一种醋酸反应釜流体混合系统技术方案

本发明专利技术公开了一种醋酸反应釜流体混合系统，包括反应釜和流体搅拌装置，所述流体搅拌装置包括至少两个喷头、泵和换热器，所述泵的进口端与反应釜的中部连通，泵的出口端与换热器的进口端连通，喷头的固定管道固定在反应釜的顶部，换热器的出口端与喷头的固定管道的端部连通，喷头靠近反应釜的内壁设置，喷头设置于反应釜液位以下200～500mm，相邻两个喷头所在的直径的夹角为45°～90°。本发明专利技术设置流体搅拌装置改变了机械搅拌轴封及传动装置在运行过程中易损坏的情况，将动密封点消除，提高了系统安全稳定运行。同时与CO分配器相配合，使反应器内的CO气体分布更加均匀，改善了气液两相混合效果，提升反应速率，优化系统反应状态。

【技术实现步骤摘要】
一种醋酸反应釜流体混合系统
本专利技术涉及醋酸合成领域，具体涉及一种醋酸反应釜流体混合系统。
技术介绍
醋酸是重要的化学中间体和化学反应用溶剂，主要用于生产醋酸乙烯、醋酐、醋酸纤维素、醋酸酯类、对苯二甲酸、氯乙酸和醋酸盐类等，其衍生物多达几百种。生产方法主要有乙醇乙醛法、乙烯乙醛法、甲醇羰基合成法，其中甲醇羰基合成法约占总生产能力的80％，该工艺常用的为铑基或铱基催化剂体系，在一锆质反应釜内通入CO和甲醇，维持一定的压力和温度，在催化剂的作用下发生反应生产醋酸，为保证反应釜内气液两相均匀混合，需增加动力装置。目前，技术改进多在精馏系统，反应系统变动较少，尤其是反应釜单元，在气液搅拌混合上仍然采用常规机械搅拌模式，采用机械搅拌的反应设备可以有效地进行液－液和气－液的混合，但是，机械传动所需的轴封和轴承在长期运行中极易损坏，造成停车维修，难以实现持续、稳定和安全地运行。而针对大容积醋酸反应釜装置，单喷嘴流体搅拌及传统CO分配器无法达到气液两相充分混合要求。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种醋酸反应釜流体混合系统，本专利技术在反应釜内设置流体搅拌装置改变了机械搅拌轴封及传动装置在运行过程中易损坏的情况，将动密封点消除，极大地提高了系统安全稳定运行。同时与CO分配器相配合，使反应器内的CO气体分布更加均匀，改善了气液两相混合效果，提升反应速率，优化系统反应状态，装置产能由30万吨/年提升至60万吨/年。为了解决以上问题，本专利技术的技术方案为：一种醋酸反应釜流体混合系统，包括反应釜和流体搅拌装置，其中，所述流体搅拌装置包括至少两个喷头、泵和换热器，所述泵的进口端与反应釜的中部连通，泵的出口端与换热器的进口端连通，喷头的固定管道固定在反应釜的顶部，换热器的出口端与喷头的固定管道的端部连通，喷头靠近反应釜的内壁设置，喷头设置于反应釜液位以下200～500mm，相邻两个喷头所在的直径的夹角为45°～90°。反应釜内的反应液从反应釜的中部流出，在泵的动力作用下输送至换热器进行降温后输送至喷头处喷出，反应液沿反应釜的内壁高速向下流动，带动周边的液体发生矢量的改变，并从反应釜的釜底翻转而上，形成了多个主流动层不同的双循环流动状态。将相邻两个喷头所在直径的夹角设置为45°～90°，是为了保障不同双循环流动状态的产生，进而对反应釜内的反应液产生更大的扰动，确保釜内反应液混合均匀、无死角，使其达到更好的搅拌效果。将喷头设置于反应釜液位以下200～500mm，是为了确保更强的流体动力，带动整个釜内反应液流动，达到更好的搅拌效果。换热器可以对反应釜中的反应液进行降温，及时移除系统反应过程中放出的热量，确保系统反应连续性与稳定性。喷头所在管道固定在反应釜的顶部，降温后的反应液自高处流下，可以提供更高的速度，能产生更好的搅拌效果。优选的，所述泵的数量为两个，包括第一泵和第二泵，换热器的数量为两个，包括第一换热器和第二换热器，第一泵和第二泵并联，第一换热器和第二换热器并联。设置两套泵和换热器，可以满足大容积反应釜气液两相充分混合要求。优选的，所述喷头的喷口端部为缩径结构。可以明显提高循环反应液的喷射速度，提高气液混合的程度。优选的，所述反应釜内还设置有CO分配器，安装在反应釜的釜底，CO分配器由5层多孔环式管体相互连通而成，自下往上依次为第一层环式管体、第二层环式管体、第三层环式管体、第四层环式管体和第五层环式管体，这5层环式管体为同心结构。CO分配器的5层多孔环式管体分布在不同高度处，且呈同心分布，可以将CO同时分布在不同直径位置，便于CO在反应釜的整个截面上分布。分布在不同高度处，保证了垂直方向CO均匀分布，尤其是流体搅拌弱化的情况下，保证上部反应液充分反应，改善气液两相混合反应效果。优选的，第四层环式管体、第三层环式管体、第一层环式管体、第二层环式管体和第五层环式管体的环体半径依次减小。第一层环式管体为CO气总分布管，第二、三、四层环式管体与半球状釜底平面空间相对应，第五层环式管体是对前四层环式管体在平面及垂直CO分布上的补充，5层多孔环式管体在反应釜平面区域不留死角，并整体呈现运行上升趋势，伴随着气泡的聚并和分离，实现整个反应釜空间的CO均匀分布。优选的，第一层环式管体的内径最大，为CO气总分布管，与釜底及中心轴相连接。对CO气进行分布的同时，还起到对上部四层环式管体起到支撑加固的作用。优选的，第一层环式管体和第二层环式管体之间的距离、第二层环式管体和第三层环式管体之间的距离、第三层环式管体和第四层环式管体之间的距离、第四层环式管体和第五层环式管体之间的距离的比为1:1:3～5:2～3。优选的，CO分配器的多孔环式管体上的气孔的直径为1～3mm，气孔间距为3～6mm。本专利技术的有益效果为：本专利技术的CO分配器及流体搅拌装置，利用反应釜母液自身循环，改善了CO气体及循环母液分布，分配器小孔使CO大气泡分散成小气泡并变得更均匀，实现反应釜内气液相的充分混合，反应速率大大提高，而且保证了CO分压，利于催化剂的稳定性提高，装置的生产能力由30万吨/年提升至60万吨/年。同时该技术的应用不仅消除了机械搅拌可能造成的停车隐患，实现持续、稳定、安全运行，而且节约了投资、运行、维护费用的支出。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是本专利技术的醋酸反应釜流体混合系统连接结构示意图；图2是本专利技术的流体搅拌管的俯视图结构示意图；图3流体搅拌管的主视图结构示意图；图4是本专利技术的CO分配器主视图结构示意图；图5是本专利技术的CO分配器俯视图结构示意图；其中：1、反应釜，2、第一喷头，3、第二喷头，4、第一换热器，5、第二换热器，6、第一泵，7、第二泵，8、中心固定轴，9、第五层环式管体，10、第四层环式管体，11、第三层环式管体，12、第二层环式管体，13、CO管口，14、第一层环式管体。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。如图1～3所示，醋酸反应釜流体混合系统包括反应釜和流体搅拌装置，所述流体搅拌装置包括至少两个喷头、泵和换热器，所述泵的进口端与反应釜1的中部连通，泵的出口端与换热器的进口端连通，喷头的固定管道固定在反应釜1的顶部，换热器的出口端与喷头的固定管道的端部连通，喷头靠近反应釜1的内壁设置，喷头设置于反应釜液位以下200～500mm，相邻两个喷头所在直径的夹角设置为45°～90°，优选为90°。作为一种具体的实施方式，所述泵的数量为两个，包括第一泵6和第二泵7，换热器的数量为两个，包括第一换热器4和第二换热器5，第一泵6和第二泵7并联，第一换热器4和第二换热器5并联。设置两套泵和换热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种醋酸反应釜流体混合系统，其特征在于：包括反应釜和流体搅拌装置，其中，所述流体搅拌装置包括至少两个喷头、泵和换热器，所述泵的进口端与反应釜的中部连通，泵的出口端与换热器的进口端连通，喷头的固定管道固定在反应釜的顶部，换热器的出口端与喷头的固定管道的端部连通，喷头靠近反应釜的内壁设置，喷头设置于反应釜液位以下200～500mm，相邻两个喷头所在的直径的夹角为45°～90°。

【技术特征摘要】
1.一种醋酸反应釜流体混合系统，其特征在于：包括反应釜和流体搅拌装置，其中，所述流体搅拌装置包括至少两个喷头、泵和换热器，所述泵的进口端与反应釜的中部连通，泵的出口端与换热器的进口端连通，喷头的固定管道固定在反应釜的顶部，换热器的出口端与喷头的固定管道的端部连通，喷头靠近反应釜的内壁设置，喷头设置于反应釜液位以下200～500mm，相邻两个喷头所在的直径的夹角为45°～90°。2.根据权利要求1所述的醋酸反应釜流体混合系统，其特征在于：所述泵的数量为两个，包括第一泵和第二泵，换热器的数量为两个，包括第一换热器和第二换热器，第一泵和第二泵并联，第一换热器和第二换热器并联。3.根据权利要求1所述的醋酸反应釜流体混合系统，其特征在于：所述喷头的喷口端部为缩径结构。4.根据权利要求1所述的醋酸反应釜流体混合系统，其特征在于：所述反应釜内还设置有CO分配器，安装在反应釜的釜底，CO分配器由5层多孔环式管体相互连通而成，自下往上依次为第一层环式管体、第二层环式管体、第三层环式管体、第四层环式管体和第五层环式管体，这5层环式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志远，张志伟，鲁宜武，赵洋，赵月东，谷伟，赵鹏，陈慧聪，乔豪杰，
申请(专利权)人：兖矿鲁南化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37