一种制备三聚氰酸的反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种制备三聚氰酸的反应器，包括反应罐，反应罐中设置有搅拌装置，搅拌装置通过电机驱动；所述搅拌装置包括连接轴，连接轴的上端与电机连接，连接轴自上而下分别设置有双螺带式搅拌桨、桨式搅拌桨和底部搅拌桨。通过这种搅拌装置，加入到反应器内的尿素能够得到快速混合，反应器内能耗分布更加均匀，传热强，并能解决反应物料在反应器内壁结块的问题，降低副反应的发生，得到高收率、高纯度的三聚氰酸产品。

【技术实现步骤摘要】
一种制备三聚氰酸的反应器
本技术涉及反应器领域，具体为一种制备三聚氰酸的反应器。
技术介绍
三聚氰酸是一种重要有机中间体，以其为原料可以合成数百种重要的精细化学品，共有四大类二十几个品种，约500个产品。其中绝大部分为具有特殊用途的精细化工产品，用于农药、医药、染料、材料和助剂等诸多领域。三聚氰酸又是一种潜在的高效脱硝试剂。1986年美国科学家在nature上报道，三聚氰酸具有很高的脱硝效率，其主要原理是三聚氰酸在330℃以上分解为异氰酸，后者与氮氧化合物作用产生一氧化碳、二氧化碳与水，鉴于当时三聚氰酸成本较高，未能大规模工业化应用。目前，三聚氰酸的工业生产一般都采取尿素热解法，按照反应介质来划分主要包括直接热解法、熔盐热解法、以及溶剂热解法。直接热解法通常在带有桨式搅拌装置的反应器中进行，设备简单，但尿素加热过程中液相很容易粘附在反应器壁上，传热困难且氨不易逸出，近壁处温度过高会产生缩合的副产物及胺类衍生物，导致三聚氰酸收率低，纯度不高。针对现有技术的问题，有必要设计一种反应器，解决三聚氰酸在制备过程中容易与反应器发生粘附的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供制备三聚氰酸的反应器，该反应器带有一个可伸缩调节、组合型的搅拌装置，解决了反应过程中物料粘壁、传热困难，副产物多的问题，实现了三聚氰酸的高效生产。本技术是通过以下技术方案来实现：一种制备三聚氰酸的反应器，其特征在于，包括反应罐，反应罐中设置有搅拌装置，搅拌装置通过电机驱动；所述搅拌装置包括连接轴，连接轴的上端与电机连接，连接轴自上而下分别设置有双螺带式搅拌桨、桨式搅拌桨和底部搅拌桨，双螺带式搅拌桨用于防止物料与反应罐侧壁粘结，底部搅拌桨用于防止物料与反应罐底部粘结。优选的，所述反应罐侧面还设有氨气出口，氨气出口上安装有真空压力表，氨气出口与真空泵连接。优选的，所述双螺带式搅拌桨的直径与反应罐直径的比为(0.95-0.98):1，双螺带式搅拌桨的螺距与双螺带式搅拌桨的直径的比例为(0.151-121):1，双螺带式搅拌桨的高度与反应罐的高度的比为0.4-0.5):1。优选的，所述双螺带式搅拌桨的螺带为带状结构。优选的，所述桨式搅拌桨的直径与反应罐直径的比为(0.75-0.8):1。优选的，所述底部搅拌桨设置在连接轴的下端，其底部轴向投影曲线与反应罐的底部截面相同，底部搅拌桨的直径与反应罐直径的比为(0.95-0.98):1。优选的，所述连接轴为伸缩结构，包括固定杆、活动杆和锁紧定位件；固定杆的上端穿过反应罐的顶部与电机连接，活动杆安装在固定杆中且能够轴向移动，锁紧定位件用于对连接轴的长度进行定位。优选的，锁紧定位件包括固定套和定位螺栓，固定套安装在固定杆的下端，定位螺栓水平安装在固定套上，定位螺栓的端部能够顶在活动杆的侧壁上对其定位。优选的，所述锁紧定位件包括固定套和锁至套，所述固定套安装在固定杆的下端，固定套上设置有外螺纹，在螺纹位置沿轴向设置有多个膨胀缝；锁至套安装在活动杆上，锁至套内部设置有外螺纹相匹配的内螺纹。优选的，所述反应罐上设置有用于对物料加热的导热油夹套，导热油夹套上端设置有导热油入口，下端设置有导热油出口。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：该制备三聚氰酸的反应器，包含立式容器及一个轴向安装在容器中的搅拌装置，该搅拌装置由一个自上而下盘旋在搅拌轴上的双螺带式搅拌桨、一个位于反应罐下部位置的桨式搅拌桨、一个位于反应罐底部的搅拌桨组成。双螺带式搅拌桨依靠壁面附近强剪切及轴向主体对流循环，可高效对物料进行混合，由于该桨叶直径较大，可起到刮壁作用，有效防止壁面物料的粘结以及反应罐传热性能恶化；桨式搅拌桨使物料产生轴向流动，防止固相沉积；反应罐底部的搅拌桨起到刮底作用，防止固相沉积及底部物料的粘结。通过这种搅拌装置，加入到反应罐内的尿素能够得到快速混合，反应罐内能耗分布更加均匀，传热强，并能解决反应物料在反应罐内壁结块的问题，降低副反应的发生，得到高收率、高纯度的三聚氰酸产品。通过锁紧定位件调节连接轴的长度，可将搅拌桨调节到最合适的高度。反应罐外壁氨气出口与真空泵连接，用于抽取反应过程中产生的氨气，有利于反应正向发生，出口处安装有真空压力表，用于监测反应系统的真空度。附图说明图1为反应器的结构示意图。图中：1-反应罐，2-搅拌装置，3-固定杆，4-活动杆，8-双螺带式搅拌桨，9-下层搅拌桨，10-底部搅拌桨，11-进料口，12-出料口，13-导热油夹套，14-导热油出口，15-导热油入口，16-热电偶，17-氨气出口，18-真空压力表，19-电机。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。一种制备三聚氰酸的反应器，包括反应罐1、搅拌装置2、导热油夹套13和电机19。其中，所述搅拌装置2安装在反应罐1中，搅拌装置2的上端穿过反应罐1的顶部与电机19连接，电机19驱动搅拌装置进行转动，导热油夹套13设置在反应罐1的外侧，用于对反应罐1进行加热，导热油夹套下端设置有导热油出口14，上端设置有为导热油入口15。反应罐1的上端设有反应原料进料口，下端设有反应产物出料口。反应罐侧面还设有氨气出口17，氨气出口上安装有真空压力表18。反应罐1上设有热电偶16，用于监测反应过程中的温度。搅拌装置2包括连接轴，以及设置在连接轴上的双螺带式搅拌桨、下层搅拌桨9和底部搅拌桨10。连接轴的上端穿过反应罐1的顶部与电动机连接，双螺带式搅拌桨自上而下盘旋设置在连接轴的上部，下层搅拌桨9设置在连接轴的下部且位于双螺带式搅拌桨的底部，底部搅拌桨10设置在连接轴的下端。双螺带式搅拌桨的螺带为条带状的板片构成的螺旋带，双螺带式搅拌桨的直径X与反应罐直径D的比例为X：D＝0.95-0.98:1，双螺带式搅拌桨的螺距Y与螺带式搅拌桨的直径X的比例为Y：X＝0.5-2:1，双螺带式搅拌桨的高度h与反应罐的高度H的比例为h：H＝0.4-0.5:1。双螺带式搅拌桨依靠壁面附近强剪切及轴向主体对流循环，可高效对物料进行混合，由于该桨叶直径较大，可起到刮壁作用，有效防止壁面物料的粘结以及反应罐传热性能恶化。下层搅拌桨为桨式搅拌桨，有2片搅拌叶，桨式搅拌桨的直径M与反应罐直径D的比例为M：D＝0.75-0.8:1，桨式搅拌桨使物料产生轴向流动，防止固相沉积，物料混合更加均匀。底部搅拌桨固定在二号杆的底端。底部搅拌桨的直径N与反应罐直径D的比例为N：D＝0.95-0.98:1，底部搅拌桨起到刮底作用，防止固相沉积及底部物料的粘结，同时产生一个自下而上的搅拌力，进一步促使物料混合的更加均匀。连接轴为可伸缩结构，包括固定杆3、活动杆4和调节锁，固定杆3的上端与电动机19连接，活动杆4套装在固定杆3中并能够上下移动，固定杆3的下端设置有调节锁，调节锁用于对连接轴的长度进行锁定，通过调节连接轴的长度，可将搅拌装置调节到最合适的高度。调节锁包括锁套和定位螺栓，锁套套装在固定杆3的下端，定位螺栓与锁套通过螺纹水平连接，通过转动定位螺栓其端部顶在活动杆4的外壁上，对连接轴进行定位。调节锁还可以为膨胀套，包括固定套和锁至套，所述固定套安装在固定杆的下端，固定套的下端侧壁的斜面，斜面上设置有螺纹，斜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备三聚氰酸的反应器，其特征在于，包括反应罐(1)，反应罐(1)中设置有搅拌装置(2)，搅拌装置通过电机(19)驱动；所述搅拌装置(2)包括连接轴，连接轴的上端与电机(19)连接，连接轴自上而下分别设置有双螺带式搅拌桨、桨式搅拌桨和底部搅拌桨，双螺带式搅拌桨用于防止物料与反应罐(1)侧壁粘结，底部搅拌桨用于防止物料与反应罐(1)底部粘结。

【技术特征摘要】
1.一种制备三聚氰酸的反应器，其特征在于，包括反应罐(1)，反应罐(1)中设置有搅拌装置(2)，搅拌装置通过电机(19)驱动；所述搅拌装置(2)包括连接轴，连接轴的上端与电机(19)连接，连接轴自上而下分别设置有双螺带式搅拌桨、桨式搅拌桨和底部搅拌桨，双螺带式搅拌桨用于防止物料与反应罐(1)侧壁粘结，底部搅拌桨用于防止物料与反应罐(1)底部粘结。2.根据权利要求1所述一种制备三聚氰酸的反应器，其特征在于，所述反应罐(1)侧面还设有氨气出口(17)，氨气出口上安装有真空压力表(18)，氨气出口(17)与真空泵连接。3.根据权利要求1所述一种制备三聚氰酸的反应器，其特征在于，所述双螺带式搅拌桨的直径与反应罐直径的比为(0.95-0.98):1，双螺带式搅拌桨的螺距与双螺带式搅拌桨的直径的比例为(0.151-121):1，双螺带式搅拌桨的高度与反应罐的高度的比为(0.4-0.5):1。4.根据权利要求1所述一种制备三聚氰酸的反应器，其特征在于，所述双螺带式搅拌桨的螺带为带状结构。5.根据权利要求1所述一种制备三聚氰酸的反应器，其特征在于，所述桨式搅拌桨的直径与反应罐直径的比为(0.75-0.8):1。6.根据权利要求1所述一种制备三聚氰酸的反应器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇永利，薛其才，聂颖颖，严良，戚文博，张生军，赵鹤翔，李洪广，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61