CN210449120U - 一种循环式微通道氯化反应装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种循环式微通道氯化反应装置，包括微反应器、反应液储罐和余氯回收***，微反应器的进液口与反应原料液储罐由管路连接，微反应器的进气管分为两路，一路通入氯气原料，另一路通入由余氯回收***回收得到的氯气；微反应器的出液口与反应液储罐顶部的进液口由管路连接，微反应器内的气液混合产物通入到反应液储罐内进行气液分离，气液分离得到液体产物和含副产氯化氢及未反应完全氯气的气体产物，反应液储罐底部的出液口排出液体产物，反应液储罐顶部的出气口排出气体产物，气体产物通过余氯回收***进行氯气回收。本申请的工艺装置实现了微通道反应用于氯化反应中未反应完全的剩余氯气的有效回收套用，可有效提高原料氯化收率。

Description

一种循环式微通道氯化反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种循环式微通道氯化反应装置。

背景技术

能实现微持液量连续生产的微反应器有诸如传质传热过程得到强化、安全性和可控性良好、易于放大等优点，在强放热、危险性较高的反应中具有良好的应用。随着微反应工业的应用和发展，微反应装置仍然存在以下问题：（1）反应不彻底，一次反应效果差；（2）过程温控困难；（3）后处理工序复杂，仍需要进行间歇式处理等。因此，从工艺、设备上仍有较大的改进空间。

同时，对于一般的氯化反应而言，氯气通常相对反应物需大大过量，未反应完全的氯气直接进入尾气处理装置，一方面，余氯大量损失，氯气利用率比较低，另一方面，大大增加了尾气处理装置的负荷及能耗，造成资源浪费。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种设计合理、反应效果好、原料利用率高、尾气处理负荷低等特点的循环式微通道氯化反应装置。

所述的一种循环式微通道氯化反应装置，其特征在于包括微反应器、反应液储罐和余氯回收***，所述微反应器的进液口与反应原料液储罐由管路连接，微反应器的进气管分为两路，第一路进气管通入氯气原料，第二路进气管通入由余氯回收***回收得到的氯气；微反应器的出液口与反应液储罐顶部的进液口由管路连接，微反应器内的气液混合产物通入到反应液储罐内进行气液分离，气液分离得到液体产物和含有副产氯化氢及未反应完全氯气的气体产物，反应液储罐底部的出液口排出液体产物，反应液储罐顶部的出气口排出气体产物，所述气体产物通过余氯回收***进行氯气回收。

所述的一种循环式微通道氯化反应装置，其特征在于所述余氯回收***包括余氯洗气塔和洗气泵，余氯洗气塔底部的出液口与洗气泵的进液口由管路连接，洗气泵的出液管分为两路，一路排出吸收氯化氢形成的盐酸副产品，另一路连接至余氯洗气塔上部的进液口，余氯洗气塔上部还设置有自来水进料管；余氯洗气塔下部的进气口与反应液储罐顶部的出气口由管路连接，余氯洗气塔顶部的出气口排出的氯气通入到微反应器内进行氯化反应。

所述的一种循环式微通道氯化反应装置，其特征在于所述余氯回收***还包括依次管路连接的干燥箱、压缩机和氯气缓冲罐，所述余氯洗气塔顶部的出气口通过干燥箱、压缩机和氯气缓冲罐与微反应器的第二路进气管由管路连接。

所述的一种循环式微通道氯化反应装置，其特征在于还包括反应液循环泵，反应液储罐底部的出液口与反应液循环泵的进液口由管路连接，反应液循环泵的出液管分为两路，一路排出氯化反应产品，另一路连接至微反应器的进液口与反应原料液储罐之间的管路上。

本技术基本原理是：将传统的微反应技术与氯气回收技术进行再整合，通过新颖、合理的工艺集成设计，将传统的微反应工艺进行改进，采用循环式进料实现多次氯化，采用余氯回收实现氯气套用。从而达到物料充分反应，原料利用率高的目的。

本实用新型循环式微通道氯化反应装置与现有氯化技术相比有以下特点：

（1）传统的氯化反应技术，多数采用间歇釜式反应，反应放热剧烈，操作周期长，本技术采用微反应器连续氯化，有效降低氯化反应风险，简化操作，反应可控。

（2）传统的微通道反应技术，直接将反应原料打入反应单元进行反应后直接处理反应液，反应收率低，本技术将反应液气液分离后重新输送至进料端，可实现多次反应，单台微反应器即可实现深度反应，同时采用物料循环反应的方式，可有效提高反应收率，提高反应器的设备利用率，减少一次性设备投资成本，效益明显。

（3）氯化反应中氯气通常远远过量于反应物，反应结束后未反应的氯气和氯化氢直接进入尾气处理装置，氯气损失大，尾气处理负荷大，本技术通过对反应尾气的喷淋处理，除去尾气中的氯化氢，未反应完的氯气回收利用，有效提高了氯气的利用率，减少了尾气排放，并可实现副产盐酸。

（4）本技术提高反应物原子利用率，提高反应收率，减少氯排放，属于绿色化学技术。本实用新型的工艺装置实现了微通道反应用于氯化反应中未反应完全的剩余氯气的有效回收套用，提高氯气使用效率；通过氯化液循环输送回原料进料管道，可进行多级氯化，可有效提高原料氯化收率。

附图说明

图1为本实用新型的循环式微通道氯化反应装置结构示意图；

图中：1-微反应器，2-反应液储罐，3-反应液循环泵，4-余氯洗气塔，5-洗气泵，6-干燥箱，7-压缩机，8-氯气缓冲罐，a-反应原料液储罐。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例：对照图1

一种循环式微通道氯化反应装置，包括微反应器1、反应液储罐2和余氯回收***，所述微反应器1的进液口与反应原料液储罐a由管路连接，微反应器1的进气管分为两路，微反应器1的第一路进气管通入氯气原料，微反应器1的第二路进气管通入由余氯回收***回收得到的氯气；微反应器1的出液口与反应液储罐2顶部的进液口由管路连接，微反应器1内的气液混合产物通入到反应液储罐2内进行气液分离，气液分离得到液体产物和含有副产氯化氢及未反应完全氯气的气体产物，反应液储罐2底部的出液口排出液体产物，反应液储罐2顶部的出气口排出气体产物，所述气体产物通过余氯回收***进行氯气回收。

余氯回收***包括余氯洗气塔4、洗气泵5以及依次管路连接的干燥箱6、压缩机7和氯气缓冲罐8，余氯洗气塔4底部的出液口与洗气泵5的进液口由管路连接，洗气泵5的出液管分为两路，一路排出吸收氯化氢形成的盐酸副产品，另一路连接至余氯洗气塔4上部的进液口，余氯洗气塔4上部还设置有自来水进料管；余氯洗气塔4下部的进气口与反应液储罐2顶部的出气口由管路连接，所述余氯洗气塔4顶部的出气口通过干燥箱6、压缩机7和氯气缓冲罐8与微反应器1的第二路进气管由管路连接，由此余氯洗气塔4顶部的出气口排出的氯气通入到微反应器1内进行氯化反应。

为了提升氯化反应的效果，本实用新型还包括反应液循环泵3，反应液储罐2底部的出液口与反应液循环泵3的进液口由管路连接，反应液循环泵3的出液管分为两路，一路排出氯化反应产品，另一路连接至微反应器1的进液口与反应原料液储罐a之间的管路上。

利用本实用新型的结构进行氯化反应时，工作过程为：

微反应器1的反应物料入口分为气相入口和液相入口，由氯气作为一股气体物料，反应液原料作为一股液体物料，进入微反应器进行氯化反应。微反应器1的物料出口通过管道与反应液储罐2相连，氯化反应物、副产氯化氢及未反应完全的氯气在反应液储罐2中进行气液分离。反应液储罐2底部的液体出口通过管道与反应液循环泵3相连，反应液循环泵3的出口分为两股物料，一股作为氯化完全后的产品采出，另一股作为未氯化完全的输送至微反应器1原料入口进行二次氯化反应，通过调控反应液循环泵3出口的两股物料的流速比，控制氯化反应的进度。

反应液储罐2的气相出口与余氯洗气塔4的气相入口通过管道相连，气相中包含副产氯化氢及未反应的氯气。余氯洗气塔4塔釜内加入自来水，余氯洗气塔4底部的出液口与洗气泵5通过管道相连，洗气泵5出口与余氯洗气塔4填料段上部喷淋口通过管道相接，自来水通过洗气泵5打循环，对进入余氯洗气塔4内的反应气相进行喷淋清洗，氯化氢被喷淋水吸收形成盐酸溶液，盐酸溶液达到一定浓度后通过洗气泵5出口采出，作为副产盐酸；剩余氯气通过余氯洗气塔4的塔顶出口进入干燥箱6进行干燥除水，干燥箱6出口通过管道与压缩机7相连，余氯通过压缩进入氯气缓冲罐8，氯气缓冲罐8出口通过管道与微反应器1气相入口相连，缓冲后的余氯进入微反应器1再次使用。

本实用新型的一种循环式微通道氯化反应装置加工制造非常简单方便，按说明书附图所示加工制造组装即可。

本实用新型的使用可实现单台微反应器多级反应，减少设备投资，回收余氯，提高了氯气的利用率，具有良好的经济效益。

本实用新型与现有传统微通道反应技术相比，可有效减少氯化反应中未反应氯气直接处理造成的氯气损失，提高氯原子利用率，降低尾气处理的能耗及装置负荷；同时，采用物料循环反应的方式，可有效提高反应收率，提高反应器的设备利用率，减少一次性设备投资成本，效益明显。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (4)

1.一种循环式微通道氯化反应装置，其特征在于包括微反应器（1）、反应液储罐（2）和余氯回收***，所述微反应器（1）的进液口与反应原料液储罐（a）由管路连接，微反应器（1）的进气管分为两路，第一路进气管通入氯气原料，第二路进气管通入由余氯回收***回收得到的氯气；微反应器（1）的出液口与反应液储罐（2）顶部的进液口由管路连接，微反应器（1）内的气液混合产物通入到反应液储罐（2）内进行气液分离，气液分离得到液体产物和含有副产氯化氢及未反应完全氯气的气体产物，反应液储罐（2）底部的出液口排出液体产物，反应液储罐（2）顶部的出气口排出气体产物，所述气体产物通过余氯回收***进行氯气回收。

2.根据权利要求1所述的一种循环式微通道氯化反应装置，其特征在于所述余氯回收***包括余氯洗气塔（4）和洗气泵（5），余氯洗气塔（4）底部的出液口与洗气泵（5）的进液口由管路连接，洗气泵（5）的出液管分为两路，一路排出吸收氯化氢形成的盐酸副产品，另一路连接至余氯洗气塔（4）上部的进液口，余氯洗气塔（4）上部还设置有自来水进料管；余氯洗气塔（4）下部的进气口与反应液储罐（2）顶部的出气口由管路连接，余氯洗气塔（4）顶部的出气口排出的氯气通入到微反应器（1）内进行氯化反应。

3.根据权利要求2所述的一种循环式微通道氯化反应装置，其特征在于所述余氯回收***还包括依次管路连接的干燥箱（6）、压缩机（7）和氯气缓冲罐（8），所述余氯洗气塔（4）顶部的出气口通过干燥箱（6）、压缩机（7）和氯气缓冲罐（8）与微反应器（1）的第二路进气管由管路连接。

4.根据权利要求1所述的一种循环式微通道氯化反应装置，其特征在于还包括反应液循环泵（3），反应液储罐（2）底部的出液口与反应液循环泵（3）的进液口由管路连接，反应液循环泵（3）的出液管分为两路，一路排出氯化反应产品，另一路连接至微反应器（1）的进液口与反应原料液储罐（a）之间的管路上。

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