[实用新型]磺化单元反应管及短程多管膜式磺化反应器

说明书

本实用新型中公开了磺化单元反应管及短程多管膜式磺化反应器，该磺化反应管包括反应管体和设置在反应管体上端的分配器，所述分配器包括外成膜器和内成膜器，所述外成膜器和内成膜器均为管状结构，所述外成膜器连接在反应管体上端端部，与反应管体连通，所述内成膜器同轴设置于外成膜器内，所述外成膜器上沿其周向设置有多个进料孔，位于进料孔上方内成膜器与外成膜器之间密封配合连接，位于进料孔下方内成膜器与外成膜器之间设置有一定的间隙，使内成膜器与外成膜器之间形成一连通至反应管体内的阻力环隙。本实用新型解决了现有单元反应管长度较大、管内反应速率低而影响产品品质的问题。

技术领域

本实用新型涉及磺化工艺装备领域，特别涉及一种用于膜式磺化反应器的磺化单元反应管及采用该单元反应管的短程多管膜式磺化反应器。

背景技术

磺化反应器是磺化或硫酸化产品生产过程中的关键设备。现有磺化反应器的主体结构主要包括直立的筒体、水平安装于筒体上部和下部的上管板和下管板、水平安装于上管板上部的密封管板、安装于上下管板和密封管板上并与筒体轴线平行的一组单元反应管束(单元反应管束的数量视装置产量而定)等组成。

单元反应管是膜式磺化反应器中的关键部件，物料在单元反应管中与SO₃气体进行磺化或硫酸化反应。现有的单元反应管中SO₃气体在管内为层流状态，流速较低，与有机料膜之间的反应速率较低。同时，现有的多管膜式磺化反应器中单元反应管的长度一般达6m，使物料在单元反应管中的反应时间相对较长，容易影响到产品的品质，甚至造成反应物在反应管内结焦而堵塞反应管。由于单元反应管的长度较大，造成磺化反应器的高度也较高，不仅增加了反应管的加工难度，并且也增加了反应器的安装难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有单元反应管长度较大、管内反应速率低而影响产品品质的问题，提供一种磺化单元反应管及采用该磺化单元反应管的短程多管膜式磺化反应器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

磺化单元反应管，包括反应管体和设置在反应管体上端的分配器，所述分配器包括外成膜器和内成膜器，所述外成膜器和内成膜器均为管状结构，所述外成膜器连接在反应管体上端端部，与反应管体连通，所述内成膜器同轴设置于外成膜器内，所述外成膜器上沿其周向设置有多个进料孔，位于进料孔上方内成膜器与外成膜器之间密封配合连接，位于进料孔下方内成膜器与外成膜器之间设置有一定的间隙，使内成膜器与外成膜器之间形成一连通至反应管体内的阻力环隙。

上述技术方案中，进一步地，所述内成膜器下端端部伸入到反应管体内。

上述技术方案中，进一步地，所述阻力环隙为圆筒形或锥桶形。

上述技术方案中，进一步地，所述外成膜器和内成膜器之间在位于进料孔对应位置处形成二次分配腔，所述二次分配腔设置于进料孔和阻力环隙之间。

上述技术方案中，进一步地，所述内成膜器上端端部设置有外法兰，所述外法兰下端面设置在外成膜器上端面上。

上述技术方案中，进一步地，所述外法兰与外成膜器上端面之间设置有调节垫片。

上述技术方案中，进一步地，所述反应管体长度为3.0-4.5m，所述反应管体内径为16-23mm。

有机物料通过外成膜器上的进料孔进入外成膜器和内成膜器之间形成的二次分配腔，通过阻力环隙后沿反应管体内壁均匀成膜向下流动，与反应管体内的SO₃气体进行磺化或硫酸化反应。磺化和硫酸化反应要求高反应速率，由气液膜反应理论可知，反应速率与SO₃气体流速的平方成正比，与反应管体的流通面积成反比，尤其对于高黏度有机物料，因此，提高SO₃气体的流速，减小反应管体内部的流通面积，对于提高反应速率尤为重要。