管可以分别从反应器的内部和外部实现换热，从而避免了反应腔的反应放热聚集而造成的局部热量过高的问题，以确保反应腔内各个区域的温度均匀，提升了恒温滴流床反应器100的换热的均匀性，同时，通过分别在反应器的外侧和内侧设置第一换热管和第二换热管，还提升对反应温度控制的精度，以提升反应的质量。
43.需要说明的是，本实用新型方案中，反应管10的长径比》30第二密封盖。第一换热管的长度略小于反应管10的长度，以便于与第一换热管与反应管10 固定，而第二换热管的长度略大于反应管10的长度，以便于第二换热管贯穿反应管10的长度。其中，第一换热管和
第二换热管可以是独立设置的，即第一换热管内换热介质独自形成循环回路，第二换热管内的换热介质也可以独自形成换热回路。在一实施例中，第一换热管和第二换热管还可以是呈连通设置。即，第二换热管呈柔性管，第二换热管的两端分别与第一换热管的两端连接，以提升换热的方便性。
44.可以理解地，换热介质可以是换热油等介质。第一换热管还设有换热入口和换热出口，通过设置换热入口和换热出口，通过不断将新的换热介质经由换热入口补充至换热腔，将旧的换热介质及时从换热腔内排出，以使换热腔内的换热介质形成循环，以进一步提升换热效率，进而进一步提升换热效果。
45.进一步，在一实施例中，换热入口和换热出口分别设于第一换热管长度方向的两端，如此，换热介质经由换热入口流入换热腔后，必须流经换热管的长度方向才能经由换热出口流出，以使得换热介质与反应管10有足够的接触时间，从而提升换热效果。
46.需要说明是，换热入口靠近出料口一端设置，即换热介质的流动方向由下向上，与反应液的流动方向相反，可以使得换热介质的换热性能极大增强，能将反应过程产生的热量及时带走，保持反应管10内温度稳定，有效地解决了反应器的径向温度不均匀和局部过热的问题。
47.在本实用新型的一实施例中，所述反应管10内形成有恒温区，恒温区大致位于反应管10长度方向的中间区域，可以理解地，恒温区也位于换热入口和换热出口之间，恒温区距离换热入口和换热出口之间形成有第一预设距离，其中，第一预设距离的范围大致10mm至50mm之间。
48.进一步，在本实用新型的一实施例中，所述恒温滴流床反应器100还包括温度探头，所述温度探头设于所述第二换热管内。
49.在本实用新型一实施例的技术方案中，温度探头插设并固定于第二换热管内部，温度探头可以实时对反应管10内反应温度进行监测，以便于实时了解反应管10内的温度变化，便于控制反应管10的反应。可以理解地，为了提升温度监测的精确性，温度探头设置于恒温区域，以提升测温的准确性。
50.参照图2和图6，在本实用新型的一实施例中，所述恒温滴流床反应器100 还包括支撑件，所述支撑件上填充催化剂，所述支撑件可拆卸地固定于所述第二换热管的外侧壁，并位于所述恒温区。
51.在本实用新型一实施例的技术方案中，支撑件包括固定孔和多个容纳孔，第二换热管插设于所述固定孔，以实现对支撑件的固定。支撑件上装填催化剂，具体地，催化剂填料填充到反应器内部夹层恒温区中。进一步，催化剂填充于恒温区，可以使得催化剂与反应物的反应环境更为均衡，进而得到更好的反应产物。
52.参照图1和图2，在本实用新型的一实施例中，所述进料口111和所述出料口均设有三通阀70，所述第二换热管穿过所述三通阀70伸入所述反应腔内。
53.在本实用新型一实施例的技术方案中，通过在进料口111和出料口均设置有三通阀70，如此，可以控制向反应管10内进料或出料，提升对反应器控制的灵活性。可以理解地，第二换热管以套管的方式穿过位于进料口111和出料口处的三通阀70，以提升第二换热管内换热介质控制的方便性。
54.进一步，请参照图1、图2以及图5，在本实用新型的一实施例中，所述反应器包括：
55.管体11，所述管体11具有长度方向，所述管体11的长度方向的两端分别形成所述进料口111和所述出料口；
56.第一密封盖，所述第一密封盖连接于所述管体11设有所述进料口111的一端；
57.液滴发生器，所述液滴发器与所述第一密封盖固定连接，所述液滴发器使流经所述进料口111的反应溶液形成滴流；以及
58.第二密封盖，所述第二密封盖连接于所述管体11设有所述出料口的一端；
59.所述第二换热管的两端分别贯穿所述第一密封盖和所述第二密封盖。
60.在本实用新型一实施例的技术方案中，第一密封盖和第二密封盖均为金属材质，其可以通过螺纹、过盈配合等方式实现与管体11的管体11的密封连接，通过将反应器设置成管体11、第一密封盖和第二密封盖可拆卸的连接方式，以便于第二换热管、支撑件等部件的安装和后期的维护。其中，液滴发生器固定于管体11和第一密封盖之间，液滴发生器设有进液口和多个出液口，多个所述出液口均与所述进液口连通，多个所述出液口沿所述液滴发生器的端面周向间隔均布设置。如此，反应液体从进料口111处的三通阀的侧边沿着内管进入反应器，液体先汇集在液滴发生器的进液口，然后通过液滴发生器的多个出液口均匀滴入到反应管10内，提升反应物料分配的均匀性。
61.本实用新型还提供了一种反应装置，所述反应装置包括所述的恒温滴流床反应器100。该恒温滴流床反应器100的具体结构参照上述实施例，由于本反应装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
62.其中，本实用新型技术方案中反应装置可以进行气液固混合反应，气液预热后经由顶部的进料口111进料，其中，气体为连续相，液体为分散相，液体分散成液滴流经催化剂表面发生化学反应，产物流出来。气液反应过程中，通过在反应腔内填充催化剂，气液在催化剂表面接融发生反应。液滴发生器将液体形成微液滴，更快，更均匀的润湿催化剂，在催化剂表面分散成液膜，提升气液固的接触面积，提升反应效率。恒温区有利于控制温度恒定，减少副反应发生。
63.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。