專利名稱：自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化工反應(yīng)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
芳香族硝基化合物是一類非常重要的有機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、炸藥、染料、化纖及橡膠等產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)，需求量極大。工業(yè)上，芳香族硝基化合物一般是通過(guò)芳烴的親電硝化進(jìn)行生產(chǎn)，通常以濃硝酸與濃硫酸的混酸為硝化試劑?；焖嵯趸话阍诟椒磻?yīng)器中進(jìn)行。目前，公知的硝化裝置主要有兩種型式:帶盤(pán)管的釜式硝化器和帶外循環(huán)列管式換熱器的消化器。前者存在著換熱面積小的缺點(diǎn)，換熱能力弱，而硝化反應(yīng)通常是強(qiáng)放熱反應(yīng)，使得生產(chǎn)能力小，反應(yīng)熱難以移除，嚴(yán)重時(shí)甚至引起爆炸；后者的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，循環(huán)量較小，硝化物料混合效果并不理想。公開(kāi)號(hào)為CN20259080IU的中國(guó)專利公開(kāi)了一種用于CLT酸生產(chǎn)的硝化反應(yīng)釜，包括反應(yīng)室，所述反應(yīng)室頂部和底部分別設(shè)有原料進(jìn)口和物料出口，所述反應(yīng)室內(nèi)垂直設(shè)有由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的攪拌軸，所述攪拌軸上設(shè)有雙層翼型軸流式攪拌器，所述雙層翼型軸流式攪拌器包括分別設(shè)置于所述攪拌軸中部和底部的上層翼型軸流式攪拌器和下層翼型軸流式攪拌器。該反應(yīng)器是一種間歇式反應(yīng)器。間歇硝化的過(guò)程一般如下:低溫下向裝有發(fā)煙硝酸的反應(yīng)釜內(nèi)滴加發(fā)煙硫酸配置硝硫混酸體系，而后緩慢加入芳烴化合物。剛開(kāi)始滴加發(fā)煙硫酸時(shí)，有時(shí)釜內(nèi)硝酸量不足以浸沒(méi)攪拌槳，物料得不到充分?jǐn)嚢?，流?dòng)狀況差，與盤(pán)管、換熱夾套熱交換效果不理想，不利于控制溫度。采用間歇式反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，不能使硝化反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)效率不高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)，采用該連續(xù)硝化系統(tǒng)進(jìn)行硝化反應(yīng)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)硝化反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行，提高硝化反應(yīng)的效率。一種自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)，包括至少三臺(tái)依次串聯(lián)的溢流硝化器；所述溢流硝化器設(shè)有原料進(jìn)口和溢流口，每臺(tái)溢流硝化器通過(guò)管道將溢流口與下一臺(tái)溢流硝化器的原料進(jìn)口相連。本實(shí)用新型中，將多臺(tái)溢流硝化器進(jìn)行串聯(lián)起來(lái)，硝化反應(yīng)在一臺(tái)溢流硝化器中進(jìn)行后，再進(jìn)入下一臺(tái)溢流硝化器中繼續(xù)進(jìn)行硝化反應(yīng)，使硝化反應(yīng)能夠在各臺(tái)溢流硝化器依次連續(xù)進(jìn)行，硝化產(chǎn)物連續(xù)生成，提高了硝化反應(yīng)的效率。作為優(yōu)選，各溢流硝化器的安裝高度按照串聯(lián)的次序依次降低，此時(shí)，在上一臺(tái)溢流硝化器溢流口流出的液體在重力的作用下，自然地流至下一臺(tái)溢流消化器。作為優(yōu)選，相鄰的兩臺(tái)溢流硝化器之間，高度差為20 150cm，該高度范圍有利于控制反應(yīng)物料在相鄰兩臺(tái)溢流硝化器之間的流動(dòng)速度，使流速能保持在合適的范圍之內(nèi)，以有利于硝化反應(yīng)的發(fā)生。作為優(yōu)選，所述溢流硝化器包括帶有頂部開(kāi)口的反應(yīng)室，以及與所述頂部開(kāi)口相配合的上蓋，所述上蓋帶有觀察窗，通過(guò)每一臺(tái)溢流硝化器設(shè)置的觀察窗，可以方便地觀察反應(yīng)室中的反應(yīng)物料的狀態(tài)。作為優(yōu)選，所述的反應(yīng)室的外圍帶有換熱夾套；換熱夾套底部設(shè)有換熱介質(zhì)入口，上部設(shè)有換熱介質(zhì)出口，通過(guò)向換熱夾套的換熱介質(zhì)入口中通入換熱介質(zhì)，可以控制溢流硝化器的反應(yīng)溫度，防止反應(yīng)溫度太高引起副反應(yīng)的發(fā)生。作為優(yōu)選，每臺(tái)溢流硝化器通過(guò)管道將換熱介質(zhì)入口與下一臺(tái)溢流硝化器的換熱介質(zhì)出口相連通，采用該種連接方式可以使整個(gè)連續(xù)硝化系統(tǒng)的管道連接更加合理，節(jié)省所占用的空間。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:(I)將多臺(tái)溢流硝化器連接成一個(gè)系統(tǒng)，使硝化反應(yīng)在不同的反應(yīng)器中連續(xù)地進(jìn)行，提聞硝化反應(yīng)的效率；(2)通過(guò)調(diào)節(jié)相鄰兩臺(tái)溢流硝化器之間的高度差，可以對(duì)流經(jīng)各臺(tái)溢流硝化器之間的反應(yīng)物料的流速進(jìn)行較好地控制；(3)將各臺(tái)溢流硝化器的冷凝系統(tǒng)連成一體，節(jié)省了整個(gè)系統(tǒng)占用的空間。

圖1為本實(shí)用新型的自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)的溢流硝化器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的連續(xù)硝化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1:溢流硝化器；2:反應(yīng)室；3:上蓋；4:換熱夾套；5:原料進(jìn)口 ；6:溢流口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)做進(jìn)一步的描述。由如圖1所示的溢流硝化器I的結(jié)構(gòu)示意圖可知，該溢流硝化器I包括頂部開(kāi)口的反應(yīng)室2，用于封閉反應(yīng)室2頂部開(kāi)口的上蓋3和包裹反應(yīng)室2外表面的換熱夾套4。該溢流硝化器I還包括攪拌裝置，攪拌裝置包括攪拌軸和驅(qū)動(dòng)攪拌軸的攪拌電機(jī)，在上蓋3的中心部位開(kāi)口并設(shè)置有軸座，攪拌電機(jī)固定在軸座上，攪拌軸的下端伸入反應(yīng)室2的下部，在其下端安裝有攪拌槳。在上蓋3上接近上蓋3邊沿區(qū)域處開(kāi)設(shè)有原料進(jìn)口 5，該溢流硝化器I還包括一根進(jìn)料管道，進(jìn)料管道穿過(guò)原料進(jìn)口 5伸入到反應(yīng)室2的底部，通過(guò)該進(jìn)料管道可以將原料送入反應(yīng)室2的底部進(jìn)行反應(yīng)。在反應(yīng)室2的側(cè)壁上部開(kāi)設(shè)有溢流口 6，在溢流口 6下方設(shè)置有擋流板，擋流板的底端焊接于反應(yīng)室2內(nèi)壁溢流口 6下方10 15cm處，向斜上方延伸，與豎直方向的夾角為30 60° ,擋流板的頂端高出溢流口 6的上端10 15cm。在反應(yīng)室2的外表面包裹有換熱夾套4，換熱介質(zhì)入口開(kāi)在反應(yīng)室2的底部，換熱介質(zhì)出口開(kāi)在反應(yīng)室2的上部。冷凝水從換熱介質(zhì)入口進(jìn)入換熱夾套4,換熱后從換熱介質(zhì)出口尚開(kāi)。為了進(jìn)一步加快硝化反應(yīng)的熱量轉(zhuǎn)移，在反應(yīng)室2內(nèi)部還設(shè)有換熱盤(pán)管，相應(yīng)地在反應(yīng)室2的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有盤(pán)管入口和盤(pán)管出口，其中，盤(pán)管入口開(kāi)設(shè)在反應(yīng)室2下部，盤(pán)管出口開(kāi)設(shè)在反應(yīng)室2側(cè)壁上，在盤(pán)管入口和出口處都設(shè)有冷凝水管道。為了觀測(cè)硝化釜內(nèi)反應(yīng)的狀況，在上蓋3上還開(kāi)設(shè)有觀察窗。由如圖2所示的連續(xù)硝化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖可知，該連續(xù)硝化系統(tǒng)包括三臺(tái)依次串聯(lián)的溢流硝化器1，每臺(tái)溢流硝化器I設(shè)有原料進(jìn)口 5和溢流口 6，并且每臺(tái)溢流硝化器I通過(guò)管道將溢流口 6與下一臺(tái)溢流硝化器I的原料進(jìn)口 5相連。這三臺(tái)溢流硝化器I的安裝高度按照串聯(lián)的次序依次降低，其中相鄰的兩臺(tái)溢流硝化器I之間，高度差為60cm，采用該高度差時(shí)，反應(yīng)物料在兩臺(tái)溢流硝化器I之間的流速比較合適，不會(huì)太高也不會(huì)太低，與硝化反應(yīng)的速度正好相適應(yīng)。每臺(tái)溢流硝化器I通過(guò)管道將換熱介質(zhì)入口與下一臺(tái)溢流硝化器I的換熱介質(zhì)出口相連通(圖中未畫(huà)出)，采用該種連接方式時(shí)，換熱介質(zhì)與反應(yīng)物料的流向相反，整個(gè)換熱體系與物料呈逆流狀態(tài)，此時(shí)，可以提高換熱效率，而且將各個(gè)溢流硝化器I的夾套連成一體，有利于節(jié)省空間。在進(jìn)行硝化反應(yīng)時(shí)，向換熱盤(pán)管和換熱夾套4中通入冷凝水,然后從進(jìn)料管道將反應(yīng)物料送入第一臺(tái)溢流硝化器I的反應(yīng)室2底部，在攪拌槳的攪拌下，發(fā)生硝化反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，不斷通入反應(yīng)物料，反應(yīng)得到的物料從反應(yīng)室2底部上升，繞過(guò)擋流板，從溢流口 6流出；從溢流口 6流出的反應(yīng)物料進(jìn)入第二臺(tái)溢流硝化器I繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，在該溢流硝化器I中反應(yīng)物料的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與第一個(gè)反應(yīng)室2相同，反應(yīng)物料從該溢流硝化器I的溢流口 6流出；從第二個(gè)溢流硝化器I的溢流口 6流出的反應(yīng)物料進(jìn)入第三個(gè)溢流硝化器I進(jìn)行反應(yīng)；通過(guò)調(diào)節(jié)第一個(gè)溢流硝化器I中通入的反應(yīng)物料的速率，可以控制反應(yīng)進(jìn)行的程度，連續(xù)通入反應(yīng)物料，可以實(shí)現(xiàn)硝化反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。以上所述的具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本實(shí)用新型的最優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)，其特征在于，包括至少三臺(tái)依次串聯(lián)的溢流硝化器(I)； 所述溢流硝化器(I)設(shè)有原料進(jìn)口(5)和溢流口(6)，每臺(tái)溢流硝化器(I)通過(guò)管道將溢流口(6)與下一臺(tái)溢流硝化器(I)的原料進(jìn)口(5)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)，其特征在于，各溢流硝化器(I)的安裝高度按照串聯(lián)的次序依次降低。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)，其特征在于，相鄰的兩臺(tái)溢流硝化器(I)之間，高度差為20 150cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)，其特征在于，所述溢流硝化器(I)包括帶有頂部開(kāi)口的反應(yīng)室(2)，以及 與所述頂部開(kāi)口相配合的上蓋(3)，所述上蓋(3)帶有觀察窗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)，其特征在于，所述的反應(yīng)室(2)的外圍帶有換熱夾套(4)； 換熱夾套(4)底部設(shè)有換熱介質(zhì)入口，上部設(shè)有換熱介質(zhì)出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)，其特征在于，每臺(tái)溢流硝化器(I)通過(guò)管道將換熱介質(zhì)入口與下一臺(tái)溢流硝化器(I)的換熱介質(zhì)出口相連通。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自動(dòng)溢流的連續(xù)硝化系統(tǒng)，包括至少三臺(tái)依次串聯(lián)的溢流硝化器；所述溢流硝化器設(shè)有原料進(jìn)口和溢流口，每臺(tái)溢流硝化器通過(guò)管道將溢流口與下一臺(tái)溢流硝化器的原料進(jìn)口相連。該連續(xù)硝化系統(tǒng)將多臺(tái)溢流硝化器進(jìn)行串聯(lián)起來(lái)，硝化反應(yīng)在一臺(tái)溢流硝化器中進(jìn)行后，再進(jìn)入下一臺(tái)溢流硝化器中繼續(xù)進(jìn)行硝化，使硝化反應(yīng)能夠在各臺(tái)溢流硝化器依次連續(xù)進(jìn)行，硝化產(chǎn)物連續(xù)生成，提高了硝化反應(yīng)的效率。
文檔編號(hào)C07C201/08GK203155229SQ201320213629
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者王滿, 馮應(yīng)江, 呂虎, 徐金鵬 申請(qǐng)人:上虞穎泰精細(xì)化工有限公司