用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔

本发明属于化学反应设备领域，涉及一种反应器，特别是一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔。

背景技术：

1、釜式反应是目前常见的一种生产方式，该生产方式为间歇式，具有反应效率低、产品质量不稳定、生产成本高、劳动强度大等缺点。

2、目前，釜式反应方式在很多领域有广泛应用，例如油田钻井助剂、表面活性剂的生产等，多种反应原料按照工艺条件依次加入到反应釜内，在搅拌的作用下，物料逐渐分散、混合，并发生反应。

3、由于反应釜体积较大，如果反应物料粘度较高，分散特性差，会导致反应原料混合效果差、反应效率低的问题，同时，搅拌釜采用夹套方式进行传热，传热效果差，不仅釜内温度分布不均匀，而且严重影响了反应速率。特别是对于需要移除副产物的平衡反应，物料粘度大时，副产物在体系中扩散阻力大，严重影响反应效率，反应时间长、生产成本高。副产物的蒸发由于需要大量热量，低效的传热方式影响了蒸发效率。

4、因此，设计一种可用于高粘度物料连续化生产的反应器，对于提高反应效率、提升自动化水平、降低能耗、降低生产成本、减轻劳动强度等具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种结构设计科学合理、能够提高反应效率、提升自动化水平、降低能耗、降低生产成本、减轻劳动强度、易于实现的用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔。

2、本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

3、一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，其特征在于：由塔釜以及安装在塔釜上部的列管式反应器构成，所述的列管式反应器包括圆柱筒体、反应管、管板、进料三级分布结构及封头，在所述塔釜的顶部竖直安装有圆柱筒体，在圆柱筒体内水平安装有管板，在管板上插装有间隔均布的反应管，在反应管内填装有填料，在所述圆柱筒体的上端通过法兰连接有封头，在封头与管板之间的区域设置有三级分布机构；在所述圆柱筒体的下端侧壁上设置有热媒进口，在圆柱筒体的上端侧壁上设置有热媒出口，在封头的顶部设有蒸汽出口，在所述塔釜的底部设有出料口。

4、而且，所述填料填充高度与反应管长度之比为0.2-1.2。

5、而且，所述的反应管为在管体表面设有螺旋结构或波纹结构的管子。

6、而且，所述的进料三级分布结构包括喷头、分布盘及溢流盘，在所述封头的侧壁上设置有进料管，进料管的端部伸入封头的内部并位于封头的中心线处，在进料管上安装有位于封头中心线上的喷头，在喷头的下部圆形筒体内从上至下依次设置有分布盘及溢流盘。

7、而且，所述的喷头为实心喷头。

8、而且，所述的分布盘由分布盘体、在分布盘体上间隔均布的漏料孔以及在分布盘体外缘竖直向上设置的围堰构成。

9、而且，所述的溢流盘由溢流盘体、溢流管及围堰构成，在所述的溢流盘体上间隔均布有溢流管，该溢流管的上端由溢流盘体的上端面凸出，溢流管的下端由溢流盘体的下端面凸出，所述溢流管与分布盘上的漏料孔相错设置，各溢流管与各反应管的管口同轴设置，溢流管内径与反应管的内径之比为0.3-0.8。

10、而且，所述列管式反应器还包括除雾器，在所述的封头内进料三级分布结构的上端安装有除雾器。

11、本发明的优点和有益效果为：

12、1.本用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，通过多根在圆柱筒体内平行布置的反应管，可使物料在多个小通道内流动，管外的热量可以很快传递给物料，实现高效传热的目的；通过将填料装填在反应管内，增加了物料的流动阻力，从而实现了增加反应时间的目的，通过改变填料的填装高度，实现容易调整反应时间的目的；物料在填料表面以膜状方式流动，不仅具有较大的比表面积，而且液层厚度薄，传热和传质阻力小，反应副产物易于被蒸发；

13、通过采用喷头、布液盘和溢流盘的进料三级分布结构，不仅可以保证物料在各反应管内的均匀分布，而且各反应管内的填料能够沿填料表面均匀分布，不易形成壁流或沟流，对于增加停留时间有非常好的效果，从而可以降低设备的设计高度、节约设备成本、减小占地空间。

14、2.本用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，通过布液盘和溢流盘上围堰的设置，避免了因物料从边缘落下而影响分布效果的问题。

15、3.本发明结构设计科学合理，具有能够提高反应效率、提升自动化水平、降低能耗、降低生产成本、减轻劳动强度、易于实现的优点，是一种具有较高创新性的用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔。

技术特征：

1.一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，其特征在于：由塔釜以及安装在塔釜上部的列管式反应器构成，所述的列管式反应器包括圆柱筒体、反应管、管板、进料三级分布结构及封头，在所述塔釜的顶部竖直安装有圆柱筒体，在圆柱筒体内水平安装有管板，在管板上插装有间隔均布的反应管，在反应管内填装有填料，在所述圆柱筒体的上端通过法兰连接有封头，在封头与管板之间的区域设置有三级分布机构；在所述圆柱筒体的下端侧壁上设置有热媒进口，在圆柱筒体的上端侧壁上设置有热媒出口，在封头的顶部设有蒸汽出口，在所述塔釜的底部设有出料口。

2.根据权利要求1所述的一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，其特征在于：所述填料填充高度与反应管长度之比为0.2-1.2。

3.根据权利要求1所述的一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，其特征在于：所述的反应管为在管体表面设有螺旋结构或波纹结构的管子。

4.根据权利要求1所述的一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，其特征在于：所述的进料三级分布结构包括喷头、分布盘及溢流盘，在所述封头的侧壁上设置有进料管，进料管的端部伸入封头的内部并位于封头的中心线处，在进料管上安装有位于封头中心线上的喷头，在喷头的下部圆形筒体内从上至下依次设置有分布盘及溢流盘。

5.根据权利要求4所述的一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，其特征在于：所述的喷头为实心喷头。

6.根据权利要求4所述的一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，其特征在于：所述的分布盘由分布盘体、在分布盘体上间隔均布的漏料孔以及在分布盘体外缘竖直向上设置的围堰构成。

7.根据权利要求4所述的一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，其特征在于：所述的溢流盘由溢流盘体、溢流管及围堰构成，在所述的溢流盘体上间隔均布有溢流管，该溢流管的上端由溢流盘体的上端面凸出，溢流管的下端由溢流盘体的下端面凸出，所述溢流管与分布盘上的漏料孔相错设置，各溢流管与各反应管的管口同轴设置，溢流管内径与反应管的内径之比为0.3-0.8。

8.根据权利要求1所述的一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，其特征在于：所述列管式反应器还包括除雾器，在所述的封头内进料三级分布结构的上端安装有除雾器。

技术总结
本发明涉及一种用于连续化生产的气升式多通道填料反应塔，由塔釜以及安装在塔釜上部的列管式反应器构成，列管式反应器包括圆柱筒体、反应管、管板、进料三级分布结构及封头，在塔釜的顶部竖直安装有圆柱筒体，在圆柱筒体内水平安装有管板，在管板上插装有间隔均布的反应管，在反应管内填装有填料，在圆柱筒体的上端通过法兰连接有封头，在封头与管板之间的区域设置有三级分布机构；在圆柱筒体的下端侧壁上设置有热媒进口，在圆柱筒体的上端侧壁上设置有热媒出口，在封头的顶部设有蒸汽出口，在塔釜的底部设有出料口。本发明具有能够提高反应效率、提升自动化水平、降低能耗、降低生产成本、减轻劳动强度、易于实现连续化操作的优点。

技术研发人员：何帅震,鲁林平,朱倩怡,薛斌,胡欣泽,刘恒,常开军,李熙来,何承桓,杨祎心,李君
受保护的技术使用者：天津理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13