[实用新型]一种强化传热的多功能反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工领域外循环强化传热，并可实现冷/热媒切换的多功能反应装置，主要用于含有强放热反应过程的中试研究及小规模的间歇生产。

背景技术

在化工生产中，控制温度对于提高反应选择性和产品收率至关重要，对于强放热反应，如何控制好温度是一个棘手的问题，如果反应热不能及时地移除，势必造成物料温度失控，严重地影响产品质量和收率，甚至有可能引发爆炸、火灾等安全事故。

为了控制反应温度，前人在工艺与工程两个方面采取了许多措施，但这些措施都未从根本上解决问题，都存在着缺点与弊端。例如：在工艺上，普遍使用大量的溶剂稀释反应混合物，并采取滴加物料的措施，但反应后要蒸馏回收溶剂，导致生产能力小，能耗高；在工程上，普遍在反应釜内设置盘管增大换热面积，但由于受反应釜内空间的制约，换热面积增大有限，且在有固体存在时或遇粘稠物料时，物料容易附着在盘管外表面，影响传热。

有人采取在反应釜及其夹套内设置挡板、增大介质的流速或反应釜的搅拌转速，即通过增大传热系数强化传热，但效果有限，而且对于粘稠物料，增大流速或搅拌转速，势必使能耗大为增加，经济上不可行。根据传热计算公式Q＝K·A·Δt，影响传热的因素除传热系数K外，还有传热面积A和冷热流体温差Δt，而增大冷热流体温差Δt势必要求提供温度更低的冷媒，在经济上也不可行。可见，要强化传热唯一有效的措施是增大换热面积A。

有人采用在反应釜外设置换热器，使反应介质外循环的方法，但未规定所用换热器与循环泵的型式，如选常用的管壳式换热器与离心泵，只适用于一般的液体介质，不适用于含有固体颗粒、粘稠介质及含气体介质。而含有固体颗粒、粘稠介质、含气体介质在强放热反应中经常遇到。例如：磷/膦酰氯、硫/磺酰氯、碳酰氯等酰氯的水解、醇解、胺解为强放热反应，不缚酸释放出氯化氢气体，缚酸生成固体颗粒的缚酸剂的盐，产物多为粘稠状。因而研究一种通用的反应装置很有必要。

此外，中试研究及小规模多品种的精细化工生产，为满足多种产品试制与生产的需要，要求反应装置多功能化。反应装置的关键是反应釜，要实现多功能，反应釜的夹套必须具有冷却、加热的功能。一个现实的问题摆在面前，就是反应釜的夹套如何方便地实现冷媒与热媒介质的切换？

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种外循环强化传热，可方便地在冷媒与热媒之间切换，具有低温反应、回流反应、搅拌混合、萃取分层、蒸馏提纯等多种功能，具有广泛适用性的反应装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种强化传热的多功能反应装置，包括反应釜1、冷凝器2、换热器3、循环泵4、冷媒泵5、热媒泵6。

所述反应釜1顶部的上升气口与冷凝器2顶部的进料口相连，冷凝器2底部的出料口通过U形管23、回流阀17与反应釜1顶部的回流口相连，在U形管23底部设有出料阀22；所述反应釜1底部的出料口设有三通，三通的侧支为循环物料出口，依次通过循环泵入口阀42、套管温度计41、循环泵4、循环物料压力表39、循环泵出口阀38与换热器3底部的进料口相连，换热器3顶部的出料口与反应釜1顶部的循环物料入口相连。

所述反应釜1为椭圆形封头容器型式，内有框式搅拌器40，搅拌轴在顶部中心采用双端面机械密封，外有夹套16，夹套16以下进上出的方式走冷/热媒；所述冷凝器2为顺流立式安装的管壳式冷凝器，管程走物料，壳程走冷媒b，物料和冷媒b逆向流动；所述换热器3为立式安装的套管式换热器，内管走物料，外管走冷/热媒，物料与冷/热媒由下往上同向流动；所述循环泵4为盘片泵，冷媒泵5、热媒泵6为管道泵。