專利名稱：一種立式乙氧基化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種化工反應(yīng)器，尤其涉及一種立式乙氧基化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)工業(yè)上應(yīng)用的雜環(huán)類加成反應(yīng)設(shè)備，主要有傳統(tǒng)攪拌釜、PRESS氣霧化反 應(yīng)器(外循環(huán)反應(yīng)器)、管式反應(yīng)器等，由于國內(nèi)一般以使用環(huán)氧乙烷加成反應(yīng)居多，所以習(xí) 慣稱之為乙氧基化反應(yīng)器。傳統(tǒng)攪拌釜一般帶框式或漿框式組合攪拌，釜體材質(zhì)為不銹鋼。雜環(huán)類反應(yīng)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(chǎn)時一般先在釜內(nèi)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(yīng)，熟化一定時間后中和，即得到產(chǎn)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(yīng)放熱量較大的產(chǎn)品不易操作；反應(yīng)釜氣相空間為反應(yīng)死角，產(chǎn)品中副產(chǎn)物聚乙 二醇含量較高；插底管進料導(dǎo)致在反應(yīng)釜壓力突然增大時，反應(yīng)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(yīng)釜頂部機械密封的摩擦，使危險系數(shù)增高。目前 這種反應(yīng)器在國內(nèi)使用逐漸減少。管式反應(yīng)器主要用于生產(chǎn)低加成數(shù)產(chǎn)品，如乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚等。設(shè)備 緊湊，產(chǎn)量高；但是不能生產(chǎn)高加成數(shù)產(chǎn)品。PRESS氣霧化反應(yīng)器(外循環(huán)反應(yīng)器)是目前國內(nèi)使用最多的一種乙氧基化反應(yīng) 器，其由一臺高效循環(huán)泵和反應(yīng)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(shè)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(yīng)，由于起始劑噴成霧狀 后，反應(yīng)面積大大增加，反應(yīng)速度大幅提高。反應(yīng)熱量的導(dǎo)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(chǎn)品不同任意進行設(shè)計，不受釜容積的限制。PRESS反應(yīng)器的溫度控制 較平穩(wěn)，氣相空間死角少，產(chǎn)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(yīng)罐，但在工業(yè)生產(chǎn)中，這種RRESS —代，產(chǎn)物 的單釜產(chǎn)量低，而且受反應(yīng)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(dǎo)致反應(yīng)物反應(yīng)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(yīng)罐的反應(yīng)器，立式 接料器上設(shè)有一個反應(yīng)罐，利用兩個反應(yīng)釜，這樣可以較好解決PRESS第一代的問題，但是 這樣使得反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且造價昂貴。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種新型的立式乙氧基化反應(yīng)器，是對于現(xiàn)有PRESS第一代的 技術(shù)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(yīng)器通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)其目的[0009]一種立式乙氧基化反應(yīng)器，其中，由一臺立式反應(yīng)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(yīng)罐底部連接；所述循環(huán)泵的出口管線經(jīng)過所述換 熱器與所述反應(yīng)罐頂部入口連接；所述反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有噴頭裝置，所述噴頭裝置與所述反應(yīng) 罐入口連接。上述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述噴頭裝置設(shè)有一根物料管，所述物料管一 端與所述反應(yīng)罐入口連接，另一端設(shè)有噴頭。上述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述噴頭裝置設(shè)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(yīng)罐入口連接，另一端設(shè)有噴頭；所 述分支物料管靠近所述反應(yīng)罐入口處的一端通過通孔與所述主物料管連接，另一端設(shè)有噴 頭。上述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述物料管上設(shè)有多個噴頭。上述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述各個噴頭朝向不同方向，并兩側(cè)在軸向上 下錯位布置。上述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其中，所述反應(yīng)罐頂部設(shè)有反應(yīng)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(yīng)器，其中，在所述反應(yīng)罐出口處設(shè)有破漩渦裝置。上述的立式乙氧基化反應(yīng)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(yīng)器，其中，所述反應(yīng)罐設(shè)有輔助降溫裝置。上述的立式乙氧基化反應(yīng)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(yīng)器其優(yōu)點在于1.本實用新型一種立式乙氧基化反應(yīng)器通過改變噴頭安裝排布方向，脫離反應(yīng)釜 釜頂直徑大小對于噴頭排布的限制，使反應(yīng)釜容積可以繼續(xù)增加，從而達到增大單釜產(chǎn)量 的目的。2.本實用新型一種立式乙氧基化反應(yīng)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(yīng)熱的導(dǎo)出，并且使得產(chǎn)品分 子量分布更窄。3.本實用新型一種立式乙氧基化反應(yīng)器的單釜產(chǎn)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(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型一種立式乙氧基化反應(yīng)器的噴霧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型一種立式乙氧基化反應(yīng)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(yīng)器，由一臺立式反應(yīng)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(yīng)罐1底部連接；所述循環(huán)泵2的出 口管線經(jīng)過所述換熱器3與所述反應(yīng)罐1頂部入口連接，從而形成循環(huán)。所述反應(yīng)罐1內(nèi)設(shè)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(yīng)罐1 的入口連接，其另一端設(shè)有噴頭4。所述物料管上還設(shè)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(yīng)釜直徑4米以內(nèi)的情況 下都能很好的實現(xiàn)反應(yīng)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(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量的導(dǎo)出。為了方便反應(yīng)過程中反應(yīng)熱的 導(dǎo)出，所反應(yīng)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(dǎo)出所述反應(yīng)罐1中熱量。若 是要加大所述反應(yīng)罐1的體積以增加單釜產(chǎn)量，我們可以根據(jù)所要的反應(yīng)罐的體積，所述 噴霧裝置5可以設(shè)有5、根物料管(如圖2示)，這樣可以使物料反應(yīng)更徹底，全面。所述反 應(yīng)罐1頂部設(shè)有反應(yīng)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(yīng)罐1內(nèi)通入氮氣，此外還設(shè)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(yīng)器中壓力過大而發(fā)生爆炸。在所述反應(yīng)罐1的內(nèi)壁上，位于出口處設(shè)有 一防旋流擋板17作為防止漩渦裝置，用于防止在反應(yīng)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(shè)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(yīng)罐1的入口連接，用于引入物料，另一端設(shè)有一個噴頭4，四根分 支物料管8的靠近所述反應(yīng)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(shè)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(nèi)，且每根物料管上 還設(shè)有若干噴頭4，所述各個噴頭4朝向各個方向并兩側(cè)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(yīng)罐1中雜環(huán)類單體氣體充分反應(yīng)。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(chǎn)品的產(chǎn)量與反應(yīng)罐的體積作適當(dāng)?shù)恼{(diào)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(yīng)器內(nèi)的空氣，并通過所述氮氣管9通入氮 氣，再通過所述反應(yīng)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(yīng)罐1中，所述 反應(yīng)罐1內(nèi)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(yīng)。在反應(yīng) 過程中，會產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，期間為了使反應(yīng)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(yīng)罐1外的伴管6內(nèi)通入冷卻水，也可以適當(dāng)降低反應(yīng)器中的溫度。 反應(yīng)結(jié)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(yīng)過程中，可以通過關(guān)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(yīng)，從而使物料反應(yīng)更充分。應(yīng)當(dāng)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(lǐng)域技術(shù)人員可以實施的各種簡單改進也應(yīng)當(dāng)落入本實用 新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種立式乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，由一臺立式反應(yīng)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(yīng)罐底部連接；所述循環(huán)泵的出口管線經(jīng)過所 述換熱器與所述反應(yīng)罐頂部入口連接；所述反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有噴頭裝置，所述噴頭裝置與所述 反應(yīng)罐入口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述噴頭裝置設(shè)有一根 物料管，所述物料管一端與所述反應(yīng)罐入口連接，另一端設(shè)有噴頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述噴頭裝置設(shè)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(yīng)罐入口連接，另 一端設(shè)有噴頭；所述分支物料管靠近所述反應(yīng)罐入口處的一端通過通孔與所述主物料管連 接，另一端設(shè)有噴頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述物料管上設(shè)有多 個噴頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述各個噴頭朝向不同 方向，并兩側(cè)在軸向上下錯位布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)罐頂部設(shè)有反 應(yīng)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(quán)利要求1所述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，在所述反應(yīng)罐出口處設(shè) 有破漩渦裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述破漩渦裝置為防旋 流擋板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式乙氧基化反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)罐設(shè)有輔助降直 ο
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式乙氧基化反應(yīng)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(yīng)器，由一臺立式反應(yīng)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(yīng)罐底部連接；所述循環(huán)泵的出口管線經(jīng)過所述換熱器與所述反應(yīng)罐頂部入口連接；所述反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有噴頭裝置，所述噴頭裝置與所述反應(yīng)罐入口連接，所述噴頭裝置設(shè)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(yīng)器通過改變噴頭安裝排布方向，脫離反應(yīng)釜釜頂直徑大小對于噴頭排布的限制，使反應(yīng)釜容積可以繼續(xù)增加，從而達到增大單釜產(chǎn)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(yīng)熱的導(dǎo)出，并且使得產(chǎn)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(quán)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