本发明专利技术公开了一种具有外循环设备的反应装置及其控制反应过程的方法，所述反应装置包括反应釜，还包括：流体输送设备和换热器，所述流体输送设备一端通过管道与所述反应釜下部连接，另一端与通过管道与所述换热器入口连接，所述换热器出口通过管道与所述反应釜的上部连接，构成反应物的外循环通道。通过所述外循环通道对反应物进行搅拌和热交换。采用本发明专利技术的具有外循环设备的反应装置及其控制反应过程的方法对液相反应进行控制，具有反应过程换热率高、适用反应物体系粘度范围宽的特点，并且设备建设成本和操作费用较低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种化学工程领域的反应装置，尤其涉及一种具有外循环设 备的反应装置及利用其控制反应过程的方法。
技术介绍
化工生产或实验过程中的液相反应经常会伴随着较为剧烈的吸热或者 放热现象，并且随着反应的进行，反应体系的粘度会在很大范围内变化，这 样，为了保证反应的顺利进行，就需要对反应的温度进行控制并对物料进行 有效搅拌，而如何有效控制反应体系的温度及物料的搅拌效果，是化工生产 或实验必须考虑的问题。对于反应伴随剧烈的吸热或放热现象的情况，为了对反应的温度进行控制， 一般釆用的方法为在釜外设置夹套，通过夹套内的冷或热介质的循环 来进行温度控制，或者通过釜顶冷凝回流及釜内构件热交换等进行反应温度 控制。对于换热量很大的化学反应，这些控温手段交换热量的能力有限，并 且限制了反应装置的放大，影响了生产规模。当反应过程中体系粘度在较大范围内变化的情况下，为了使反应顺利进 行， 一般采用多釜流程，同时选择适合的搅拌装置分别对多釜进行控制。这 种多釜的装置虽然能够进行有效的物料搅拌，但生产装置的成本和维护费用 显著增加。而对于具有上述两种情况的反应，即反应过程中伴随大的热量交换同时 反应体系粘度在较大范围内变化，只有采用小规^^莫反应装置或多釜流程进行 生产。而多釜结构及控制反应过程的方法同样存在结构复杂，生产成本和维 护费用高的问题。综上所述，现有技术中对反应过程中伴随剧烈的吸热或者放热现象的情况的反应设备及处理手段，其交换热量的能力有限，而对于反应过程中体系粘度在较大范围内变化的情况所采用的多釜流程又具有装置成本增加的弊二山 彿。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有外循环设备的反应装置及 利用其控制反应过程的方法，用于在反应过程中伴随剧烈的吸热或者放热现 象的情况下，增加换热效率，保障反应的顺利进行。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了 一种具有外循环设备的反应装置，包括反应釜，所述反应装置还包括流体输送设备和换热器，所述流体 输送设备一端通过管道与所述反应釜下部连接，另一端与通过管道与所述换 热器入口连接，所述换热器出口通过管道与所述反应釜的上部连接，构成反 应物的外循环通道。优选的，所述反应釜还包括釜外夹套，所述釜外夹套内设有夹套内折流 挡板。优选的，所述换热器出口与反应釜上部连接的管道上设有氮气入口 。优选的，所述反应釜内设有搅拌桨，所述搅拌桨包括锚式、框式或螺 带式搅拌桨；和/或所述反应釜内设有釜内折流挡板。优选的，所述流体输送设备包括离心泵、轴流泵或漩涡泵。优选的，所述外循环通道的总容积不大于反应物总量的三分之一。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种控制反应过程的方法，用 于控制反应釜内进行的液相反应，所述方法包括以下步骤(1 )反应物各组分投料到反应釜后，在反应釜外的换热器内通入冷或 热介质；(2) 开启流体输送设备，通过反应釜外流体输送设备对反应物进行混 合搅拌的同时将反应釜内反应物输出到换热器；(3) 反应物在换热器中进行换热后，借助于流体输送设备的动力，经 由换热器出口的管道，从反应釜的上部返回反应釜内。进一步的，所述方法还包括以下步骤(4) 吸热或放热高峰之后，停止流体输送设备的运转。进一步的，在步骤(l)中还包括同时在釜外夹套内通入冷或热介质。进一步的，在步骤(l)中还包括使搅拌桨开始转动，利用搅拌桨对 反应物进行搅拌。进一步的，在步骤(4)中还包括，减小搅拌桨的转动速度。进一步的，所述方法还包括以下步骤(5) 从氮气入口通入氮气，将换热器及管道中残留的反应物压回反应 釜内，在反应釜内完成后续反应。进一步的，在反应过程中保持流体输送设备和换热器及釜外管道内的反 应物量不大于反应物总量的三分之一。采用本专利技术的具有外循环设备的反应装置及其控制反应过程的方法对 液相反应进行控制，具有反应过程换热率高、适用反应物体系粘度范围宽的 特点，并且设备建设成本和操作费用较低。附图说明图1为本专利技术具有外循环设备的反应装置结构示意图。 具体实施例方式本专利技术通过在反应釜之外增加流体输送设备和换热器，使反应物与冷或 热介质在反应釜之外进行热量交换，增加了换热效率。同时，本专利技术还在反应釜内设置搅拌装置，反应釜上设置釜外夹套，在 所述釜外夹套内设置夹套内折流挡板，这样的结构与流体输送设备和换热器 相结合，使本专利技术的装置既能适用于在反应过程中进行较高热量交换的液相 反应，又能在体系粘度有较大的变化范围的情况下有效地进行物料搅拌。下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细说明。参照图l所示，为本专利技术具有外循环设备的反应装置结构示意图。本专利技术具有外循环设备的反应装置包括反应釜1、搅拌装置2、流体输送设备3 和换热器4。流体输送设备3的一端通过管道与反应釜1下部连接，另一端 通过管道与换热器4的入口连接。换热器4的出口通过管道与所述反应釜1 的上部连接，并在换热器出口与反应釜1上部连接的管道上开有氮气入口 5。本实施例是为了适应在反应过程中进行较高热量交换并且体系粘度有 较大的变化范围的液相反应，所以包括了搅拌装置2，当然，如果只是在反 应过程中伴随较高的热量交换，而反应体系粘度变换不大，则只采用反应釜 1、流体输送设备3和换热器4就可以达到较好的换热效果，使反应顺利进 行，这构成了本专利技术的又一实施例。本实施例中搅拌装置2包括驱动装置、搅拌轴、搅拌桨2-3。驱动装置 包括电机2-1及与其连接的减速机2-2。搅拌桨2-3与搅拌轴连接，设置在 反应釜l内。在本实施例中搅拌桨2-3需要能在体系粘度较高时对物料进行 有效搅拌，因此一般采用锚式、框式或螺带式搅拌桨或其他任意一种适用于 高粘体系的搅拌桨。电机2-1和减速机2-2为搅拌装置提供动力和进行速度 调节。反应釜1为液相反应场所的主体。反应釜1包括反应釜本体1-1、釜外 夹套l-2、夹套内折流挡板l-3、釜内折流挡板l-4。夹套内折流挡板l-3的 个数为4 100个，可以增大冷或热介质的湍流程度，提高换热效率。釜内折 流挡板1-4的个数为4~20个，釜内折流挡板1-4增加了釜体换热面积同时 提高了搅拌效率。多个釜内折流挡板可以提高物料混和效果，并且随着反应 釜体积的增大釜内折流挡板1-4的个数逐渐增加。流体输送设备3可以为离心泵、轴流泵或漩涡泵，或者其他任意一种适 用于中低粘度并且流量大的流体的输送设备。本实施例中流体输送设备3采 用了离心泵，离心泵在叶片的作用下对所输送的流体可进行强烈的搅拌，在 将流体输送到换热器4的同时，使输送流体高效混合。本实施例中换热器4 采用了列管换热器，在工作时，冷或热介质通过换热器4的冷或热介质入口 4-1进入换热器，从冷或热介质出口 4-2流出，与流经换热器4的反应物进行热量交换。在流体输送过程中换热器4类似于大型的静态混合器，对流体的混合也起到了辅助作用。这样，反应物通过流体输送设备3和换热器4在 釜外高速循环，提高了流体流动的湍流程度，使液相体系在釜外进行了有效 搅拌和换热。当然本专利技术换热器4不限于列管换热器，任何能实现流体换热功效的装 置都在本专利技术的保护范围之内。换热器4为流体的热量传递提供了较大的换热面积，增加了装置的换热 速率， 一般可以满足反应体系吸热或者放热高峰时的换热量要求。流体输送设备3、换热器4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有外循环设备的反应装置，包括反应釜，其特征在于，所述反应装置还包括：流体输送设备和换热器，所述流体输送设备一端通过管道与所述反应釜下部连接，另一端通过管道与所述换热器入口连接，所述换热器出口通过管道与所述反应釜的上部连接，构成反应物的外循环通道。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：时文艺，姚蔚明，郑连仲，史佳林，
申请(专利权)人：宏大化纤技术装备有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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