專利名稱：一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種化工反應(yīng)器，尤其涉及一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)工業(yè)上應(yīng)用的雜環(huán)類加成反應(yīng)設(shè)備，主要有傳統(tǒng)攪拌釜、PRESS氣霧化反 應(yīng)器(外循環(huán)反應(yīng)器)、管式反應(yīng)器等，由于國內(nèi)一般以使用環(huán)氧乙烷加成反應(yīng)居多，所以習(xí) 慣稱之為乙氧基化反應(yīng)器。傳統(tǒng)攪拌釜一般帶框式或漿框式組合攪拌，釜體材質(zhì)為不銹鋼。雜環(huán)類反應(yīng)單體 一般由釜底的插底管加入，降溫和升溫由夾套和盤管實現(xiàn)。生產(chǎn)時一般先在釜內(nèi)投入低分 子量起始劑和催化劑，攪拌下升溫脫水，氮氣置換后在一定溫度下加入雜環(huán)類單體進(jìn)行反 應(yīng)，熟化一定時間后中和，即得到產(chǎn)品。但這種攪拌釜操作時溫度波動大且溫度不易控制， 特別對反應(yīng)放熱量較大的產(chǎn)品不易操作；反應(yīng)釜氣相空間為反應(yīng)死角，產(chǎn)品中副產(chǎn)物聚乙 二醇含量較高；插底管進(jìn)料導(dǎo)致在反應(yīng)釜壓力突然增大時，反應(yīng)物料有可能倒灌入環(huán)氧乙 烷計量罐中引起危險；另外由于攪拌時反應(yīng)釜頂部機械密封的摩擦，使危險系數(shù)增高。目前 這種反應(yīng)器在國內(nèi)使用逐漸減少。管式反應(yīng)器主要用于生產(chǎn)低加成數(shù)產(chǎn)品，如乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚等。設(shè)備 緊湊，產(chǎn)量高；但是不能生產(chǎn)高加成數(shù)產(chǎn)品。PRESS氣霧化反應(yīng)器(外循環(huán)反應(yīng)器)是目前國內(nèi)使用最多的一種乙氧基化反應(yīng) 器，其由一臺高效循環(huán)泵和反應(yīng)釜部件組成，起始劑和催化劑的混合液由循環(huán)泵高速打至 釜頂，物料通過設(shè)置在釜頂?shù)膰婌F裝置噴出，將起始劑噴成霧狀，環(huán)氧乙烷由釜頂?shù)臍庀嗉?料口加入，霧狀的起始劑與氣態(tài)的環(huán)氧乙烷接觸后，快速進(jìn)行反應(yīng)，由于起始劑噴成霧狀 后，反應(yīng)面積大大增加，反應(yīng)速度大幅提高。反應(yīng)熱量的導(dǎo)出靠循環(huán)管線上外置的換熱器實 現(xiàn)，換熱面積可根據(jù)產(chǎn)品不同任意進(jìn)行設(shè)計，不受釜容積的限制。PRESS反應(yīng)器的溫度控制 較平穩(wěn)，氣相空間死角少，產(chǎn)品中聚乙二醇含量相對較低；環(huán)氧乙烷由釜頂?shù)臍庀嗫诩尤耄?基本杜絕了物料倒灌的危險。目前主要有PRESS第一代，立式單反應(yīng)罐，但在工業(yè)生產(chǎn)中，使用這種PRESS第一 代，產(chǎn)物的單釜產(chǎn)量低，而且受反應(yīng)釜直徑的限制，釜頂噴頭數(shù)量也受到限制，釜容積不能 太大，增大容積后會導(dǎo)致反應(yīng)物反應(yīng)速度下降。PRESS第二代，臥式雙罐單循環(huán)，一個反應(yīng) 罐為主反應(yīng)器，一個為接料器，該反應(yīng)器增加了產(chǎn)物的單釜產(chǎn)量，但是反應(yīng)物的加成比例較 小，起始劑量大，只是對加成數(shù)小的產(chǎn)品較適用。在上述兩代PRESS基礎(chǔ)上，研發(fā)了 PRESS 第三代，一臥一立雙反應(yīng)罐雙循環(huán)。臥式為主反應(yīng)器，一端與立式釜相連，立式為輔助反應(yīng) 器及接料器。PRESS第三代反應(yīng)器的優(yōu)點是單釜產(chǎn)量大，立式接料罐也是輔助反應(yīng)器，在反 應(yīng)初期，由于起始劑量較少，可以在立式接料罐內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，后期可以開啟臥式罐連通閥， 將臥式罐作為主反應(yīng)器，將立式罐作為接料器及輔助反應(yīng)器。但是在生產(chǎn)過程中，在臥式反 應(yīng)內(nèi)，物料經(jīng)過與雜環(huán)類單體反應(yīng)后，放出大量的反應(yīng)熱，由于臥式反應(yīng)器的一端與立式釜 相連，物料流淌距離較長(一般都有5 8米長度)，反應(yīng)熱不能被及時移走，容易超溫；另外由于是雙循環(huán)，反應(yīng)物料返混嚴(yán)重，導(dǎo)致產(chǎn)品分子量分布變寬。設(shè)備一般需要兩臺循環(huán)泵和 兩個換熱器，相應(yīng)的閥門管線增加很多，設(shè)備投資較大。專利號ZL 200820218483. 2介紹一種單循環(huán)雙反應(yīng)罐的反應(yīng)器，立式接料器上有 一個球形反應(yīng)罐，解決了 PRESS第三代反應(yīng)器的一些缺點，但是球形反應(yīng)罐加工難度大，特 別是不銹鋼的球體很難加工，加工費用昂貴；另外由于焊縫多，受焊接質(zhì)量影響，較易導(dǎo)致 在反應(yīng)溫度劇變時出現(xiàn)開焊等危險。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，保留了 PRESS第三代反應(yīng)器 的優(yōu)點，通過將釜結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化，縮短物料在反應(yīng)罐內(nèi)的流淌時間，改善其中的物料返混 現(xiàn)象；達(dá)到設(shè)備制造簡單，設(shè)備加工費用低，單釜產(chǎn)量高，產(chǎn)品分子量分布窄的目的。本實用新型一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)其目的。一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其中，由作為反應(yīng)器主體的臥式反應(yīng)罐和立式 接收罐以及作為共同輔助件的一臺換熱器和一臺循環(huán)泵組成；所述臥式反應(yīng)罐位于所述立 式接收罐上方；所述臥式反應(yīng)罐中間部位開口，并與所述立式接收罐固定連接；所述循環(huán) 泵入口管線與所述立式接收罐底部連接；所述循環(huán)泵的出口管線經(jīng)過所述換熱器與所述臥 式反應(yīng)罐連接。上述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述臥式反應(yīng)罐設(shè)有輔助換熱裝置。上述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述立式接收罐設(shè)有輔助換熱裝置。上述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述輔助換熱裝置為釜外夾套或釜外 伴管或釜外半管或釜內(nèi)加盤管。上述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其中，位于所述立式接收罐出口處的內(nèi)壁上， 設(shè)有破漩渦裝置。上述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述破漩渦裝置為防旋流擋板。上述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述臥式反應(yīng)罐的長度和高度的長徑 比為1 3 :1。上述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述臥式反應(yīng)罐的長度和高度的優(yōu)選 長徑比為1 1. 5 :1。上述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述臥式反應(yīng)罐頂部設(shè)有反應(yīng)物料加 料口。上述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述臥式反應(yīng)罐還設(shè)有防爆膜口、真空 管、放空管、氮氣管和壓力表。采用本實用新型一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器其優(yōu)點在于1.本實用新型一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器的臥式反應(yīng)罐長度短，并且是中間 開口與立式接料罐相連，大大縮短了反應(yīng)物料在放熱后繼續(xù)在反應(yīng)罐內(nèi)滯留的時間，使得 物料溫差縮小。2.本實用新型一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器的反應(yīng)物料為單循環(huán)，避免物料返 混，生產(chǎn)的產(chǎn)品分子量分布比用PRESS第三代反應(yīng)器的窄。3.本實用新型一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器的單釜產(chǎn)量大，起始劑量少，加成比例較高。4.本實用新型一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，只有一個循環(huán)泵和一個 換熱器，減小了制造成本，使得其實用性更強。

圖1為本實用新型一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，由作為反應(yīng)器主體的臥式反應(yīng)罐1 和立式接收罐2以及作為輔助件的一臺換熱器3和一臺循環(huán)泵4組成。所述臥式反應(yīng)罐1 設(shè)計為粗短形狀，其長度和高度的長徑比為1 3 :1，優(yōu)選為1 1. 5 :1，圖1中所示所述臥 式反應(yīng)罐1的長度和高度的長徑比為1. 5 :1，而且所述臥式反應(yīng)罐1是中間開口，并通過管 道與所述立式接收罐2固定連接，這樣大大縮短了物料在放熱后繼續(xù)在反應(yīng)罐內(nèi)的滯留時 間，使反應(yīng)熱能及時被移走，也縮小了反應(yīng)物的溫差，確保反應(yīng)物的質(zhì)量。所述循環(huán)泵4入 口管線與所述立式接收罐2底部連接；所述循環(huán)泵4的出口管線經(jīng)過所述換熱器3與所述 臥式反應(yīng)罐1連接，這樣便實現(xiàn)了物料的單循環(huán)反應(yīng)，而且可以有效避免物料返混，提高產(chǎn) 品質(zhì)量，而所述換熱器3用于控制物料溫度。在所述立式接收罐2外部還設(shè)有伴管5作為 輔助換熱裝置，控制所述立式接收罐2內(nèi)溫度，值得注意的是，該輔助換熱裝置還可為釜外 半管、釜外夾套或是釜內(nèi)加盤管。根據(jù)物料反應(yīng)的需要，所述臥式反應(yīng)罐1同樣可以設(shè)置這 些輔助換熱裝置。在所述立式接收罐2的內(nèi)部，位于出口處設(shè)有一防旋流擋板6作為破漩 渦裝置，用于避免產(chǎn)物放出時，在出口處形成漩渦，從而造成所述循環(huán)泵4汽蝕。在所述臥 式反應(yīng)罐1的頂端設(shè)有反應(yīng)物料加料口 7，用于添加環(huán)氧乙烷等雜環(huán)類單體氣體。在所述臥 式反應(yīng)器1頂端還設(shè)有氮氣管9用于通入氮氣、防爆膜口 8、真空管10、壓力表11和放空管 12這些安全裝置，用于防止反應(yīng)器中壓力過大而發(fā)生爆炸。使用時，先通過所述真空管10抽出反應(yīng)器內(nèi)的空氣，并通過所述氮氣管9通入氮 氣，再通過所述反應(yīng)物料加料口 7通入環(huán)氧乙烷等雜環(huán)類單體氣體。起始劑及催化劑由所 述循環(huán)泵4入口管線上的進(jìn)料口 13抽入，由所述循環(huán)泵4將物料打到所述臥式反應(yīng)罐1中， 所述臥式反應(yīng)罐1內(nèi)的噴霧裝置將起始劑噴成霧狀，與之前通入的雜環(huán)類單體氣體發(fā)生反 應(yīng)。液化后的物料流入所述接收罐2內(nèi)，在反應(yīng)過程中，會產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，期間為了使 反應(yīng)更好地進(jìn)行，可以通過所述換熱器3控制物料的溫度，而將所述立式接收罐2外的伴管 5內(nèi)通入冷卻水，也可以適當(dāng)降低反應(yīng)器中的溫度。反應(yīng)結(jié)束，開啟所述循環(huán)泵4出口的出 料閥門14將物料打入后處理釜進(jìn)行中和等處理。本實用新型一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器的優(yōu)點是，所述臥式反應(yīng)罐長度短， 并且是中間開口與立式接料罐相連，大大縮短了反應(yīng)物料在放熱后繼續(xù)在反應(yīng)罐內(nèi)滯留的 時間，物料溫差縮小。反應(yīng)物料單循環(huán)，避免物料返混，產(chǎn)品分子量分布比用PRESS第三代 反應(yīng)器的窄。單釜產(chǎn)量大，起始劑量少，加成比例較高，并且所述立式接收罐2上還加裝破 漩渦裝置，避免由于漩渦造成的循環(huán)泵汽蝕。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述的實施例僅作為本實用新型的優(yōu)選的實施方式的例舉而提出， 本實用新型并不僅局限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實施的各種簡單改進(jìn)也應(yīng)當(dāng)落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，由作為反應(yīng)器主體的臥式反應(yīng)罐和 立式接收罐以及作為共同輔助件的一臺換熱器和一臺循環(huán)泵組成；所述臥式反應(yīng)罐位于所 述立式接收罐上方；所述臥式反應(yīng)罐中間部位開口，并與所述立式接收罐固定連接；所述 循環(huán)泵入口管線與所述立式接收罐底部連接；所述循環(huán)泵的出口管線經(jīng)過所述換熱器與所 述臥式反應(yīng)罐連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述臥式反應(yīng)罐 設(shè)有輔助換熱裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述立式接收罐 設(shè)有輔助換熱裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3任意一條所述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述 輔助換熱裝置為釜外夾套或釜外伴管或釜外半管或釜內(nèi)加盤管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，位于所述立式接 收罐出口處的內(nèi)壁上，設(shè)有破漩渦裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述破漩渦裝置 為防旋流擋板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述臥式反應(yīng)罐 的長度和高度的長徑比為1 3 :1。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述臥式反應(yīng)罐 的長度和高度的優(yōu)選長徑比為1 1. 5 :1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述臥式反應(yīng)罐 頂部設(shè)有反應(yīng)物料加料口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述臥式反應(yīng)罐 還設(shè)有防爆膜口、真空管、放空管、氮氣管和壓力表。
專利摘要一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器由作為反應(yīng)器主體的臥式反應(yīng)罐和立式接收罐以及作為共同輔助件的一臺換熱器和一臺循環(huán)泵組成；所述臥式反應(yīng)器位于所述立式接收罐上方；所述臥式反應(yīng)罐中間部位開口，并通過管道與所述立式接收罐固定連接；所述循環(huán)泵入口通過管道與所述立式接收罐底部連接；所述循環(huán)泵的出口管線經(jīng)過所述換熱器與所述臥式反應(yīng)罐連接。該一種連體單循環(huán)乙氧基化反應(yīng)器的優(yōu)點是，所述臥式反應(yīng)罐長度短，并且是中間開口與立式接料罐相連，大大縮短了反應(yīng)物料在放熱后繼續(xù)在反應(yīng)罐內(nèi)滯留的時間，物料溫差縮??；反應(yīng)物料單循環(huán)，避免物料返混，產(chǎn)品分子量分布比用PRESS第三代反應(yīng)器的窄；單釜產(chǎn)量大，起始劑量少，加成比例較高。
文檔編號B01J8/00GK201841006SQ20102027326
公開日2011年5月25日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者方劍 申請人:上海臺界化工有限公司