用于生产异氰酸酯的反应器及应用其生产异氰酸酯的方法技术

本发明专利技术公开一种用于生产异氰酸酯的反应器及应用其生产异氰酸酯的方法，属于异氰酸酯生产制备领域

【技术实现步骤摘要】
用于生产异氰酸酯的反应器及应用其生产异氰酸酯的方法


[0001]本专利技术涉及异氰酸酯生产制备领域，特别涉及一种用于生产异氰酸酯的反应器
。

技术介绍

[0002]异氰酸酯是以
N=C=O
为特征官能团的分子，是聚氨酯材料合成过程中最重要的原料之一，在沙发床垫
、
无醛家具
、
家电保温
、
服装皮革
、
环保跑道上等具有广泛的应用
。
工业上生产的异氰酸酯产品主要为甲苯二异氰酸酯（
TDI
）和二苯基甲烷二异氰酸酯
(MDI)
，目前
MDI
的生产过程大多采用液相光气法，通过光气和多胺（
MDA
）在惰性溶剂中反应制备，可以通过提高光气与多胺的比例
、
惰性溶剂与多胺的比例
、
提高光气和多胺的混合强度等来提高反应收率，降低副反应的发生
。
[0003]混合反应在光气化反应过程中至关重要，如若混合效果不好，会导致副反应加剧，生成脲
、
缩脲
、
盐酸盐等不期望的产物，造成反应收率降低，且生成的杂质不溶于溶液中，黏附在反应器内壁
、
管道及后续的系统中，造成系统堵塞，严重影响装置的长周期稳定运行
。
多年来，业内围绕着这一问题进行着不懈努力和尝试
。
例如，专利
CN101583594B
公开了一种异氰酸酯生产的方法，具体是涉及一种气相光气法生产异氰酸酯的方法，光气和胺通过若干个微小通道反应器反应，所述反应器具有高的流速和湍动强度，提高混合效果
。
由于该方案中光气和胺通过狭缝混合反应，生成的堵塞物很容易堵塞微孔，会造成反应中断；同时，微通道反应器流量通量偏小，会限制运行负荷的提升
。
专利
CN101811019B
公开了一种动态孔射流式反应器及利用该反应器制备异氰酸酯的方法，该方案中的反应器设置了连续转动的齿轮
、
管式混合反应喷头和可以上下往复运动的传动衔接轮，期望通过动态旋转和反应物料的冲洗将固体中间产物推出反应器域，保证反应器域孔道的通畅和整个装置的长期高负荷稳定运转
。
但在液相光气化反应中，混合器发生堵塞后较难通过反应料流自身地冲洗能力带出，且堵塞后不易清理，严重时需频繁停车处理，影响装置运行稳定和人员作业安全
。
[0004]因此需开发一种高效自清洁混合器，根据工艺运行参数实现在线自动清理，同时，使原料能够在反应器内充分混合，以保证光气化反应在最佳运行工况
。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提出了用于生产异氰酸酯的反应器，其能够实现高效混合且在线自动清理
。
[0006]针对上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种用于生产异氰酸酯的反应器，包括：互相连通的第一反应器与第二反应器，所述第一反应器内设置第一进料管与第二进料管，所述第一进料管与第二进料管的出口相对设置，所述第二反应器设置出料通道，第一进料管排出的第一物料与第二进料管排出的第二物料在第一反应器与第二反应器内混合后最终经第二反应器的出料通道排出；所述第一反应器内设置防堵刮刀，所述防堵刮刀通过刮刀驱动装置驱动，所述刮刀驱动装置包括旋
转驱动部与直线移动驱动部，所述防堵刮刀在旋转驱动部与直线移动驱动部的共同作用下旋转并朝向接近第二反应器的方向直线移动；所述第一反应器内还设置自旋转部件，所述自旋转部件在第一物料和第二物料形成的高速混合流带动下旋转
。
[0008]上述反应器中，第一反应器内设置防堵刮刀用于清洁第一反应器内壁上附着的堵塞物，实现自动清洗功能；同时，第一反应器内还设置自旋转部件，自旋转部件可以根据进料混合流速实现转速的自适应无极调节，其可在第一物料和第二物料形成的高速混合流带动下高速旋转，一方面进一步强化第一反应器内部扰动，提升第一物料和第二物料的混合强度和反应选择性，降低副反应的发生，提升反应选择性和反应吸收率；另一方面自旋转部件的高速旋转可破碎反应生成的固体颗粒物，防止固体颗粒物的团聚及对反应造成不利影响
。
进一步提升反应质量，实现装置的连续稳定运行，全面降低生产过程中的物耗和能耗
。
同时，自旋转部件还可避免高流速低停留时间导致混合不充分的问题
。
[0009]具体地，本专利技术部分可选的实施方式中，所述自旋转部件为转动连接于套管上的至少一组叶片，所述套管固定连接于第一反应器上，所述套管的中心线与所述第一反应器的中心线同轴设置
。
采用叶片的结构形式可加强第一反应器内部的扰动，进一步提升第一物料和第二物料的混合强度和反应选择性，同时，其与第一反应器中心线同轴设置可使沿第一反应器周向的扰动一致性较好
。
[0010]具体地，本专利技术部分可选的实施方式中，所述叶片的端部成型为锯齿状，其端部与所述第一反应器的内壁间隔
1mm
‑
3mm。
叶片尖端的锯齿能够破坏清理内壁面的附着物，防止结垢物在壁面富集堵塞，起到实时在线清堵的作用
。
[0011]具体地，本专利技术部分可选的实施方式中，所述第一反应器还包括设置于其内壁上的若干扰动凸起
。
其能够强化内壁面处的湍流程度，避免第一反应器壁面在液体处于层流状态下容易附着结垢物的问题
。
同时，在自旋转部件和扰动凸起的协同作用下，第一反应器内反应物混合得到显著加强，消除了内壁面处混合效果差的问题，反应选择性得以大幅提升
。
[0012]具体地，本专利技术部分可选的实施方式中，所述第一反应器包括依次连通的进料反应区
、
渐缩反应区以及出料反应区，所述出料反应区的流道截面积小于所述进料反应区的流道截面积
。
通过控制反应物在进料反应区
、
渐缩反应区和出料反应区的流速逐渐增加，保证反应物在第一反应器内充分混合反应，降低副反应的发生及固体颗粒物的生成，同时出料反应区在高流速下可避免固体物的富集，有效提升了运行效率
。
[0013]具体地，本专利技术部分可选的实施方式中，所述防堵刮刀连接于刮刀转轴的端部，并位于所述出料反应区
。
[0014]具体地，本专利技术部分可选的实施方式中，所述自旋转部件设置于进料反应区与渐缩反应区，所述自旋转部件沿所述第一反应器的延伸方向间隔设置多组
。
在自旋转叶片的高速旋转作用下，进料反应区和渐缩反应区的反应物得以充分混合反应，叶片的端部接近第一反应器的内壁面，可实现内壁面的在线清理
。
[0015]具体地，本专利技术部分可选的实施方式中，若干所述扰动凸起设置于进料反应区与渐缩反应区上
。
在自旋转叶片和扰动凸起的协同作用下，进料反应区和渐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于生产异氰酸酯的反应器，其特征在于，包括：互相连通的第一反应器与第二反应器，所述第一反应器内设置第一进料管与第二进料管，所述第一进料管与第二进料管的出口相对设置，所述第二反应器设置出料通道，第一进料管排出的第一物料与第二进料管排出的第二物料在第一反应器与第二反应器内混合后最终经第二反应器的出料通道排出；所述第一反应器内设置防堵刮刀，所述防堵刮刀通过刮刀驱动装置驱动，所述刮刀驱动装置包括旋转驱动部与直线移动驱动部，所述防堵刮刀在旋转驱动部与直线移动驱动部的共同作用下旋转并朝向接近第二反应器的方向直线移动；所述第一反应器内还设置自旋转部件，所述自旋转部件在第一物料和第二物料形成的高速混合流带动下旋转
。2.
根据权利要求1所述的一种用于生产异氰酸酯的反应器，其特征在于，所述自旋转部件为转动连接于套管上的至少一组叶片，所述套管固定连接于第一反应器上，所述套管的中心线与所述第一反应器的中心线同轴设置
。3.
根据权利要求2所述的一种用于生产异氰酸酯的反应器，其特征在于，所述叶片的端部成型为锯齿状，其端部与所述第一反应器的内壁间隔
1mm
‑
3mm。4.
根据权利要求1所述的一种用于生产异氰酸酯的反应器，其特征在于，所述第一反应器还包括设置于其内壁上的若干扰动凸起
。5.
根据权利要求4所述的一种用于生产异氰酸酯的反应器，其特征在于，所述第一反应器包括依次连通的进料反应区
、
渐缩反应区以及出料反应区，所述出料反应区的流道截面积小于所述进料反应区的流道截面积
。6.
根据权利要求5所述的一种用于生产异氰酸酯的反应器，其特征在于，所述防堵刮刀连接于刮刀转轴的端部，并位于所述出料反应区
。7.
根据权利要求5所述的一种用于生产异氰酸酯的反应器，其特征在于，所述自旋转部件设置于进料反应区与渐缩反应区，所述自旋转部件沿所述第一反应器的延伸方向间隔设置多组
。8.
根据权利要求5所述的一种用于生产异氰酸酯的反应器，其特征在于，若干所述扰动凸起设置于进料反应区与渐缩反应区上
。9.
根据权利要求4所述的一种用于生产异氰酸酯的反应器，其特征在于，所述扰动凸起的截面成型为圆形
、
矩形或三角形，所述凸起的高度为
2mm
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：董超，周宇杰，黄荐，文放，张宏科，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：