一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]氯甲烷是一種重要的化工原料，其作為有機(jī)合成原料廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、特別是有機(jī)硅工業(yè)中。目前，氯甲烷液相法合成過程中普遍存在氣體分布器的布置和選材不合理，反應(yīng)過程熱量利用不合理及裝置復(fù)雜等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，以解決氣液混合充分且反應(yīng)熱量利用合理的問題。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，其包括進(jìn)料靜態(tài)混合器、立式反應(yīng)釜、催化劑循環(huán)栗、進(jìn)料氣體分布器和甲醇預(yù)熱器；
[0006]所述進(jìn)料靜態(tài)混合器通過進(jìn)料氣體分布器與立式反應(yīng)釜的內(nèi)腔連通，在所述立式反應(yīng)釜的底部側(cè)壁上開有多個進(jìn)料孔，所述進(jìn)料氣體分布器通過該進(jìn)料孔插于該立式反應(yīng)釜的內(nèi)腔中；
[0007]所述立式反應(yīng)釜的底部開有催化劑出口，而該立式反應(yīng)釜的側(cè)壁上還開有催化劑循環(huán)口，所述催化劑出口通過催化劑循環(huán)栗而與催化劑循環(huán)口連通；
[0008]所述立式反應(yīng)釜的內(nèi)腔中包括一氣液分離腔，所述氣液分離腔設(shè)于該立式反應(yīng)釜的頂部出口處，在該氣液分離腔中覆有石墨填料，且所述氣液分離腔的出口端與所述甲醇預(yù)熱器連通。
[0009]進(jìn)一步的，所述氣液分離腔的出口端通過膨脹節(jié)與所述甲醇預(yù)熱器連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述甲醇預(yù)熱器為石墨列管換熱器。
[0011]進(jìn)一步的，所述氣液分離腔的底部覆蓋有隔離板，該隔離板上開有集液槽，所述集液槽的開設(shè)方向與所述氣液分離腔的中心線的夾角為銳角，且所述集液槽的底部與降液管連通，所述降液管穿過所述隔離板置于反應(yīng)釜的內(nèi)腔中。
[0012]進(jìn)一步的，每相鄰兩個進(jìn)料孔的孔心線夾角均為90度。
[0013]進(jìn)一步的，所述立式反應(yīng)釜底部側(cè)壁上開設(shè)的進(jìn)料孔的孔心線共平面。
[0014]進(jìn)一步的，所述立式反應(yīng)釜為搪玻璃釜。
[0015]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置具有以下優(yōu)勢:
[0016](1)本發(fā)明所述的進(jìn)料靜態(tài)混合器、立式反應(yīng)釜、催化劑循環(huán)栗、進(jìn)料氣體分布器和甲醇預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)立形成了一個氣液兩相催化反應(yīng)裝置，該進(jìn)料靜態(tài)混合器的設(shè)立提高了反應(yīng)效率，進(jìn)料氣體分布器在反應(yīng)釜底部同一平面上間隔90度均布有利于氣體的均勻混合，同時進(jìn)料氣體分布器易于加工，便于節(jié)約整體裝置的成本。
[0017](2)本發(fā)明所述的氣液分離腔有效降低產(chǎn)品氣中霧沫夾帶;氣液分離腔底部設(shè)有集液槽及降液管，可將分離后的液體返回反應(yīng)釜內(nèi)，氣液分離腔的設(shè)置可降低后續(xù)氯甲烷洗滌工段和干燥工段的操作負(fù)荷，從而減少廢鹽酸、廢硫酸的產(chǎn)生。
[0018](3)本發(fā)明所述的氣液分離腔上部設(shè)置甲醇預(yù)熱器通過氣體與甲醇換熱，可回收反應(yīng)熱同時加熱并部分汽化甲醇，而甲醇與氯化氫反應(yīng)生成氯甲烷是放熱反應(yīng)，可及時回收反應(yīng)放出的熱量，從而能有效控制反應(yīng)溫度，維持反應(yīng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高了整個裝置的經(jīng)濟(jì)性。
[0019](4)本發(fā)明為保護(hù)甲醇預(yù)熱器，其與氣液分離腔采用膨脹節(jié)連接，進(jìn)而可吸收設(shè)備應(yīng)力，防止經(jīng)濟(jì)器中石墨換熱管的損壞。
【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1為本發(fā)明實施例所述的一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實施例所述的進(jìn)料氣體分布器的俯視圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實施例所述的進(jìn)料氣體分布器的剖視圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]1-進(jìn)料靜態(tài)混合器;2-立式反應(yīng)釜;3-壓力表口 ； 4-液體計;5-溫度計口 ； 6_催化劑出口 ； 7-催化劑循環(huán)口 ； 8-催化劑循環(huán)栗;9-進(jìn)料氣體分布器;91-分布器頭部;911-連接孔；92-分布孔;10-氣液分離腔;11-集液槽;12-降液管；13-膨脹節(jié);14-甲醇預(yù)熱器。
【具體實施方式】
[0026]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0027]下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明的一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，其包括進(jìn)料靜態(tài)混合器1、立式反應(yīng)釜2、催化劑循環(huán)栗8、進(jìn)料氣體分布器9和甲醇預(yù)熱器14;
[0029]進(jìn)料靜態(tài)混合器1為石墨材質(zhì)，強(qiáng)度高，耐腐蝕性能好；
[0030]原料氣經(jīng)混合后通過進(jìn)料氣體分布器8進(jìn)入立式反應(yīng)釜2;立式反應(yīng)釜2為搪玻璃釜，耐酸腐蝕性好;為便于對反應(yīng)過程實時監(jiān)控，立式反應(yīng)釜2的側(cè)壁上設(shè)有壓力表口 3、液位計口 4、溫度計口 5及反應(yīng)釜底廢催化劑出口 6、催化劑循環(huán)口 7;
[0031]如圖2所示，立式反應(yīng)釜2內(nèi)催化劑裝卸、補(bǔ)充均通過催化劑循環(huán)栗8實現(xiàn);立式反應(yīng)釜2底部側(cè)壁上的同一平面上間隔90°均布4個進(jìn)料口，每個進(jìn)料口內(nèi)安裝管式進(jìn)料氣體分布器9;
[0032]如圖3所示，進(jìn)料氣體分布器9采用石墨材料制作，石墨熱穩(wěn)定性好，反應(yīng)過程中不會發(fā)生變形及位移;進(jìn)料氣體分布器9上開分布孔92，分布孔92的直徑、數(shù)量及排列布置方式均根據(jù)進(jìn)氣量計算以獲得最優(yōu)化反應(yīng)效果，而該氣體分布器9的分布器頭部91上開有用于與立式反應(yīng)釜2連接的連接孔911。
[0033]立式反應(yīng)釜2的頂部出口處設(shè)有氣液分離腔10，氣液分離腔10中填充有石墨填料，進(jìn)而減少產(chǎn)品的氣霧沫夾帶;氣液分離腔10底部設(shè)有集液槽11及降液管12，可將分離后的液體返回立體反應(yīng)釜2內(nèi)；氣液分離腔10的頂部出口與甲醇預(yù)熱器14連通，而甲醇預(yù)熱器14為石墨列管換熱器，通過產(chǎn)品氣與甲醇換熱，可回收反應(yīng)熱同時加熱并部分汽化甲醇，為保護(hù)石墨的甲醇預(yù)熱器14，其與氣液分離腔10采用膨脹節(jié)13連接，膨脹節(jié)13可吸收設(shè)備應(yīng)力，防止甲醇預(yù)熱器14中石墨換熱管的損壞。
[0034]甲醇預(yù)熱器14與立式反應(yīng)釜2可連接后一同布置，節(jié)省空間使裝置結(jié)構(gòu)緊湊;也可以依據(jù)布置需要因地制宜將二者分開布置。
[0035]本實施例的工作過程:
[0036]氯甲烷是有機(jī)合成的重要原料，主要用來生產(chǎn)有機(jī)硅化合物一甲基氯硅烷，以及甲基纖維素，同時還廣泛用作溶劑、提取劑、推進(jìn)劑、致冷劑、局部麻醉劑、甲基化試劑，用于生產(chǎn)農(nóng)藥、醫(yī)藥、香料等。全世界生產(chǎn)的氯甲烷中，約80%用來生產(chǎn)甲基氯硅烷。而氯甲烷生產(chǎn)裝置采用汽化后甲醇與氯化氫氣體為原料，以氯化鋅溶液為催化劑反應(yīng)生成氯甲烷。
[0037]來自鹽酸解析單元的氯化氫與汽化后甲醇在0.2?0.4MPa壓力下，按1.1:1?1.5:1比例進(jìn)料經(jīng)進(jìn)料靜態(tài)混合器1混合后通過進(jìn)料氣體分布器9進(jìn)入立式反應(yīng)釜2;
[0038]混合原料氣在立式反應(yīng)釜2內(nèi)氯化鋅溶液催化作用下發(fā)生放熱反應(yīng)生成氯甲烷、水以及少量副產(chǎn)物二甲醚；
[0039]由于反應(yīng)為放熱反應(yīng)，整個反應(yīng)溫度控制在130?160°C;
[0040]反應(yīng)后濕氯甲烷氣體攜帶少量氯化氫、甲醇及二甲醚通過立式反應(yīng)釜2頂部出口進(jìn)入氣液分離腔10進(jìn)行氣液分離后，液滴通過降液管12返回立式反應(yīng)釜2的底部;而氣相則進(jìn)入甲醇預(yù)熱器14后，與液相甲醇換熱后送往下游分離干燥裝置，液相甲醇在甲醇預(yù)熱器14換熱后部分汽化，然后進(jìn)入甲醇汽化器完全汽化與氯化氫氣體混合作為反應(yīng)進(jìn)料。
[0041]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，其特征在于:包括進(jìn)料靜態(tài)混合器(1)、立式反應(yīng)釜(2)、催化劑循環(huán)栗(8)、進(jìn)料氣體分布器(9)和甲醇預(yù)熱器(14); 所述進(jìn)料靜態(tài)混合器(1)通過進(jìn)料氣體分布器(9)與立式反應(yīng)釜(2)的內(nèi)腔連通，在所述立式反應(yīng)釜(2)的底部側(cè)壁上開有多個進(jìn)料孔，所述進(jìn)料氣體分布器(9)通過該進(jìn)料孔插于該立式反應(yīng)釜(2)的內(nèi)腔中； 所述立式反應(yīng)釜(2)的底部開有催化劑出口(6)，而該立式反應(yīng)釜(2)的側(cè)壁上還開有催化劑循環(huán)口( 7)，所述催化劑出口( 6)通過催化劑循環(huán)栗(8)而與催化劑循環(huán)口( 7)連通； 所述立式反應(yīng)釜(2)的內(nèi)腔中包括一氣液分離腔(10)，所述氣液分離腔(10)設(shè)于該立式反應(yīng)釜(2)的頂部出口處，在該氣液分離腔(10)中覆有石墨填料，且所述氣液分離腔(10)的出口端與所述甲醇預(yù)熱器(14)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述氣液分離腔(10)的出口端通過膨脹節(jié)(13)與所述甲醇預(yù)熱器(14)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述甲醇預(yù)熱器(14)為石墨列管換熱器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述氣液分離腔(10)的底部覆蓋有隔離板，該隔離板上開有集液槽(11)，所述集液槽(11)的開設(shè)方向與所述氣液分離腔(10)的中心線的夾角為銳角，且所述集液槽(11)的底部與降液管(12)連通，所述降液管(12)穿過所述隔離板置于立式反應(yīng)釜(2)的內(nèi)腔中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，其特征在于:每相鄰兩個進(jìn)料孔的孔心線夾角均為90度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述立式反應(yīng)釜(2)底部側(cè)壁上開設(shè)的進(jìn)料孔的孔心線共平面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述立式反應(yīng)釜(2)為搪玻璃釜。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于氯甲烷生產(chǎn)的氣液兩相催化反應(yīng)裝置，其包括進(jìn)料靜態(tài)混合器、立式反應(yīng)釜、催化劑循環(huán)泵、進(jìn)料氣體分布器和甲醇預(yù)熱器；所述立式反應(yīng)釜的底部開有催化劑出口，而該立式反應(yīng)釜的側(cè)壁上還開有催化劑循環(huán)口，所述催化劑出口通過催化劑循環(huán)泵而與催化劑循環(huán)口連通。本發(fā)明所述的進(jìn)料靜態(tài)混合器、立式反應(yīng)釜、催化劑循環(huán)泵、進(jìn)料氣體分布器和甲醇預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)立形成了一個氣液兩相催化反應(yīng)裝置，該進(jìn)料靜態(tài)混合器的設(shè)立提高了反應(yīng)效率，進(jìn)料氣體分布器在反應(yīng)釜底部同一平面上間隔90°均布有利于氣體的均勻混合，同時進(jìn)料氣體分布器易于加工，便于節(jié)約整體裝置的成本。
【IPC分類】C07C17/16, C07C19/03, B01J19/24
【公開號】CN105457588
【申請?zhí)枴緾N201510885485
【發(fā)明人】王屹亮, 李林, 李彥芬, 羅勇強(qiáng), 朱漢巍
【申請人】中國天辰工程有限公司, 天津天辰綠色能源工程技術(shù)研發(fā)有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月4日