化學反應器的製作方法

2023-05-25 23:23:51 2

專利名稱：化學反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及化工產品反應設備，特別涉及一種溫度分布均勻、熱交換充分的
化學反應器。
背景技術：
目前化工領域特別是用於工業合成的反應器，多數是採用傳統反應釜的方式，故 而使得溫度分布不均勻，熱交換速率慢，容易引發副反應，特別是難以實現放大實驗的要 求，將傳統的反應釜用於工業有機合成時，效果尤其不理想。特別是對於直徑比較大的反應 釜，比如直徑為4米，容器的外壁處和容器中心處的溫差很大，這樣反應更加的不充分，如 果是放熱反應的話，反應釜內部的熱量得不到釋放，積聚起來會很危險，甚至有發生爆炸的 可能。這也是目前化學界普遍存在的"反應放大"問題。另外，攪拌效果也不好，尤其靠近 軸的部分，攪拌速度接近於零。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有反應釜溫度分布不均勻，熱交換速
率慢的缺陷，提供一種溫度分布均勻、熱交換充分的化學反應器。 本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的 —種化學反應器，其特點在於，其包括一外部容器，以及若干位於該外部容器內部 的與之有相對旋轉的內部熱交換管。 其中，該外部容器為樞設於一固定軸上、由一轉動輪帶動旋轉的可調速外部旋轉 容器，該內部熱交換管固設於該固定軸上 其中，該化學反應器還包括設於外部旋轉容器與固定軸的樞接處、分別位於軸徑 兩側的反應進料管和出料導流管。 其中，該外部旋轉容器為雙層結構，兩層之間裝有熱交換介質，或者外部旋轉容器 為單層，其外部包覆有熱交換容器。 其中，該外部容器為固定設置，該內部熱交換管為設在一可調速轉動軸上、由一轉 動輪帶動旋轉的內部旋轉熱交換管。 其中，該化學反應器還包括設於外部容器上、分別位於軸徑兩側的反應進料管和 出料導流管。 其中，該外部容器和內部熱交換管均為旋轉設置於一固定軸上，外部容器和內部 熱交換管是同時旋轉的。 其中，該靠近外部容器的內部熱交換管帶有攪拌翅或攪拌齒，以加強攪拌效果。 其中，該內部熱交換管是封閉的，該反應進料管和出料導流管在外部容器的內部 部分是有開口的。 其中，該外部容器和軸的樞接處設有一溫度計和一金屬包覆管。 本實用新型的積極進步效果在於原料從進料管流入反應器，通過滾筒和熱交換管的作用，結構合理，混合均勻，熱交換充分，反應高效率。尤其適合各種工業化生產。
圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖。 圖2為本實用新型另一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。 本實用新型的化學反應器，主要包括一外部容器，以及若干位於該外部容器內部
的與之有相對旋轉的內部熱交換管。下面分兩個實施例加以說明。 實施例1 如圖1所示，本化學反應器的圓筒形外部容器1樞設於一固定軸8上，由轉動輪7 帶動旋轉，而內部熱交換管4固設於該固定軸8上，這樣就形成了外部容器1和內部熱交換 管4之間的相對旋轉。圓筒形外部容器可以由金屬或其他材料構成。反應進料管3和出 料導流管5設於外部容器1與固定軸8的樞接處、分別位於軸徑兩側。本化學反應器還包 括回流裝置等部件，出料導流管的位置是可變的視方便而定。所述的內部熱交換管4通過 管內裝有熱交換介質，進行循環加熱或者冷卻而達到熱交換目的；為達到內外都有熱交換 的效果，外部容器1也可以採用雙層結構，兩層之間裝有熱交換介質，進行循環加熱或者冷 卻。該內部熱交換管4是封閉的，該反應進料管3和出料導流管5是開口的。為便於輸入、 輸出熱交換介質，該內部熱交換管4兩端可連接有開口位於外部容器1外的熱交換介質輸 入管和熱交換介質輸出管(圖未示)。該外部容器和軸的樞接處還可以設有一溫度計6，用 於控制溫度變化。外部容器1與軸樞接處的外露部分可以用一金屬包覆管2包覆。 本化學反應器在使用時，多種原料從不同的進料管流入圓筒反應器，通過裝置外 端轉動輪7帶動反應容器滾動，通過裝置外端傳動輪帶動反應容器及內部換熱器同時雙向 滾動，或反應容器單獨轉動，或內部換熱器單獨轉動，達到攪拌的效果， 一方面使反應原料 充分混合，另一方面使得反應熱交換充分，通過溫度計6及時控制溫度變化，大大的提高了 反應效率。反應結束後，通過出料導流管5獲得產物。 本化學反應器的轉輪或齒輪的安裝位置是可變的，並不局限於圖中所示的位置， 比如反應器較大，由齒輪帶動軸轉動的方式軸的強度不夠時，就可以採用由齒輪直接帶動 外部容器傳動的方式。靠近外部容器的內部熱交換管可以帶有攪拌翅或攪拌齒，以加強攪 拌效果。該外部旋轉容器可以為雙層結構，兩層之間裝有熱交換介質，或者外部旋轉容器為 單層，其外部包覆有熱交換容器。 實施例2 如圖2所示，本實施例與實施例1的主要區別在於，本實施例中的外部容器是固定 的，而內部熱交換管是可旋轉的。具體地，本化學反應器的內部熱交換管4為設在一可調速 轉動軸9上，由一轉動輪7帶動旋轉。內部熱交換管4可以由金屬或其他材料構成。此種 結構中，反應進料管3和出料導流管5設於外部容器上、分別位於軸徑兩側，一組反應進料 管3位於圓筒上端。而溫度計6和金屬包覆管2的設置與實施例1中基本相同。 本化學反應器在使用時，外部容器1固定，內部熱交換管4轉動，達到攪拌的效果，一方面使反應原料充分混合，另一方面使得反應熱交換充分，通過溫度計6及時控制溫度
變化，大大的提高了反應效率。反應結束後，通過出料導流管5獲得產物。 上面描述的反應器是外部容器和內部熱交換管中一個旋轉、另一個固定的旋轉方
式，實際應用中也可以採用兩者同時都旋轉的方式，比如外部容器順時針旋轉、內部熱交換
管逆時針旋轉，從而形成了兩者之間的相對旋轉。所以，不管是採取何種旋轉方式，只要是
兩者之間形成相對旋轉，此類的化學反應器均落在本實用新型的保護範圍內。 更佳地，為了避免內部熱交換管4在加熱或冷卻時分別輸入的有些冷、熱交換介
質相互汙染，可將內部熱交換管4分成兩個獨立部分， 一部分專用於加熱，即加入油等加熱
介質，而另一部分則專用於冷卻，即加入冷卻介質。較佳地，這兩部分內部熱交換管4均可
獨立地連接有開口位於外部容器1外的熱交換介質輸入管和熱交換介質輸出管，用於輸入
和輸出加熱介質或冷卻介質。 本實用新型不僅適用於圓筒型反應器，也同樣適用於球型、橢球型或箱型反應器。 本實用新型的化學反應器可為立式，也可為臥式。採用本實用新型，通過滾筒和熱交換管的 作用，能夠充分混合充分，並保證反應器內部溫度均勻，換熱高效。尤其適合於對反應溫度 要求比較高，對反應溫度比較敏感的場合。 雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解， 這些僅是舉例說明，在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做 出多種變更或修改。因此，本實用新型的保護範圍由所附權利要求書限定。
權利要求一種化學反應器，其特徵在於，其包括一外部容器，以及若干位於該外部容器內部的與之有相對旋轉的內部熱交換管。
2. 如權利要求1所述的化學反應器，其特徵在於，該外部容器為樞設於一固定軸上、由 一轉動輪帶動旋轉的可調速外部旋轉容器，該內部熱交換管固設於該固定軸上。
3. 如權利要求2所述的化學反應器，其特徵在於，該化學反應器還包括設於外部旋轉 容器與固定軸的樞接處、分別位於軸徑兩側的反應進料管和出料導流管。
4. 如權利要求2所述的化學反應器，其特徵在於，該外部旋轉容器為雙層結構，兩層之 間裝有熱交換介質，或者外部旋轉容器為單層，其外部包覆有熱交換容器。
5. 如權利要求1所述的化學反應器，其特徵在於，該外部容器為固定設置，該內部熱交 換管為設在一可調速轉動軸上、由一轉動輪帶動旋轉的內部旋轉熱交換管。
6. 如權利要求5所述的化學反應器，其特徵在於，該化學反應器還包括設於外部容器 上、分別位於軸徑兩側的反應進料管和出料導流管。
7. 如權利要求1所述的化學反應器，其特徵在於，該外部容器和內部熱交換管均為旋 轉設置於一固定軸上，外部容器和內部熱交換管是同時旋轉的。
8. 如權利要求4、6或7所述的化學反應器，其特徵在於，該靠近外部容器的內部熱交換 管帶有攪拌翅或攪拌齒。
9. 如權利要求4、6或7所述的化學反應器，其特徵在於，該內部熱交換管是封閉的，該 反應進料管和出料導流管在外部容器的內部部分是有開口的。
10. 如權利要求4、6或7所述的化學反應器，其特徵在於，該外部容器和軸的樞接處設 有一溫度計和一金屬包覆管。
專利摘要本實用新型公開了一種化學反應器，其包括一外部容器，以及若干位於該外部容器內部的與之有相對旋轉的內部熱交換管。多種原料從不同的進料管流入圓筒反應器，通過裝置外端傳動輪帶動反應容器及內部換熱器同時雙向滾動，或反應容器單獨轉動，或內部換熱器單獨轉動，達到攪拌的效果，一方面使反應原料充分混合，另一方面使得反應熱交換充分，通過溫度計及時掌握溫度變化。反應結束後，通過出料導流管獲得產物。所述的內外熱交換控溫型反應器，結構合理，混合均勻，熱交換充分，反應高效率的特點，尤其適合投入工業化生產。
文檔編號B01J19/28GK201454536SQ20092007351
公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月5日 優先權日2009年6月5日
發明者王志訓 申請人:王志訓