用于制备2,4-二氯硝基苯的管式反应器制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于制备2,4

【技术实现步骤摘要】
用于制备2,4
‑
二氯硝基苯的管式反应器


[0001]本技术涉及化学反应设备
，尤其涉及一种用于制备2,4
‑
二氯硝基苯的管式反应器。

技术介绍

[0002]2,4
‑
二氯硝基苯，CAS号：611
‑
06
‑
3，分子式：C6H3Cl2NO2，分子量：191.9995，浅黄色结晶体，熔点：31
‑
34℃，沸点：258℃，水溶性：188mg/L(20℃)，是农药、医药、染料等有机化工产品的重要中间体。随着国内化工行业的不断发展，2,4
‑
二氯硝基苯的市场需求也越来越大。2,4
‑
二氯硝基苯的合成工艺是将间二氯苯与混酸(硝酸和硫酸)溶液按照一定的比例进行充分反应，得到目标产物。由于硝化反应主要发生在两相界面处，且反应过程中会产生大量的热量，因而，两相混合的效果及反应温度的控制，对反应转化率、选择性和反应速率都有着直接且显著的影响。
[0003]目前，2,4
‑
二氯硝基苯的生产采用的反应器主要有两种：釜式反应器和管式反应器。其中，釜式反应器属于间歇式生产，采用高速搅拌桨的机械推动力使两相得以混合反应，反应速度慢，周期长，转化率较低，导致生产效率不高，且反应条件如温度等的控制不稳定，副反应复杂且多发，导致目标产品品质低，混酸用量大，废酸和有机废液产量大，严重污染环境，不符合“绿色化学”的要求，且高速搅拌的能耗较高，同时受反应釜和搅拌桨制作工艺的限制，生产规模的放大受到制约。因而，管式反应器的应用和研究逐渐成为近几年的热点。
[0004]管式反应器是在一定的压力下，两相液体并流通过静态混合元件，在管式反应器内反应，该反应器具有结构简单、能耗低、易于放大等优点。但这种反应器在反应过程中容易存在混合不均匀的现象，导致反应器不同位置的反应速率不一致，使得传质速度及产物收率受到影响。且传统的换热方法是在管式反应器外侧套设换热夹套，而这种结构的降温效果较差，容易导致反应热移除困难，会造成管式反应器内的反应温度无法准确控制、温度分布不均匀等缺点，进而会造成副反应发生增多，影响到目标产物的收率和品质。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种用于制备2,4
‑
二氯硝基苯的管式反应器，用以解决现有管式反应器中两相混合不均、反应热移除困难、反应温度无法准确控制、温度分布不均匀造成的副反应发生增多、目标产物的收率和品质较差的问题。
[0006]本技术提供一种用于制备2,4
‑
二氯硝基苯的管式反应器，包括：由多个平行设置且首尾相连的U形反应管组成的反应腔，和，套设在反应腔外侧的换热壳体。
[0007]具体的，反应腔的入口分别与氯苯进料管道和混酸进料管道连通；反应腔的出口与产物收集管道连通；多个U形反应管包括直管段和弯管段，直管段中设置有静态混合元件，弯管段设置有支管。
[0008]具体的，换热壳体包括多个平行设置的换热室，每个换热室的设置方向与直管段
的方向垂直；每个换热室在反应腔的两侧对称设置有介质进口和介质出口，且介质进口设置在靠近反应腔的入口的一侧。
[0009]具体的，每个换热室中，间隔交错设置有多个折流板，且折流板与换热室的内壁垂直。
[0010]具体的，静态混合元件为SMX型、SV型、SH型、SK型、SX型或SL型。
[0011]具体的，弯管段与支管的形态为口字形或D字形，支管为直角管或弧形管。
[0012]具体的，弯管段和支管中设置有多个间隔分布的分流组件，分流组件与支管一体成型。
[0013]具体的，分流组件包括圆形立柱和菱形立柱，圆形立柱和菱形立柱分别交错设置于相邻的分流组件内。
[0014]具体的，圆形立柱和菱形立柱的高度相同，且圆形立柱与菱形立柱的接触面的端面面积不同，圆形立柱的端面面积小于菱形立柱的端面面积。
[0015]具体的，圆形立柱和菱形立柱上，远离两者接触面的端面分别与支管和弯管段的内壁连接。
[0016]具体的，菱形立柱的一侧棱垂直面向支管和弯管段中物料进料的方向。
[0017]具体的，圆形立柱面向支管和弯管段中物料进料方向的一侧设置有弧形凹陷结构。
[0018]本技术的用于制备2,4
‑
二氯硝基苯的管式反应器，通过在反应腔中设置静态混合元件和支管来实现反应原料的充分混合，提高了反应速率，通过设置可独立控制的换热室来实现反应过程中良好的控温均温效果，能有效避免反应热移除困难、反应温度无法准确控制、温度分布不均匀、反应热点和飞温现象的出现，减小副反应的发生，从而提高目标产物的选择性和收率，提高了目标产物的质量稳定性。
[0019]反应物料中的硝酸和间二氯苯在反应腔中不断经过静态混合元件和支管进行不同程度的混合，整个反应过程中都在混合，有利于反应原料能充分接触和反应，提高原料利用率和转化率，缩短反应周期，降低物耗。与间歇釜式反应器相比，本技术的反应器中硝酸与间二氯苯之间接触更加充分，可适当的减少反应器中混酸的用量，有利于降低生产成本，也能降低废液处理量，生产更加环保。
[0020]本技术的管式反应器，全部采用静密封，避免了传统搅拌釜式反应器中旋转部件会削弱密封性能的缺点，反应器的密封性能更好，可连续性生产，反应过程易于控制，传热效率高，能有效避免反应过热导致副产物增加，能耗和原料消耗低，生产过程安全可靠，也适用于易燃、易爆以及腐蚀性物料的混合与反应。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本技术一实施例提供的用于制备2,4
‑
二氯硝基苯的管式反应器的结构示意图；
[0023]图2为本技术一实施例提供的弯管段和支管以及分流组件的结构示意图；
[0024]图3为本技术一实施例提供的分流组件的结构示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1‑
反应腔，2
‑
换热壳体，11
‑
U形反应管，12
‑
氯苯进料管道，13
‑
混酸进料管道，14
‑
产物收集管道，21
‑
换热室，22
‑
介质进口，23
‑
介质出口，24
‑
折流板，111
‑
直管段，112
‑
弯管段，113
‑
支管，1111
‑
静态混合元件，1121
‑
分流组件，1211
‑
圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备2,4
‑
二氯硝基苯的管式反应器，其特征在于：包括：由多个平行设置且首尾相连的U形反应管组成的反应腔，和，套设在反应腔外侧的换热壳体；所述反应腔的入口分别与氯苯进料管道和混酸进料管道连通；所述反应腔的出口与产物收集管道连通；多个所述U形反应管包括直管段和弯管段，所述直管段中设置有静态混合元件，所述弯管段设置有支管；所述换热壳体包括多个平行设置的换热室，每个所述换热室的设置方向与所述直管段的方向垂直；每个所述换热室在所述反应腔的两侧对称设置有介质进口和介质出口，且所述介质进口设置在靠近所述反应腔的入口的一侧。2.根据权利要求1所述的用于制备2,4
‑
二氯硝基苯的管式反应器，其特征在于：每个所述换热室中，间隔交错设置有多个折流板，且所述折流板与所述换热室的内壁垂直。3.根据权利要求1所述的用于制备2,4
‑
二氯硝基苯的管式反应器，其特征在于：所述静态混合元件为SMX型、SV型、SH型、SK型、SX型或SL型。4.根据权利要求1所述的用于制备2,4
‑
二氯硝基苯的管式反应器，其特征在于：所述弯管段与所述支管的形态为口字形或D字形，所述支管为直角管或弧形管。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的用于制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴保清，吴杨昊，张明峰，薛学勇，
申请(专利权)人：内蒙古鲲鹏新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：