大型氨化高压球形搅拌反应釜制造技术

本发明专利技术涉及一种大型氨化高压球形搅拌反应釜，釜体是用两个半球形焊接而成，釜体上部设有加料口、出料口、安全泄放装置及仪表控制装置，釜体下部设置裙座支撑；搅拌装置设在釜体的上端且两者密封配合，电机、减速机与搅拌装置依次相连，搅拌轴下穿入釜体内，搅拌轴上固定有搅拌器；出料管顺着釜体内壁延伸到釜体下部中心处；釜体内设置有换热装置；釜体材质选用爆炸双层复合板材料，内层选用不锈钢，外层选用碳钢；釜内搅拌轴及搅拌器材质为不锈钢，换热装置材质为钛材。采用本发明专利技术的优点是，实现了随着反应釜体积的增大，氨化高压球形搅拌反应釜的节能降耗、传热能力、均质能力、防腐性能以及产品质量均能得到保证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化工反应容器，特别是涉及一种适用于高温、高压条件下，具有优良的高传质、高传热能力的带搅拌反应的大型氨化高压球形搅拌反应釜。
技术介绍
对(邻)硝基苯胺是重要的有机化工中间体，主要用于农药、染料、助剂及感光材料等领域，对(邻)硝基苯胺采用对(邻)硝基氯化苯加氨反应制备，该方法中进行氨化反应的核心设备——氨化高压搅拌反应釜是生产对(邻)硝基苯胺的关键设备，氨化反应 为高温、高压反应，釜内温度反应为170°C 210°〇，压力在5.0 6· 8MPa之间。目前对(邻)硝基氯化苯氨化高压反应釜体积为3 m3 10m3、多采用立式釜体外壁上设置整体筒形夹套，夹套与釜体的外壁之间为一腔室(或立式釜体内加蛇形换热管)，材质多选用Q345R或不锈钢材料。搅拌设置在釜体的上端且两者密封配合，搅拌轴上部与减速器和电机依次相连、下穿入釜体内，搅拌轴上固定有I 3层搅拌器，搅拌器形式为圆盘式涡轮搅拌器或桨叶式搅拌器。釜体的上封头设有物料进口，出料管设在反应釜下封头处或经釜体上封头穿入釜体内，所述出料管的下端延伸至釜体内的下封头处，出料管斜开口，呈45°或60°。蛇形换热管进出口接管与釜体直接焊接。按照传统的高压氨化釜设计，因为氨化反应是高温、高压反应，计算出的反应釜筒体壁厚较厚。该氨化高压反应釜存在以下缺陷随着氨化高压反应釜设备大型化，直径的增加导致筒体及封头壁厚增加较多，增加了制造成本和加工难度，降低了传热效率；夹套与釜体的外壁之间仅为一腔室，使用时，整体筒形夹套内蒸汽流道面积大，流速低，釜体升温、降温较慢，换热效果较差；升温慢，影响反应釜工作台时，降温慢，反应釜压力不易控制，易发生安全事故，同时对氨化反应产生不利影响；内部蛇管出现问题维修不方便；蛇管进出口接管与筒体直接焊接，由于热胀冷缩导致蛇形换热管与筒体焊接的焊缝容易撕裂；物料对Q345R或不锈钢的腐蚀较为严重。随着对(邻)硝基苯胺生产规模的不断扩大，为了节约生产成本，降低劳动强度，节能降耗，采用大容量氨化高压反应釜生产装置已成为未来的发展趋势。随着反应釜体积的增大，节能降耗、传热能力、均质能力、防腐性能以及产品质量如何保证成为必须解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对目前随着氨化高压反应釜设备大型化，导致了制造成本提高、维修不方便，换热效果较差、降低了传热效率，反应釜压力不易控制、易发生安全事故，同时对氨化反应产生不利影响等问题，提供了一种大型氨化高压球形搅拌反应釜。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案一种大型氨化高压球形搅拌反应釜，包括釜体，釜体上部设有加料口、出料口、安全泄放装置及仪表控制装置，釜体下部设置裙座支撑整个釜体；搅拌装置设在釜体的上端且两者密封配合，电机、减速机与搅拌装置依次相连，搅拌轴下穿入釜体内，搅拌轴上固定有2 3层搅拌器；出料管顺着釜体内壁一直延伸到釜体下部中心处；釜体内设置有换热装置。所述釜体是用两个整体半球形封头焊接而成，球形釜体容积为20 35m3，公称直径为3. 4 4. Om0所述换热装置由上、下环管、中间直排管、进口管和出口管组成，采用法兰将直排管和上、下环管相连接，上环管设有进口管向上伸出于釜体上部，下环管设有出口管向下伸出于釜体底部；进口管、出口管分别穿过填料箱，填料箱与釜体焊接，用填料密封进口管、出口管与填料箱的间隙，再用填料压盖压紧填料，填料箱与填料压盖用螺栓、螺母相连接。所述出料管在尾端下部开孔，开孔直径小于螺栓、螺母直径，开孔总截面积大于出料管截面积。所述搅拌轴上安装的搅拌器，其桨叶直径与筒体内径之比为O. 38 O. 50，桨叶与搅拌轴连接的穿心螺栓采用细牙钛螺栓，并使用双螺母紧固。所述筒体材质选用爆炸双层复合板材料，内层选用不锈钢，外层选用碳钢，内层材料厚度3 4mm,外层材料厚度48 58mm ;爸内搅拌轴及搅拌器材质为不锈钢，换热装置材质为钛材。为能简洁说明问题起见，以下对本专利技术所述大型氨化高压球形搅拌反应釜均简称为本反应爸。采用本反应爸的优点是1、釜体是用两个半球形封头焊接而成，整个釜体只有一条对接焊缝，焊接工作量少，加工方便；球形釜内介质在搅拌的作用下反应时，在全容积中获得更加均匀的流动场，更易实现无死角且均质，同时搅拌轴转速和轴功率可以相对降低；由于球形壳体在空间360°受力分布最好、最均匀，从而使球形釜体承受内外压力可以实现最大化，提高了反应釜的承压能力，在同样材质、同等压力和温度条件下，球形壳体比相同直径的圆筒形壳体壁厚可以约减少一半，反之，在同样的材质、同等压力和温度条件下，球形壳体比相同厚度的圆筒形壳体承受的压力要高出一倍，各种应力分布更均匀，使用更为安全。总之，相对于各种类型的圆筒形容器，球形反应釜在承压能力、传质与传热、耗材(釜壁厚度减薄)等方面都具有独特的优越性。2、反应釜内部换热装置，组成方式为进口管、出口管分别与上下环管连接，上下环管与直排管之间用法兰连接，环管、直排管装拆方便，可以从人孔进出，加工、安装、维修方便；直排式钛换热管采用双层结构，可以保证较大换热面积的需求而又不增加换热管组数，减少贵重材料的使用量；内置式高效釜内换热管对氨化反应快速升温、快速降温的效果较佳，对反应速率的控制更易实现，防止安全事故的发生，同时提高了氨化反应的质量和速率；进出口管与釜体的连接采用填料密封形式替代直接焊接，温差变化过程中接管和釜体之间可以产生相对位移，避免了直接焊接因温差变化剧烈，筒体和接管膨胀量不同而产生的应力和易撕裂焊缝的问题。3、出料管底部开孔，开孔直径小于螺栓、螺母直径，开孔总截面积大于出料管截面积，这样可防止出料管出现随着料液减少而漏气，料打不尽有残余的现象；另外，防止螺栓、螺母因意外出现脱落时，顺着出料管而进入泵的入口，损坏打料泵现象。4、搅拌轴上安装2 3层搅拌器，搅拌器形式为圆盘式涡轮搅拌器或桨叶式搅拌器，桨叶直径与筒体内径之比为O. 38 O. 50，桨叶与搅拌轴连接的穿心螺栓采用细牙钛螺栓，有很好的自锁作用，并使用双螺母紧固。5、釜体采用爆炸双层复合板球形结构，复合板的内层为不锈钢，外层为碳钢材料，搅拌轴及搅拌器为不锈钢材质，釜内换热管材质为钛材料，有更好的耐腐蚀性及防应力腐蚀开裂能力。这样，球釜的耐压、耐腐蚀性能大大提高，可在较高压力下良好地工作，与传统反应釜相比较，全容积得以增大，大大提高单台氨化高压搅拌反应釜的产量和效率，同时保证产品品质，防止安全事故的发生。综上所述，采用本反应釜的结构，实现了随着反应釜体积的增大，节能降耗、传热能力、均质能力、防腐性能以及产品质量均能得到保证。适用于在高温、高压条件下，作为一种具有优良的高传质、高传热能力的带搅拌反应的大型氨化高压球形搅拌反应釜。附图说明图1是本专利技术的结构示意图2是本专利技术的换热装置结构示意图3图2的俯视图(略去角铁及进、出口管)；图4是图2中直排管结构示意图5是图4的左视图6是本专利技术的换热装置进、出口管与釜体连接部位示意图7是本专利技术的出料管示意图8是图7的A向视图。具体实施例方式下面通过具体实施例结合附图对本专利技术作进一步详细说明参见图1，本高压球形搅拌反应釜由釜体5、裙座6、搅拌装置3、换热装置及出料管7组成。如图1所示，釜体5为两半球形封头焊接而成，中间只有一条对接焊缝，釜体5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型氨化高压球形搅拌反应釜，包括釜体，釜体上部设有加料口、出料口、安全泄放装置及仪表控制装置，釜体下部设置裙座支撑整个釜体；搅拌装置设在釜体的上端且两者密封配合，电机、减速机与搅拌装置依次相连，搅拌轴下穿入釜体内，搅拌轴上固定有2～3层搅拌器；出料管顺着釜体内壁一直延伸到釜体下部中心处；釜体内设置有换热装置；其特征在于：所述釜体是用两个整体半球形封头焊接而成，球形釜体容积为20～35m3，公称直径为3.4～4.0m；所述换热装置由上、下环管、中间直排管、进口管和出口管组成，采用法兰将直排管和上、下环管相连接，上环管设有进口管向上伸出于釜体上部，下环管设有出口管向下伸出于釜体底部；进口管、出口管分别穿过填料箱伸出至釜体外部，填料箱与釜体焊接，用填料密封进口管、出口管与填料箱的间隙，再用填料压盖压紧填料，填料箱与填料压盖用螺栓、螺母相连接；所述出料管在尾端下部开孔，开孔直径小于螺栓、螺母直径，开孔总截面积大于出料管截面积；所述搅拌轴上安装的搅拌器，其桨叶直径与筒体内径之比为0.38～0.50，桨叶与搅拌轴连接的穿心螺栓采用细牙钛螺栓，并使用双螺母紧固。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李德昌，潘颖，陈明峰，
申请(专利权)人：安徽八一化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：