CN215743485U

CN215743485U - 一种塔式变温反应***

Info

Publication number: CN215743485U
Application number: CN202121626837.9U
Authority: CN
Inventors: 马洪玺; 吕英杰; 张文军; 孟祥立
Original assignee: Shanghai Lanke Petrochemical Engineering & Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Lanke Petrochemical Engineering & Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2031-07-16

Abstract

本实用新型公开了一种塔式变温反应***，包括反应塔，反应塔内设置有多级反应区，任一反应区均连接有换热单元，所述换热单元具有换热介质流入端和换热介质排出端；任一所述反应区内均设置有多层换热单元，且相邻的换热单元之间通过导流管联通。据此，本实用新型采用单一反应塔，在塔内通过塔盘及导流管的设置形成多个反应区，每个反应区通过换热单元可以实现单独的温度控制，从而在单一的塔内可以实现不同的温度控制需求。

Description

一种塔式变温反应***

技术领域

本实用新型属于化工生产技术领域，涉及一种塔式变温反应***。

背景技术

对于化工领域中的快速反应，一般采用管式反应器进行。对于大型工业化装置，由于反应原料多，反应放热效应大，为了保证换热，则用列管式反应器代替单管式反应器，以提升反应的均衡性。但是对于大型列管式反应器，则需要将多级列管式反应器串联，导致大型工业化装置中的投资大，增加了成本而且建造困难。

因此，本领域技术人员极有必要提供一种结构简单、易于大型化，可以实现不同的温度控制需求的塔式变温反应***。

发明内容

本实用新型旨在提供一种塔式变温反应***，弥补现有技术的不足，以满足大型化反应精确温度控制需求。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种塔式变温反应***，包括反应塔，反应塔内设置有多级反应区，任一反应区均连接有换热单元，所述换热单元具有换热介质流入端和换热介质排出端；任一所述反应区内均设置有多层换热单元，且相邻的换热单元之间通过导流管联通。

优选的，所述换热单元包括具有中空腔室的塔盘，以及沿塔盘垂直方向设置的挡件，所述挡件将塔盘内的中空腔室分为第一腔室和第二腔室，所述挡件的一端与塔盘具有间隙，使第一腔室和第二腔室通过挡件的端部间隙联通，且所述第一腔室和第二腔室分别与换热介质的流入端和排出端连通；相邻的塔盘之间通过导流管联通，使反应物料在塔盘之间流动。

优选的，所述挡件的高度与塔盘一致；且所述挡件的一端与塔盘固定连接，另一端与塔盘之间形成间隙。

进一步的，任一层换热单元中，所述塔盘沿水平方向固定在反应塔内壁上，在塔盘的其中一端垂直设置导流管；且导流管的下端与下部相邻塔盘之间具有间隙。

进一步的，位于反应塔内的相邻塔盘之间间隔200～800mm。

进一步的，所述塔盘的中空内腔室高度为50～100mm。

进一步的，所述导流管的长度为200～400mm。

进一步的，所述塔盘上部高度为50-100mm，塔盘下部长度为100～300mm。

进一步的，相邻塔盘的导流管位于塔盘沿水平向截面的两端。

优选的，所述反应塔内位于换热单元的上方由上至下还依次设置有原料预混进料器、微米级均混器；所述反应塔内位于换热单元的下方为塔釜。

进一步的，所述的原料预混进料器设为锥型结构，底面开孔分布进料；且底面开孔率30％～75％，开孔孔径2mm～10mm。

进一步的，所述微米级均混器设为板型结构，板型结构上开设锥型的微孔，其中，板型结构上的孔隙率为4％～20％，微孔孔径在20μm～100μm之间。

优选的，所述的反应区设为2～10级。

优选的，所述换热单元均连接至控制***；且任一换热单元均包含带换热介质控制阀和塔段温度监控仪的换热介质进出管线，所述换热介质控制阀和塔段温度监控仪均与控制***电连接。

本实用新型的有益效果如下：

1)本实用新型采用单一反应塔，在塔内通过塔盘及导流管的设置形成多个反应区，每个反应区通过换热单元可以实现单独的温度控制，从而在单一的塔内可以实现不同的温度控制需求。此外，本实用新型装置可适用于反应物料粘度不大于10cp，无固体催化剂的反应体系，尤其适用于需要变温控制的反应体系。

2)本实用新型结构简单，布置方便，易于大型化，投资成本低、占地面积小；明显减少了列管式反应器的投资成本，能够满足大型化反应精确温度控制需求。

附图说明

图1为本实用新型塔式变温反应***的结构示意图。

图2为图1中换热单元的放大结构图。

图中标注符号的含义如下：

1-反应塔；2-换热单元；3-控制***；4-原料预混进料器；5-微米级均混器；6-换热单元，60-塔盘，61-挡件，601-第一腔室，602-第二腔室；7-导流管；8-塔釜。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

此外，在本申请的描述中，“多级、多层”的含义是至少两级，例如两级/层、三级/层等，除非另有明确具体的限定。

根据本发明提供的一种实施例，如图1所示，为一种塔式变温反应***，包括反应塔1，反应塔1内设置有多级反应区，任一反应区均连接有换热单元2，所述换热单元2具有换热介质流入端和换热介质排出端；任一所述反应区内均设置有多层换热单元6，且相邻的换热单元2之间通过导流管7联通。

根据本实施例，本实用新型可以在单一反应塔1内形成多个相对独立的温度分区，从而可以替代列管式反应器的串联布置，结构更加简单并节省成本。

进一步参见图2所示，所述换热单元6包括具有中空腔室的塔盘60，以及沿塔盘60垂直方向设置的挡件61，所述挡件61将塔盘60内的中空腔室分为第一腔室601和第二腔室602，且挡件61的一端与塔盘60具有间隙，使第一腔室601和第二腔室602通过挡件61的端部间隙联通；且所述第一腔室601和第二腔室602分别与换热介质的流入端和排出端连通，使得换热介质从一个腔室进入，与塔盘60上的反应物料换热后从另一个腔室排出，对塔盘60上的反应体系进行换热。相邻塔盘60之间通过导流管7联通，用于反应流体在塔盘60之间的流动。具体的，所述挡件61的高度与塔盘60的高度一致，挡件61的一端与塔盘60固定连接，另一端与塔盘之间形成间隙，促进换热介质的流动。

任一层换热单元6中，所述塔盘60沿水平方向固定在反应塔内壁上，在塔盘60的其中一端垂直设置导流管7；且导流管7的下端与相邻塔盘60之间具有间隙。具体的，对于任一层换热单元6的塔盘60而言，其沿水平方向的第一端固定在反应塔内壁上，第二端与反应塔内壁之间形成空隙，导流管7垂直的设于塔盘60的第二端。导流管7的下端与相邻塔盘60之间具有供反应物料流通的间隙，且导流管7的上端高于所连塔盘60的上部，使反应物料在塔盘60上不会产生不经过反应而直接落下的问题。上述导流管7的设置有助于反应原料均匀下落，并且使反应更加充分。

更优的，所述导流管7连接于塔盘60的相邻塔盘60的导流管7位于塔盘沿水平向截面的两端。也即，相邻塔盘60之间的导流管7交错式排布联通，使得反应物料在塔盘60之间以型折弯流动，在各反应区内充分反应。

且相邻塔盘60的第一端相对设置。

为了促进对反应体系的换热，提高温度分区控制的精准性，所述塔盘60优选设为圆柱状，挡件61设于圆柱状塔盘60的直径处。在实际应用中，位于反应塔1内的相邻塔盘60之间间隔200～800mm。塔盘内中空腔室的高度为50～100mm。导流管的长度为200～400mm，其中位于塔盘上部的长度(或高度)为50-100mm，位于塔盘下部的长度为100～300mm。

为了提高反应塔内的原料反应效果，所述反应塔1内位于换热单元6的上方由上至下还依次设置有原料预混进料器4、微米级均混器5。并且所述反应塔1内位于换热单元6的下方设为塔釜8。

其中，原料预混进料器4设为锥型结构，底面开孔分布进料。底面开孔率优选30％～75％，开孔孔径优选2mm～10mm。微米级均混器5设为板型结构，开锥型结构的微孔，且板型结构的孔隙率优选为4％～20％，微孔孔径优选在20μm～100μm之间。

此外，所述的反应区可根据反应需求设为2～10级。

为了进一步提高反应效率，所述换热单元2均连接至控制***3；任一换热单元6均包含带换热介质控制阀和塔段温度监控仪的换热介质进出管线，所述换热介质控制阀和塔段温度监控仪均与控制***3电连接。控制***3可以采用常用的PLC或DCS控制***。

基于上述实施例，利用本实用新型的工作原理为：反应原料从进料口进入原料预混进料器4混合后从原料预混进料器4的底面喷出，再经微米级均混器5均匀混合后流入换热单元6中的塔盘60上发生反应，反应热由换热介质移出***外；反应塔1内的换热单元6根据反应换热需要可以分成2～10组，每一换热单元6的温度有独立的换热单元控制，以适应不同反应阶段的换热需求；不同换热单元的换热介质可以相同，也可以不同，***内各换热单元6的换热控制由控制***3集成控制。相邻的换热单元之间通过导流管7与塔盘的交错式联通，使得反应流体在塔盘之间以型折弯流动，在各反应区内充分反应。最终反应后的反应产物，流入塔釜，并从塔釜底部排出反应***。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种塔式变温反应***，其特征在于：包括反应塔，反应塔内设置有多级反应区，任一反应区均连接有换热单元，所述换热单元具有换热介质流入端和换热介质排出端；任一所述反应区内均设置有多层换热单元，且相邻的换热单元之间通过导流管联通。

2.根据权利要求1所述的塔式变温反应***，其特征在于：所述换热单元包括具有中空腔室的塔盘，以及沿塔盘垂直方向设置的挡件，所述挡件将塔盘内的中空腔室分为第一腔室和第二腔室，所述挡件的一端与塔盘具有间隙，使第一腔室和第二腔室通过挡件的端部间隙联通，且所述第一腔室和第二腔室分别与换热介质的流入端和排出端连通；相邻的塔盘之间通过导流管联通，使反应物料在塔盘之间流动。

3.根据权利要求2所述的塔式变温反应***，其特征在于：所述挡件的高度与塔盘一致；且所述挡件的一端与塔盘固定连接，另一端与塔盘之间形成间隙。

4.根据权利要求2所述的塔式变温反应***，其特征在于：任一层换热单元中，所述塔盘沿水平方向固定在反应塔内壁上，在塔盘的其中一端垂直设置导流管；且导流管的下端与相邻塔盘之间具有间隙。

5.根据权利要求4所述的塔式变温反应***，其特征在于：相邻塔盘的导流管位于塔盘沿水平向截面的两端。

6.根据权利要求1所述的塔式变温反应***，其特征在于：所述反应塔内位于换热单元的上方由上至下还依次设置有原料预混进料器、微米级均混器；所述反应塔内位于换热单元的下方为塔釜。

7.根据权利要求6所述的塔式变温反应***，其特征在于：所述的原料预混进料器设为锥型结构，底面开孔分布进料；且底面开孔率30％～75％，开孔孔径2mm～10mm。

8.根据权利要求6所述的塔式变温反应***，其特征在于：所述微米级均混器设为板型结构，板型结构上开设锥型的微孔，其中，板型结构上的孔隙率为4％～20％，微孔孔径在20μm～100μm之间。

9.根据权利要求1所述的塔式变温反应***，其特征在于：所述的反应区设为2～10级。

10.根据权利要求1所述的塔式变温反应***，其特征在于：所述换热单元均连接至控制***；且任一换热单元均包含带换热介质控制阀和塔段温度监控仪的换热介质进出管线，所述换热介质控制阀和塔段温度监控仪均与控制***电连接。