專利名稱：一種立式乙氧基化反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化工反應器，尤其涉及一種立式乙氧基化反應器。
背景技術：
目前國內工業(yè)上應用的雜環(huán)類加成反應設備，主要有傳統(tǒng)攪拌釜、PRESS氣霧化反 應器(外循環(huán)反應器)、管式反應器等，由于國內一般以使用環(huán)氧乙烷加成反應居多，所以習 慣稱之為乙氧基化反應器。傳統(tǒng)攪拌釜一般帶框式或漿框式組合攪拌，釜體材質為不銹鋼。雜環(huán)類反應單體 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)。生產時一般先在釜內投入低分 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)類單體進行反 應，熟化一定時間后中和，即得到產品。但這種攪拌釜操作時溫度波動大且溫度不易控制， 特別對反應放熱量較大的產品不易操作；反應釜氣相空間為反應死角，產品中副產物聚乙 二醇含量較高；插底管進料導致在反應釜壓力突然增大時，反應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釜頂部機械密封的摩擦，使危險系數(shù)增高。目前 這種反應器在國內使用逐漸減少。管式反應器主要用于生產低加成數(shù)產品，如乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚等。設備 緊湊，產量高；但是不能生產高加成數(shù)產品。PRESS氣霧化反應器(外循環(huán)反應器)是目前國內使用最多的一種乙氧基化反應 器，其由一臺高效循環(huán)泵和反應釜部件組成，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，快速進行反應，由于起始劑噴成霧狀 后，反應面積大大增加，反應速度大幅提高。反應熱量的導出靠循環(huán)管線上外置的換熱器實 現(xiàn)，換熱面積可根據(jù)產品不同任意進行設計，不受釜容積的限制。PRESS反應器的溫度控制 較平穩(wěn)，氣相空間死角少，產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，立式單反應罐，但在工業(yè)生產中，這種RRESS —代，產物 的單釜產量低，而且受反應釜直徑的限制，釜頂噴頭數(shù)量也受到限制，釜容積不能太大，增 大容積后會導致反應物反應速度下降。為了克服這些問題，人們相繼研發(fā)出PRESS第二代 和PRESS第三代，如專利號ZL 200820218483. 2介紹一種單循環(huán)雙反應罐的反應器，立式 接料器上設有一個反應罐，利用兩個反應釜，這樣可以較好解決PRESS第一代的問題，但是 這樣使得反應器結構復雜，而且造價昂貴。

實用新型內容本實用新型提供了一種新型的立式乙氧基化反應器，是對于現(xiàn)有PRESS第一代的 技術的完善，在保留PRESS第一代的優(yōu)點上，有效克服了上述PRESS第一代的缺陷。本實用新型一種立式乙氧基化反應器通過以下技術方案實現(xiàn)其目的[0009]一種立式乙氧基化反應器，其中，由一臺立式反應罐、一臺循環(huán)泵和外接換熱器組 成；所述循環(huán)泵入口管線與所述立式反應罐底部連接；所述循環(huán)泵的出口管線經過所述換 熱器與所述反應罐頂部入口連接；所述反應罐內設有噴頭裝置，所述噴頭裝置與所述反應 罐入口連接。上述的立式乙氧基化反應器，其中，所述噴頭裝置設有一根物料管，所述物料管一 端與所述反應罐入口連接，另一端設有噴頭。上述的立式乙氧基化反應器，其中，所述噴頭裝置設有5、根物料管，其中一根為 主物料管，其余為分支物料管，所述各根分支物料管以所述主物料管為中心軸，圍繞所述主 物料管呈幾何對稱分布；所述主物料管一端與所述反應罐入口連接，另一端設有噴頭；所 述分支物料管靠近所述反應罐入口處的一端通過通孔與所述主物料管連接，另一端設有噴 頭。上述的立式乙氧基化反應器，其中，所述物料管上設有多個噴頭。上述的立式乙氧基化反應器，其中，所述各個噴頭朝向不同方向，并兩側在軸向上 下錯位布置。上述的立式乙氧基化反應器，其中，所述反應罐頂部設有反應物料加料口、防爆膜 口、真空管、放空管、氮氣管和壓力表。上述的立式乙氧基化反應器，其中，在所述反應罐出口處設有破漩渦裝置。上述的立式乙氧基化反應器，其中，所述破漩渦裝置為防旋流擋板。上述的立式乙氧基化反應器，其中，所述反應罐設有輔助降溫裝置。上述的立式乙氧基化反應器，其中，所述輔助降溫裝置為釜外夾套或是釜外伴管 或是釜外半管。采用本實用新型一種立式乙氧基化反應器其優(yōu)點在于1.本實用新型一種立式乙氧基化反應器通過改變噴頭安裝排布方向，脫離反應釜 釜頂直徑大小對于噴頭排布的限制，使反應釜容積可以繼續(xù)增加，從而達到增大單釜產量 的目的。2.本實用新型一種立式乙氧基化反應器的各個噴頭朝向不同的方向，其噴出的霧 狀物料可直接噴到釜壁上，強化了釜壁的換熱效果，有利于反應熱的導出，并且使得產品分 子量分布更窄。3.本實用新型一種立式乙氧基化反應器的單釜產量大，起始劑量少，加成比例高。
圖1為本實用新型一種立式乙氧基化反應器的結構示意圖；圖2為本實用新型一種立式乙氧基化反應器的噴霧裝置的結構示意圖；圖3為本實用新型一種立式乙氧基化反應器的噴霧裝置的俯視圖。
具體實施方式
如圖1所示一種立式乙氧基化反應器，由一臺立式反應罐1、一臺循環(huán)泵2和外 接換熱器3組成；所述循環(huán)泵2入口管線與所述立式反應罐1底部連接；所述循環(huán)泵2的出 口管線經過所述換熱器3與所述反應罐1頂部入口連接，從而形成循環(huán)。所述反應罐1內設有噴霧裝置5，圖1所示的噴霧裝置5為一根的物料管，所述物料管一端與所述反應罐1 的入口連接，其另一端設有噴頭4。所述物料管上還設有多個噴頭4，所述的各個噴頭4可 以安裝在所述物料管線5的任意點，而且噴頭的方向正對著釜壁或是略微傾，物料通過所 述各個噴頭4高速噴出，一般噴霧距離可以達到2米左右，即在反應釜直徑4米以內的情況 下都能很好的實現(xiàn)反應效果。而且通過所述各個噴頭4噴出的物料直接噴到釜壁上，強化 了釜壁的換熱效果，有利于反應過程中產生的熱量的導出。為了方便反應過程中反應熱的 導出，所反應罐1的外部安裝有伴管6作為輔助降溫裝置，所述輔助將為裝置還可換作釜外 夾套或釜外半管。使用時在所述伴管6中注水，這樣有利于導出所述反應罐1中熱量。若 是要加大所述反應罐1的體積以增加單釜產量，我們可以根據(jù)所要的反應罐的體積，所述 噴霧裝置5可以設有5、根物料管(如圖2示)，這樣可以使物料反應更徹底，全面。所述反 應罐1頂部設有反應物料加料口 11，用于添加環(huán)氧乙烷等雜環(huán)類單體，氮氣管10用于向所 述反應罐1內通入氮氣，此外還設有防爆膜口 13、排空管15、真空管12、壓力表14這些安全 裝置，用于防止反應器中壓力過大而發(fā)生爆炸。在所述反應罐1的內壁上，位于出口處設有 一防旋流擋板17作為防止漩渦裝置，用于防止在反應釜出口處形成漩渦，從而造成所述循 環(huán)泵2汽蝕。如圖2和圖3所示在所述噴霧裝置5設有5根物料管，其中，中間的一根為主物 料管7，其余4根(圖2中未示出)都為分支物料管8，所述各根分支物料管8以所述主物料 管7為中心軸呈正方形的四個角圍繞所述主物料管7呈幾何對稱分布，如圖3所示。所述 主物料管7—端與所述反應罐1的入口連接，用于引入物料，另一端設有一個噴頭4，四根分 支物料管8的靠近所述反應罐1的入口處一端通過通孔與所述主物料管7連接，另一端均 設有噴頭4。物料可以通過所述主物料管7進入所述各根分支物料管8內，且每根物料管上 還設有若干噴頭4，所述各個噴頭4朝向各個方向并兩側在軸向上下錯位布置，這樣可以使 得物料的噴射面積更廣，和所述反應罐1中雜環(huán)類單體氣體充分反應。值得注意的是，所述 噴霧裝置5的物料管的數(shù)量可以根據(jù)所要求的產品的產量與反應罐的體積作適當?shù)恼{整， 一般所述物料管的數(shù)量為5、根。使用時，先通過所述真空管12抽出反應器內的空氣，并通過所述氮氣管9通入氮 氣，再通過所述反應物料加料口 11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2入口管線上的進料口 9抽入，由所述循環(huán)泵2將物料打到所述反應罐1中，所述 反應罐1內的噴霧裝置5將起始劑噴成霧狀，與通入的雜環(huán)類單體氣體發(fā)生反應。在反應 過程中，會產生大量的反應熱，期間為了使反應更好地進行，可以通過所述換熱器3控制物 料的溫度，而將所述反應罐1外的伴管6內通入冷卻水，也可以適當降低反應器中的溫度。 反應結束，開啟所述循環(huán)泵2出口的出料閥門16將物料打入后處理釜進行中和等處理。在 反應過程中，可以通過關閉所述進料口 9的閥門和出料閥門16，利用所述循環(huán)泵2使物料循 環(huán)反應，從而使物料反應更充分。應當認識到，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，本領域技術人員可以實施的各種簡單改進也應當落入本實用 新型的保護范圍內。
權利要求1.一種立式乙氧基化反應器，其特征在于，由一臺立式反應罐、一臺循環(huán)泵和外接換熱 器組成；所述循環(huán)泵入口管線與所述立式反應罐底部連接；所述循環(huán)泵的出口管線經過所 述換熱器與所述反應罐頂部入口連接；所述反應罐內設有噴頭裝置，所述噴頭裝置與所述 反應罐入口連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的立式乙氧基化反應器，其特征在于，所述噴頭裝置設有一根 物料管，所述物料管一端與所述反應罐入口連接，另一端設有噴頭。
3.根據(jù)權利要求1所述的立式乙氧基化反應器，其特征在于，所述噴頭裝置設有5、根 物料管，其中一根為主物料管，其余為分支物料管，所述各根分支物料管以所述主物料管為 中心軸，圍繞所述主物料管呈幾何對稱分布；所述主物料管一端與所述反應罐入口連接，另 一端設有噴頭；所述分支物料管靠近所述反應罐入口處的一端通過通孔與所述主物料管連 接，另一端設有噴頭。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的立式乙氧基化反應器，其特征在于，所述物料管上設有多 個噴頭。
5.根據(jù)權利要求4所述的立式乙氧基化反應器，其特征在于，所述各個噴頭朝向不同 方向，并兩側在軸向上下錯位布置。
6.根據(jù)權利要求1所述的立式乙氧基化反應器，其特征在于，所述反應罐頂部設有反 應物料加料口、防爆膜口、真空管、放空管、氮氣管和壓力表。
7.根據(jù)權利要求1所述的立式乙氧基化反應器，其特征在于，在所述反應罐出口處設 有破漩渦裝置。
8.根據(jù)權利要求7所述的立式乙氧基化反應器，其特征在于，所述破漩渦裝置為防旋 流擋板。
9.根據(jù)權利要求1所述的立式乙氧基化反應器，其特征在于，所述反應罐設有輔助降直 ο
10.根據(jù)權利要求1所述的立式乙氧基化反應器，其特征在于，所述輔助降溫裝置為釜 外夾套或是釜外伴管或是釜外半管。
專利摘要一種立式乙氧基化反應器，由一臺立式反應罐、一臺循環(huán)泵和外接換熱器組成；所述循環(huán)泵入口管線與所述立式反應罐底部連接；所述循環(huán)泵的出口管線經過所述換熱器與所述反應罐頂部入口連接；所述反應罐內設有噴頭裝置，所述噴頭裝置與所述反應罐入口連接，所述噴頭裝置設有的噴頭朝向各個方向并錯位排開。本實用新型一種立式乙氧基化反應器通過改變噴頭安裝排布方向，脫離反應釜釜頂直徑大小對于噴頭排布的限制，使反應釜容積可以繼續(xù)增加，從而達到增大單釜產量的目的，所述噴頭噴出的霧狀物料可直接噴到釜壁上，強化了釜壁的換熱效果，有利于反應熱的導出，并且使得產品分子量分布更窄，且起始劑使用量少，加成比例高。
文檔編號B01J19/26GK201855696SQ201020273298
公開日2011年6月8日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權日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