專利名稱：一種反應蒸餾裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化工領域用于液相反應的反應蒸餾裝置。
背景技術：
對于大多數(shù)的化工反應來講，反應產(chǎn)物及時從反應體系中移出對反應總是有利的。對于可逆反應，反應產(chǎn)物及時移出有利于反應向正方向進行，對于存在串、并聯(lián)反應的復合反應體系，反應產(chǎn)物及時移出有利于副產(chǎn)物的減少。對于產(chǎn)物的沸點低于反應體系的其它物料(包括反應物、溶劑等)時，反應產(chǎn)物從反應體系中的移出是比較方便的，現(xiàn)有技術中已有非常成熟的反應蒸餾或反應精餾裝置。這種裝置包括反應和蒸餾或精餾兩個部分，只要將反應控制在略高于反應產(chǎn)物沸點的溫度下進行，反應產(chǎn)物生成后蒸發(fā)直接進入蒸餾或精餾部分進行分離，這樣便可以使反應產(chǎn)物及時從反應體系中移出，并直接得到了純度較高的反應產(chǎn)物。但假如反應產(chǎn)物的沸點高于反應體系的其它物料時，將反應產(chǎn)物從反應體系中及時移出就比較困難，傳統(tǒng)的做法只能在反應結束后將含有反應產(chǎn)物的反應物料一并進入蒸餾或精餾系統(tǒng)進行分離，這樣必然會導致反應轉化率或選擇性的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種反應蒸餾裝置，所要解決的技術問題是對于反應產(chǎn)物沸點高于反應體系其它物料的液相化工反應，反應產(chǎn)物能從反應體系中及時移出，并同時能得到純度較高的反應產(chǎn)物。
以下是本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案一種反應蒸餾裝置，該裝置包括反應室和蒸餾室，反應室位于蒸餾室的上方。反應室的上部存在進料口，頂部存在冷凝回流裝置。蒸餾室中安置塔板或填料，蒸餾室的下部存在出料口。一連通管連通反應室的上部和蒸餾室的上部，另有一倒置的U形管連通反應室的下部和蒸餾室上部，反應室與U形管連接口的水平高度高于蒸餾室與U形管連接口的水平高度，U形管的頂部位于反應室約1/3的高度以上，并位于反應室上部的任一進口或出口以下的位置。
反應室的底部可以存在加熱裝置，當反應過程需要加熱時用于對反應體系加熱；蒸餾室的底部也可以存在加熱裝置，用于蒸餾室中物料的再沸加熱，當反應為放熱反應，且反應熱能滿足物料蒸發(fā)所需的熱量，該加熱裝置可以省略。
蒸餾室內(nèi)塔板或填料的上部可以存在液體分布器，根據(jù)塔板或填料的性狀，或根據(jù)物料的性狀，液體分布器可以選擇槽式液體分布器或管式液體分布器。當選擇管式液體分布器時，液體分布器的進口與蒸餾室的U形管連接口接通。液體分布器的存在不僅能改善物料在塔板或填料上的分布狀態(tài)，而且具有節(jié)流的作用。
上述反應室和蒸餾室可以為兩個獨立的容器；也可以反應室和蒸餾室存在于一個容器內(nèi)，容器中部存在分隔構件將容器分隔為上下兩個互為密封的部分，上部為反應室，下部為蒸餾室。
除非必需，否則反應室和蒸餾室存在于一個容器內(nèi)是經(jīng)濟和合理的，這樣不僅可以降低裝置的造價，而且物料流經(jīng)的距離縮短有助于減少熱量的損失和降低能耗。
該反應蒸餾裝置的工作原理如下反應物料，可以包括溶劑以及催化劑，由反應室上部的進料口緩慢加入反應室。反應隨即開始進行，同時反應室中反應物料的液面逐步升高，直至反應物料液面超過U形管頂端的高度，反應物料充滿U形管。由于反應室與U形管連接口的水平高度高于蒸餾室與U形管連接口的水平高度，該倒置的U形管實際為一虹吸管，一旦反應物料充滿U形管，反應室中的反應物料將通過U形管虹吸流入蒸餾室。
反應物料流入蒸餾室后開始進行蒸餾分離，由于反應產(chǎn)物的沸點高于反應體系中的其它物料，反應產(chǎn)物在液相中富集后匯集于蒸餾室的底部，而反應體系中的其它物料如反應原料、溶劑等在氣相中富集。氣相物料上升后通過連通反應室上部和蒸餾室上部的連通管返回反應室，然后經(jīng)冷凝為液相后繼續(xù)參與反應。反應物料的加料應連續(xù)地進行，直至反應物料的加料總量為反應室中與U形管頂端相同高度以下部分容積的1.5～2倍時停止加料。
在反應室的物料第一次通過虹吸管進入蒸餾室后，反應室中的物料便來自新加入的物料和蒸餾室返回的物料，當反應室的反應物料液面超過U形管頂端的高度后，反應室的物料又通過虹吸管進入蒸餾室。如此經(jīng)多次循環(huán)，蒸餾室的下部將匯集富集反應產(chǎn)物的物料，反應室中匯集富集反應原料(或還包含溶劑)的物料。
富集反應產(chǎn)物的物料由反應室底部的出料口排出后便可再次加料繼續(xù)進行反應。
倒置的U形管的頂部在反應室約1/3的高度以上，并在反應室上部的任一進口或出口以下的任何位置都是允許的，所不同的只是位置越低兩次虹吸之間的間隔時間越短，虹吸次數(shù)越多，這對提高反應體系中反應物停留時間的均勻性是有利的，但會相應延長總的反應時間。因此可以根據(jù)反應特性來調整U形管的頂部高度，以求得一個平衡合理的位置。
本發(fā)明的關鍵在于將反應裝置分為反應室和蒸餾室兩個部分，當反應進行了一段時間后反應體系的所有物料通過虹吸管自動地進入蒸餾室，在蒸餾室內(nèi)通過蒸餾或精餾(當蒸餾室內(nèi)的塔板或填料具有足夠的理論塔板數(shù)時)反應產(chǎn)物富集于液相中與反應體系中的其它物料分離開來，從而及時將反應產(chǎn)物從反應體系中移出，而反應體系中的其它物料則富集于氣相中返回反應室中繼續(xù)反應。
由此可見，本發(fā)明提供的反應蒸餾裝置有效地解決了對于反應產(chǎn)物沸點高于反應體系其它物料的液相化工反應，反應產(chǎn)物從反應體系中及時移出這一技術問題，并同時得到了純度較高的反應產(chǎn)物。
下面將通過具體的實施方案對本發(fā)明作進一步的描述。


附圖為本發(fā)明一個實施例的側面結構示意圖。
附圖中各標記的定義為1--反應室；2--蒸餾室；3--進料口；4--冷凝回流裝置；5--塔板或填料；6--出料口；7--連通管；8--U形管；9--反應室與U形管連接口；10--蒸餾室與U形管連接口；11--反應室加熱裝置；12--蒸餾室加熱裝置；13--管式液體分布器。
具體實施例方式
由附圖展示的實施例可見，本反應蒸餾裝置包括反應室1和蒸餾室2，反應室和蒸餾室存在于一個容器內(nèi)，容器中部有一分隔構件將容器分隔為上下兩個互為密封的部分，上部為反應室，下部為蒸餾室。反應室的上部存在進料口3，頂部存在冷凝回流裝置4。蒸餾室中安置塔板或填料5，蒸餾室的下部存在出料口6。一連通管7連通反應室的上部和蒸餾室的上部，另有一倒置的U形管8連通反應室的下部和蒸餾室上部，反應室與U形管連接口9的水平高度高于蒸餾室與U形管連接口10的水平高度，U形管的頂部位于反應室約1/3的高度以上，并位于反應室上部的任一進口或出口以下的位置。
反應室的底部存在加熱裝置11，用于反應加熱；蒸餾室的底部存在加熱裝置12，用于蒸餾室中物料的再沸加熱。
蒸餾室內(nèi)塔板或填料的上部存在一管式液體分布器13。
權利要求
1.一種反應蒸餾裝置，該裝置包括反應室和蒸餾室，其特征在于反應室位于蒸餾室的上方，反應室的上部存在進料口，頂部存在冷凝回流裝置，蒸餾室中安置塔板或填料，蒸餾室的下部存在出料口，一連通管連通反應室的上部和蒸餾室的上部，另有一倒置的U形管連通反應室的下部和蒸餾室上部，反應室與U形管連接口的水平高度高于蒸餾室與U形管連接口的水平高度，U形管的頂部位于反應室約1/3的高度以上，并位于反應室上部的任一進口或出口以下的位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的反應蒸餾裝置，其特征在于所述的反應室底部存在加熱裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的反應蒸餾裝置，其特征在于所述的蒸餾室底部存在加熱裝置。
4.根據(jù)權利要求1所述的反應蒸餾裝置，其特征在于所述的蒸餾室內(nèi)塔板或填料的上部存在液體分布器。
5.根據(jù)權利要求4所述的反應蒸餾裝置，其特征在于所述的液體分布器為槽式液體分布器。
6.根據(jù)權利要求4所述的反應蒸餾裝置，其特征在于所述的液體分布器為管式液體分布器，液體分布器的進口與蒸餾室的U形管連接口接通。
7.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的反應蒸餾裝置，其特征在于所述的反應室和蒸餾室為兩個獨立的容器。
8.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的反應蒸餾裝置，其特征在于所述的反應室和蒸餾室存在于一個容器內(nèi)，容器中部存在分隔構件將容器分隔為上下兩個互為密封的部分，上部為反應室，下部為蒸餾室。
全文摘要
一種反應蒸餾裝置，該裝置包括反應室和蒸餾室，反應室位于蒸餾室的上方。反應室的上部存在進料口，頂部存在冷凝回流裝置。蒸餾室中安置塔板或填料，蒸餾室的下部存在出料口。一連通管連通反應室的上部和蒸餾室的上部，另有一倒置的U形管連通反應室的下部和蒸餾室上部，反應室與U形管連接口的水平高度高于蒸餾室與U形管連接口的水平高度，U形管的頂部位于反應室約1/3的高度以上，并位于反應室上部的任一進口或出口以下的位置。發(fā)明提供的反應蒸餾裝置有效地解決了對于反應產(chǎn)物沸點高于反應體系其它物料的液相化工反應，反應產(chǎn)物從反應體系中及時移出這一技術問題，并同時能得到純度較高的反應產(chǎn)物。
文檔編號B01J8/02GK1579590SQ0314224
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月14日 優(yōu)先權日2003年8月14日
發(fā)明者曹發(fā)海, 房鼎業(yè), 郭世卓, 冷志光 申請人:中國石化上海石油化工股份有限公司