[其他]新管式反应器

说明书

本发明涉及一种具有改进输出与适应性的新管式反应器。

管式反应器是众所周知的。它们是由具有较小直径及不带填充料的管段构成。通常使用的管式反应器是水平设置的或者是跟水平线成一个小角度（最大45°），其内径在200mm与10mm之间，长度在1.50米与10米之间，长度/直径比通常不小于50。

这些管式反应器被用于以氨中和酸或混合酸，诸如由天然磷酸盐跟过量硫酸、磷酸或其混合物反应所得出的浆状物。通常它们用于制造磷酸铵或多磷酸铵。

反应物必须尽可能充分混合，管式反应器才能算运行良好。如果混合不够充分，管式反应器的输出将基本上是由一个基本上由多少种从管子流出的酸组分组成的稠液相和一种由氨与蒸汽组成的气相所构成。因此氨的流失是重要的。当混合充分时，不会再产生稠液相，只形成一种雾状的多少经浓缩的溶液的小滴或干粒，很容易从蒸汽中分离出来。而且这装置能处理的反应物量的范围应能尽可能宽。

为了改进在管式反应器头部的反应物的混合，曾经提过各样的建议。例如建议过通过一个喷雾器引入一个反应物（法国专利2，172，826）。但这样的喷雾器容易堵住。也曾建议过用一个喷射反应器，其中酸与氨经两根同轴管子导入并用一个螺旋螺杆后跟一个会聚段来进行混合（磷与钾，No.45，1970，18～19页）。但是在螺旋螺杆跟管式反应器壁之间还是出现堵塞。

本发明涉及一种新管式反应器，它包含一个引入反应物的区，一个反应区与及一个输出反应产物的喷咀，其特征在于这管式反应器在反应区紧接反应物引入区后面装有一个缩放节或一个会聚节，在反应区输出端紧靠输出反应产物的喷咀前面也装有一个缩放节或一个会聚节。

根据管式反应器的长度和所用的反应物，一个至三个缩放节或会聚节可选择地放置在两个上面界定的缩放节或会聚节之间。

已注意到使用这些缩放节或会聚节改进了反应物的混合而不致堵塞。适应性也大为改进。

下面的描述以及附图将有助于更好理解本发明。

管式反应器（1）包含一个反应物引入区（2），一个反应区（3）和一个输出反应产物的喷咀（4）。

按图示的实施例，一个缩放节（5）放置在反应区（3）的输入端。根据本发明，这个缩放节可代以一个会聚节，但是缩放节效果较佳。还有一个缩放节设置在反应区（3）的输出端，这个缩放节也可以代以一个会聚节。在反应区（3）的输出端设置一个缩放节而不用会聚节，所取得的好处不如在反应区（3）的输入端设置缩放节来得大。

根据图示的实施例，一个会聚节（7）设置在缩放节（5）与（6）之间。可用一个缩放节来代替会聚节（7）。但要注意到根据本发明可以没有会聚节（7）。根据管式反应器的长度，在反应区内在缩放节（5）与（6）之间可以布置多至三个缩放节或会聚节。

因此从反应物引入区（2）出来的反应物被缩放节加速，从而改变在反应起始段的反应物混合。缩放节（6）在反应产物输出前带来再一次混合。

根据本申请，反应区（3）可以连接到任意一个反应物引入区。根据例举的实施例，酸或混合酸通过一根在管式反应器（1）上垂直地开口的供料管（8）引入区（2）。可以有很多根供料管垂直地或切线地开口在管式反应器（1）上。如图所示，有两根同轴轴向放置的供料管（9）与（10）相应供应水和/或用过的洗涤水与氨，供水和/或用过的洗涤水的供料管（10）在氨供料管（9）的里面。供料管（10）可取下。因此液态或气态氨的供料管（9）将保留在原地。

输出喷管（4）可以是如图所示那样的截头锥状。喷咀也可以是不对称的或是弯转的，以便于引导反应产物的喷流。

举例

在一个如图所示的管式反应器里，通过26%浓度的磷酸、93%浓度的硫酸和液态氨反应来制造磷酸铵和硫酸铵。

（a）当没有缩放节或会聚节设置在反应区（3）时可以处理

液态氨    11-5.5吨/时

硫酸    26-33吨/时

磷酸    11-5.5吨/时

适应性约为1比2。

（b）当反应区（3）如图所示含有缩放节与会聚节时可以处理

液态氨    2-11吨/时

硫酸    4.5-26吨/时

磷酸    2-11吨/时

适应性约为1比6。