一种气相光气化反应器及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种气相光气化反应器及其应用。该气相光气化反应器包括反应器主体，反应器主体包括依次连接的进料单元、具有第一反应通道的第一连接单元、一或多个混合单元、具有第二反应通道的第二连接单元及出料单元；进料单元具有第一主通道及多个第一侧通道，第一主通道的入口与一第一进料口连通，第一侧通道的入口与一第二进料口连通，第一主通道的出口及多个第一侧通道的出口汇集并和第一连接单元的第一反应通道连通；混合单元具有多个分流通道；出料单元具有第二主通道及多个第二侧通道，第二主通道的入口及第二侧通道的入口和第二反应通道连通，而出口相互汇集。本发明专利技术在保证较好的混合效果的同时，减小生成副产物的几率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种气相光气化反应器及其应用


[0001]本专利技术涉及一种气相光气化反应器及其应用，特别是使用该气相光气化反应器制备异氰酸酯的方法。

技术介绍

[0002]目前，异氰酸酯的生产主要是通过光气与有机胺反应形成异氰酸酯和氯化氢，然后将异氰酸酯与氯化氢分离出来。光气与有机胺的反应具有反应速率快，反应放热量大的特点，如若混合速度慢，则极易产生较多结焦物，结焦物累积会在反应器内挂壁结焦、结块，最终堵塞反应器，所以需要对光气和胺进行快速混合，以避免在反应器内生成固体物质，延长反应器运行周期。同时反应放热量大，需要控制反应温度，避免较多热点形成，增加副反应发生。
[0003]在一些制备异氰酸酯的反应器中，将胺、惰性介质和光气由内到外分隔成三层稀薄气体，同向进入反应器混合区中再混合反应的一类反应器，但是该反应器存在混合效果不好的问题，导致混合的时间延长，进而极易产生出较多的结焦物。
[0004]还有一些基于微通道的反应器，将光气和胺蒸气分别通过这些微通道进行预分散，在微通道出口处进行混合反应。这种结构有利于反应混合，并且将多个微反应器进行并联，就可简单地得到放大的反应器；但是这些进料管线特别易于沉积固体和堵塞。
[0005]又有一些配有折流挡板的反应器，管式反应器内安装有锥形挡板以产生湍流，增强混合效果，使气体反应物在较低的流速下可以获得湍流状，并促使反应物的混合距离缩短，但是容易形成返混，增加副反应发生几率。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种气相光气化反应器，保证较好的混合效果的同时，减小生成副产物的几率。
[0007]本专利技术的另一目的提供一种利用该气相光气化反应器制备异氰酸酯的方法。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种气相光气化反应器，包括反应器主体，所述反应器主体包括自后至前依次设置的进料单元、具有第一反应通道的第一连接单元、一或多个混合单元、具有第二反应通道的第二连接单元及出料单元；
[0010]所述进料单元具有第一主通道及多个第一侧通道，多个所述第一侧通道设置在所述第一主通道的旁侧，每个所述第一侧通道的整体或至少部分被配置为具有能够避免流体自其出口流向入口的弯曲形状，所述第一主通道的入口与第一进料口连通，所述第一侧通道的入口与第二进料口连通，所述第一进料口和所述第二进料口用于分别通入气相光气化反应的两种反应原料，所述第一主通道的出口及多个所述第一侧通道的出口汇集并和所述第一连接单元的所述第一反应通道连通；
[0011]所述混合单元具有多个分流通道，各所述分流通道的入口和所述第一反应通道连
通，各所述分流通道的出口汇集并和所述第二连接单元的所述第二反应通道连通；
[0012]所述出料单元具有第二主通道及多个第二侧通道，多个所述第二侧通道设置在所述第二主通道的旁侧，所述第二侧通道被配置为具有能够避免流体自其出口流向入口的弯曲形状，所述第二主通道的入口及所述第二侧通道的入口和所述第二反应通道连通，所述第二主通道的出口和多个所述第二侧通道的出口汇集。
[0013]优选地，所述第二进料口为环形且环绕所述第一进料口，所述第二进料口用于通入光气。
[0014]优选地，所述第一侧通道、所述分流通道及所述第二侧通道分别包括自各自的入口向外倾斜延伸的入口段、及自各自的出口向外倾斜延伸出口段，所述入口段和所述出口段通过弧形段连接。
[0015]更优选地，所述第一侧通道的入口段自其入口逐渐向后且向外倾斜，所述第一侧通道的出口段自其出口逐渐向后且向外倾斜；所述分流通道的入口段自其入口逐渐向前且向外倾斜，所述分流通道的出口段自其出口逐渐向前且向外倾斜；所述第二侧通道的入口段自其入口逐渐向后其向外倾斜，所述第二侧通道的出口段自其出口逐渐向后且向外倾斜。
[0016]进一步地，所述第一侧通道的弧形段位于其入口段和出口段的后侧，所述分流通道的弧形段位于其入口段和出口段的前侧，所述第二侧通道的弧形段位于其入口段和出口段的后侧。
[0017]更优选地，所述入口段的延伸方向或所述出口段的延伸方向与所述反应器主体的长度方向的夹角小于90度，所述第一主通道、所述第一反应通道、所述第二主通道及所述第二反应通道分别沿所述反应器主体的长度方向延伸并对齐。
[0018]进一步地，所述夹角在15度至90度之间，特别是30度至60度之间。
[0019]进一步地，所述第一侧通道、所述分流通道及所述第二侧通道的数量为2至6个并沿所述反应器主体的圆周方向间隔设置。所述第一侧通道、所述分流通道及所述第二侧通道的数量可以相同也可以不同，优选为2～3个。
[0020]进一步地，各所述弧形段的内边缘的圆弧半径和外边缘的圆弧半径的比为1:2～6。
[0021]优选地，所述混合单元的数量为一个，所述第一反应通道和所述第二反应通道仅由多个所述分流通道连通；或，所述混合单元的数量为2至5个，相邻的两个混合单元通过具有第三反应通道的第三连接单元连接，所述第一反应通道和所述第二反应通道通过所述分流通道及所述第三反应通道连通。
[0022]优选地，所述反应器主体由多个管道形成，所述多个管道包括至少两个直管及多个弯管。其中第一个所述直管的后部内插入一内管，所述第一主通道的至少一部分为所述内管的管腔，所述第一侧通道包括所述弯管的管腔及第一个直管和所述内管之间的空腔，所述第一反应通道形成于第一个直管的前部内，所述内管的后端部内形成有所述第一进料口，所述内管的后端部和第一个直管的后端部之间形成有所述第二进料口；所述第二反应通道及所述第二主通道形成于另一个直管内，所述分流通道及所述第二侧通道则分别由所述弯管形成。
[0023]优选地，所述气相光气化反应器还包括能够放置冷却介质的壳体，所述反应器主
体设置于所述壳体内，所述壳体上还有出料口，所述第二主通道的出口和所述第二侧通道的出口汇集后连通至所述出料口。
[0024]更优选地，所述冷却介质为液相惰性溶剂，包括但不限于：甲苯、二甲苯、氯苯和邻二氯苯。
[0025]所述气相胺包括但不限于：1，6
‑
己二胺(HDA)、3，5
‑
三甲基
‑5‑
氨基甲基环己烷(IPDA)、4，4
’‑
二氨基二环己基甲烷二胺、1,3
‑
环己二甲胺、甲基环己二胺、三甲基己二胺、戊二胺、二苯基甲烷二胺、甲苯二胺等。
[0026]本专利技术还采用如下技术方案：
[0027]一种制备异氰酸酯的方法，采用如上所述的气相光气化反应器，将气相胺通过所述第一进料口通入所述第一主通道，将光气通过所述第二进料口通入多个所述第一侧通道，使气相胺和光气进入所述第一反应通道内初步反应后，再经过多个所述分流通道分流后在所述第二反应通道内进一步混合并反应，然后经过所述第二主通道及多个所述第二侧通道分流及汇集后出料。
[0028]优选地，在壳体内通入冷却介质，所述反应器主体设置在所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气相光气化反应器，包括反应器主体，其特征在于，所述反应器主体包括自后至前依次设置的进料单元、具有第一反应通道的第一连接单元、一或多个混合单元、具有第二反应通道的第二连接单元及出料单元；所述进料单元具有第一主通道及多个第一侧通道，多个所述第一侧通道设置在所述第一主通道的旁侧，每个所述第一侧通道的整体或至少部分被配置为具有能够避免流体自其出口流向入口的弯曲形状，所述第一主通道的入口与第一进料口连通，所述第一侧通道的入口与第二进料口连通，所述第一进料口和所述第二进料口用于分别通入气相光气化反应的两种反应原料，所述第一主通道的出口及多个所述第一侧通道的出口汇集并和所述第一连接单元的所述第一反应通道连通；所述混合单元具有多个分流通道，各所述分流通道的入口和所述第一反应通道连通，各所述分流通道的出口汇集并和所述第二连接单元的所述第二反应通道连通；所述出料单元具有第二主通道及多个第二侧通道，多个所述第二侧通道设置在所述第二主通道的旁侧，所述第二侧通道被配置为具有能够避免流体自其出口流向入口的弯曲形状，所述第二主通道的入口及所述第二侧通道的入口和所述第二反应通道连通，所述第二主通道的出口和多个所述第二侧通道的出口汇集。2.根据权利要求1所述的气相光气化反应器，其特征在于，所述第二进料口为环形且环绕所述第一进料口，所述第二进料口用于通入光气。3.根据权利要求1所述的气相光气化反应器，其特征在于，所述第一侧通道、所述分流通道及所述第二侧通道分别包括自各自的入口向外倾斜延伸的入口段、及自各自的出口向外倾斜延伸出口段，所述入口段和所述出口段通过弧形段连接；所述第一侧通道的入口段自其入口逐渐向后且向外倾斜，所述第一侧通道的出口段自其出口逐渐向后且向外倾斜；所述分流通道的入口段自其入口逐渐向前且向外倾斜，所述分流通道的出口段自其出口逐渐向前且向外倾斜；所述第二侧通道的入口段自其入口逐渐向后其向外倾斜，所述第二侧通道的出口段自其出口逐渐向后且向外倾斜；所述第一侧通道的弧形段位于其入口段和出口段的后侧，所述分流通道的弧形段位于其入口段和出口段的前侧，所述第二侧通道的弧形段位于其入口段和出口段的后侧。4.根据权利要求3所述的气相光气化反应器，其特征在于，所述入口段的延伸方向或所述出口段的延伸方向与所述反应器主体的长度方向的夹角小于90度，所述第一主通道、所述第一反应通道、所述第二主通道及所述第二反应通道分别沿所述反应器主体的长度方向延伸并对齐。5.根据权利要求4所述的气相光气化反应器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛建拥，毕荣山，张福润，李玲，侯梓桐，陈海凤，赵贺，潘洪，
申请(专利权)人：青岛科技大学山东新和成维生素有限公司浙江新和成股份有限公司，
类型：发明
国别省市：