CN207970852U - 一种加氢反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及精细化学品生产技术领域，公开了一种加氢反应釜，包括釜体，所述釜体上设置有进料管、氮气管、氢气管、上出料管和下出料管，所述釜体上设置有加热装置和冷却装置，所述釜体内设置有搅拌器，所述搅拌器包括设置于釜体上的减速机、与减速机同轴连接的搅拌轴、固定设置于搅拌轴底部的搅拌盘以及若干设置于搅拌盘边缘上且沿搅拌盘周向分布的叶片。本实用新型利用减速机带动搅拌轴转动使搅拌轴上的叶片在反应物液体中搅拌以形成涡流，使得液相、气相在叶片的搅拌下充分混合，具有结构简单、搅拌剪切力强、传质效果好等优点。

Description

一种加氢反应釜

技术领域

本实用新型涉及精细化学品生产技术领域，特别涉及一种加氢反应釜。

背景技术

加氢反应釜广泛应用于各种催化反应、高温高压合成、加氢反应、气液两相、液液两相、放热反应、组成测试、稳定性、腐蚀性测试、精细加工、超临界反映、催化剂评价和发展等应用、主要分布在石油化工、化学、制药、高分子合成、冶金等领域。液相催化加氢反应涉及到气、液、固三相流动体系，传质过程复杂，需要同时关注固液传质效率和气液传质效率。

公告号为CN206199224U的中国实用新型专利公开了一种用于制备高纯L-正缬氨醇的加氢反应釜，所述加氢反应釜设有进料管、氮气管、氢气管、上出料管和下出料管，所述加氢反应釜内部设有温度检测器和压力检测器；所述加氢反应釜外还设置夹套，所述夹套的进水管上设有冷却水或冷冻水进口阀，所述加氢反应釜顶部的紧急排放管线上设置有紧急泄放阀；所述上出料管与离心分离器连通，所述下出料管与过滤器相连接，所述过滤器底部连接输送泵和滤液返回管，所述滤液返回管与所述加氢反应釜连通。该实用新型所述的加氢反应釜，结构简单，实现催化的循环利用，降低生产成本，并集加氢反应及产品结晶于一个设备中进行，减少设备数量，同时实现加氢反应釜的温度和压力控制，保证产品的质量和产率。

但该实用新型的搅拌器为普通的搅拌器，在反应时对物料的搅拌剪切力不足，使得反应中的气体与液体传质效果不佳，接触不充分，导致了气体反应物的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种加氢反应釜，具有良好的搅拌剪切力从而提升气体与液体的传质效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种加氢反应釜，包括釜体，所述釜体上设置有进料管、氮气管、氢气管、上出料管和下出料管，所述釜体上设置有加热装置和冷却装置，所述釜体内设置有搅拌器，所述搅拌器包括设置于釜体上的减速机、与减速机同轴连接的搅拌轴、固定设置于搅拌轴底部的搅拌盘以及若干设置于搅拌盘边缘上且沿搅拌盘周向分布的叶片。

通过采用上述技术方案，进料管用于通入反应原料，氮气管用于在反应前通入氮气以排空釜内空气，氢气管用于在反应时通入氢气，上出料管用于气体和液体的出料，下出料管用于液体和固体的出料，加热装置和冷却装置分别用于对釜体进行加热和冷却以控制反应的温度，搅拌器在减速机带动下对釜体内的反应物进行搅拌，使得反应效率更高，通过在搅拌盘的边缘设置叶片，在减速机驱动搅拌轴转动时，搅拌盘转动，叶片对反应物液体进行搅拌进行径向搅拌，具有较强的剪切搅拌力，同时叶片在转动时能够将氢气打散成细小的气泡，能够提升液体与气体的传质效果，从而提升反应的反应效率。

进一步设置为：所述搅拌轴包括第一搅拌轴和同轴设置于第一搅拌轴底端的第二搅拌轴，所述第一搅拌轴和第二搅拌轴内开设有空腔且互相连通，所述第一搅拌轴侧壁开设有进气孔，所述第二搅拌轴底端开设有连通空腔的出气孔。

通过采用上述技术方案，当叶片在搅拌轴的带动下高速转动时，会使周围局部区域的液体动能增加而压力能减小，从而形成负压区，液体以较高的速度从叶片排出，以叶片为界形成上、下两个流动循环，其中下循环受到釜底形状的影响，形成了空位状态，加强负压程度，在釜体上部与叶片下方的压差推动下，液面上方的气体由空心轴上端进气孔处自行吸入，沿空腔向下，并由出气口处排出，形成自动将釜体中液体上方的气体吸入并再次从釜底向上运动，使得气体与液体充分接触，从而提升了氢气的利用率和反应效率。

进一步设置为：所述叶片上设置有若干沿叶片长度方向分布且竖直设置的挠性片。

通过采用上述技术方案，通过绕性片增加叶片在竖直方向上的搅拌范围，绕行片在受力时能够发生挠性形变，减小在增加搅拌范围的同时绕行片对涡流以及吸气作用的影响。

进一步设置为：所述氢气管从顶部延伸到所述釜体的底部。

通过采用上述技术方案，将氢气管伸入釜体底部从而使氢气从釜体底部进入釜体，氢气进入釜体后在液体中向上运动，从而与液体充分接触，相对于氢气从釜体上方打入釜体的方式，将氢气从釜体底部打入釜体提升了氢气与液体的传质效率，增加了反应效率。

进一步设置为：所述氢气管伸入釜体的末端连接有气体分布器。

通过采用上述技术方案，通过气体分布器使氢气分散式地进入釜体底部并均匀地向上运动从而使氢气更加有效地与液体接触，提升反应效率和氢气的利用率。

进一步设置为：所述气体分布器包括气体分布环以及若干开设于气体分布环上且均匀分布的分布孔。

通过采用上述技术方案，氢气从氢气管进入轻体分布环再由气体分布环上的分布孔进入液体中，结构简单，分布效果好。

进一步设置为：所述釜体外还设置夹套，所述冷却装置包括设置于所述夹套上的进水管以及设置于进水管上用于通入冷却水或冷冻水的冷却水进口阀。

通过采用上述技术方案，通过打开冷却水进口阀向夹套内通入冷却水或冷冻水从而通过热交换对釜体进行冷却，结构简单，冷却效果好。

进一步设置为：所述加热装置包括设置于所述夹套上的蒸汽管以及设置于蒸汽管上用于通入蒸汽的蒸汽进口阀。

通过采用上述技术方案，通过打开蒸汽进口阀向夹套内通入蒸汽从而对釜体进行加热，结构简单，加热效果好。

进一步设置为：所述釜体内部设有温度检测器和压力检测器。

通过采用上述技术方案，通过温度检测器和压力检测器监测釜体内部的温度和压力，从而达到控制反应压强和温度的目的，结构简单，同时通过检测出的压力和温度能够起到预警的作用，有助于提升安全性能。

进一步设置为：所述釜体上设置有泄压阀，所述泄压阀连接有收集槽。

通过采用上述技术方案，利用泄压阀在釜体内部气压超出设定值时对釜体内部的空气进行泄压，从而提升安全性能，通过将泄压阀连接收集槽从而防止排出的氢气直接进入空气与空气混合产生危险性。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、利用减速机带动搅拌轴转动使搅拌轴上的叶片在反应物液体中搅拌以形成涡流，使得液相、气相在叶片的搅拌下充分混合，具搅拌剪切力强、传质效果好；

2、通过进气口、出气口配合叶片的搅拌使氢气在压差作用下从进气口进入空腔并由出气孔排出，使氢气自循环，增加液体与氢气的传质效率；

3、通过泄压阀控制加氢反应釜内部的气压，在气压偏高时通过液压阀将釜体内的气体排出并将排出的气体通入收集槽中，增加了安全性，同时防止排出气体中的氢气与空气接触发生危险。

附图说明

图1是实施例结构示意图；

图2是搅拌轴、搅拌盘以及叶片安装示意图；

图3是搅拌器的轴向剖视图；

图4是氢气管以及气体分布器结构示意图。

图中：1、釜体；11、进料管；12、氮气管；13、氢气管；14、上出料管；15、下出料管；16、夹套；17、温度检测器；18、压力检测器；19、下出料阀门；2、搅拌器；21、减速机；22、搅拌盘；3、搅拌轴；31、第一搅拌轴；32、第二搅拌轴；33、空腔；34、进气孔；35、出气孔；4、叶片；41、挠性片；5、气体分布器；51、气体分布环；52、分布孔；6、加热装置；61、蒸汽管；62、蒸汽进口阀；7、冷却装置；71、进水管；72、冷却水进口阀；81、泄压管道；82、泄压阀；9、收集槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种加氢反应釜，如图1所示，包括釜体1，釜体1顶部连接有进料管11、氮气管12、氢气管13、上出料管14，釜体1底部连接有下出料管15，下出料管15上设有下出料阀门19。

如图1所示，釜体1内安装有搅拌器2，搅拌器2包括减速机21、搅拌轴3、搅拌盘22以及叶片4，减速机21安装于釜体1顶部，搅拌轴3包括第一搅拌轴31和第二搅拌轴32。第一搅拌轴31顶部与穿出釜体1顶部且与减速机21同轴连接，第一搅拌轴31穿出釜体1的位置进行密封。

如图2和图3所示，第二搅拌轴32同轴固定于第一搅拌轴31底部，第一搅拌轴31和第二搅拌轴32内开设有相互连通的空腔33，第一搅拌轴31位于反应物液体的上方且表面开设有连通空腔33的进气孔34，第二搅拌轴32底端开设有连通空腔33的出气孔35。搅拌盘22固定于第二搅拌轴32底部且第二搅拌穿透搅拌盘22，叶片4有四个，沿搅拌盘22周向分布地固定于搅拌盘22边缘且竖直设置。叶片4上固定有三条沿叶片4长度方向分布且竖直设置的挠性片41。

如图1所示，氢气管13向下延伸至釜体1底部并连接有气体分布器5。

如图1和图4所示，气体分布器5包括气体分布环51以及若干开设于气体分布环51顶部且沿气体分布环51长度均匀分布的分布孔52。

如图1所示，釜体1内壁上安装有温度检测器17和压力检测器18，温度检测器17和压力检测器18的读数端位于釜体1外。

如图1所示，釜体1外设置有夹套16，夹套16上设置有加热装置6和冷却装置7，冷却装置7包括与夹套16连接的进水管71以及安装于进水管71上的冷却水进口阀72，加热装置6包括与夹套16连接的蒸汽管61以及安装于蒸汽管61上的蒸汽进口阀62。

如图1所示，釜体1上安装有泄压管道81，泄压管道81上安装有泄压阀82，泄压阀82连接有收集槽9。

使用时，利用氮气管12向釜体1内通入氮气以置换出釜体1内部的空气，连续置换三次以上以排空釜体1内部空气，通过进料管11加入催化剂、甲醇溶剂以及对硝基苯甲醚，启动减速机21、通过氢气管13通入氢气，使反应开始进行，根据反应需要启动冷却装置7或者加热装置6，一般先打开蒸汽进口阀62，通入蒸汽使釜体1内部升温到反应温度再关闭蒸汽进口阀62，反应过程中通过打开冷却水进口阀72以向夹套16内通入冷却水或者冷冻盐水从而给釜体1降温，通过温度检测器17和压力检测器18反应的数据，控制温度在60～95℃，1.0～3.0Mpa。

减速机21带动第一搅拌轴31和第二搅拌轴32转动，转动时，搅拌盘22转动，叶片4对反应物液体进行搅拌进行径向搅拌，叶片4周围局部区域的液体动能增加而压力能减小，形成负压区，在釜体1上部与叶片4下方的压差推动下，反应物液面上方的氢气由空心轴上端进气孔34处自行吸入，沿空腔33向下，从出气口排出以后有向上浮动，以此循环，从而与反应物充分接触。氢气在液体中形成的气泡被叶片4以及叶片4上的挠性片41打碎，形成小气泡，从而增加与反应物的接触面积。

氢气从氢气管13进入釜体1后进入气体分布器5中并由气体分布环51上均匀分布的分布孔52处排出，从而均匀的分布于釜体1内底部并向上浮动，从而增加接触面积并使接触均匀。

泄压阀82根据釜体1内部气压自动排出釜体1内的气体以平衡釜体1内的气压，排出的气体用收集槽9收集以免其中的氢气与空气混合发生危险。

反应完成时，将反应物通过上出料管14和下出料管15取出。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种加氢反应釜，包括釜体(1)，所述釜体(1)上设置有进料管(11)、氮气管(12)、氢气管(13)、上出料管(14)和下出料管(15)，所述釜体(1)上设置有加热装置(6)和冷却装置(7)，所述釜体(1)内设置有搅拌器(2)，其特征在于：所述搅拌器(2)包括设置于釜体(1)上的减速机(21)、与减速机(21)同轴连接的搅拌轴(3)、固定设置于搅拌轴(3)底部的搅拌盘(22)以及若干设置于搅拌盘(22)边缘上且沿搅拌盘(22)周向分布的叶片(4)。

2.根据权利要求1所述的一种加氢反应釜，其特征在于：所述搅拌轴(3)包括第一搅拌轴(31)和同轴设置于第一搅拌轴(31)底端的第二搅拌轴(32)，所述第一搅拌轴(31)和第二搅拌轴(32)内开设有空腔(33)且互相连通，所述第一搅拌轴(31)侧壁开设有进气孔(34)，所述第二搅拌轴(32)底端开设有连通空腔(33)的出气孔(35)。

3.根据权利要求2所述的一种加氢反应釜，其特征在于：所述叶片(4)上设置有若干沿叶片(4)长度方向分布且竖直设置的挠性片(41)。

4.根据权利要求1所述的一种加氢反应釜，其特征在于：所述氢气管(13)从顶部延伸到所述釜体(1)的底部。

5.根据权利要求4所述的一种加氢反应釜，其特征在于：所述氢气管(13)伸入釜体(1)的末端连接有气体分布器(5)。

6.根据权利要求5所述的一种加氢反应釜，其特征在于：所述气体分布器(5)包括气体分布环(51)以及若干开设于气体分布环(51)上且均匀分布的分布孔(52)。

7.根据权利要求1所述的一种加氢反应釜，其特征在于：所述釜体(1)外还设置夹套(16)，所述冷却装置(7)包括设置于所述夹套(16)上的进水管(71)以及设置于进水管(71)上用于通入冷却水或冷冻水的冷却水进口阀(72)。

8.根据权利要求7所述的一种加氢反应釜，其特征在于：所述加热装置(6)包括设置于所述夹套(16)上的蒸汽管(61)以及设置于蒸汽管(61)上用于通入蒸汽的蒸汽进口阀(62)。

9.根据权利要求1所述的一种加氢反应釜，其特征在于：所述釜体(1)内部设有温度检测器(17)和压力检测器(18)。

10.根据权利要求1所述的一种加氢反应釜，其特征在于：所述釜体(1)上设置有泄压阀(82)，所述泄压阀(82)连接有收集槽(9)。