本實用新型屬于醫(yī)藥化工領域，尤其是涉及一種用于二甲脲合成反應的塔式反應器。

背景技術：

二甲脲是化學制藥和染料行業(yè)的的重要中間體，國內(nèi)外普遍以尿素、一甲胺為原料合成制造。傳統(tǒng)的合成路線采用多級反應器串聯(lián)，分段控制反應溫度，逆流而上的氣態(tài)一甲胺與接近反應終點的反應液在末級反應器相遇，反應以鼓泡形式進行，過剩的氣態(tài)一甲胺逐級逆向通過反應器，最終與新鮮熔融態(tài)尿素在第一級反應器接觸。此種方法雖能保證在末級反應器中反應的充分進行，且排出尾氣中幾乎為純凈氨氣，但因各級反應器中原料氣、液兩相均為鼓泡式接觸，使得兩相接觸面積不大，傳質、傳熱仍不夠充分，造成反應速率降低，反應周期變長，所需反應器數(shù)量增加，且料液由上級反應器至下級反應器需以自流方式實現(xiàn)，對占地面積及空間的要求都提高。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種用于二甲脲合成反應的塔式反應器，以克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種最大程度的增加原料氣、液兩相傳質、傳熱面積合成二甲脲的塔式反應器。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種用于二甲脲合成反應的塔式反應器，自上而下分為上塔段和下塔段兩部分：

所述上塔段自上而下包括液體分布器a、規(guī)整填料a、升氣管和集液箱，所述上塔段的塔頂開設有真空抽氣口，所述規(guī)整填料a的上方設有上塔循環(huán)液入口，進料管線通過所述上塔循環(huán)液入口與所述液體分布器a連通，所述集液箱的下方設有上塔循環(huán)液出口，上塔循環(huán)液管線通過所述上塔循環(huán)液出口與所述集液箱連通，所述上塔循環(huán)液管線分為第一支路和第二支路，所述第一支路經(jīng)循環(huán)泵a與所述進料管線連通；

所述下塔段自上而下包括液體分布器b和規(guī)整填料b，所述規(guī)整填料b的上方設有下塔循環(huán)液入口，所述規(guī)整填料b的下方設有一甲胺氣體進口和上塔循環(huán)液入下塔口，所述下塔段的塔釜還設有下塔循環(huán)液出口，所述下塔循環(huán)液出口與出料管線連通，所述出料管線經(jīng)循環(huán)泵b后分為第三支路和第四支路，所述第四支路通過所述下塔循環(huán)液入口與所述液體分布器b連通，所述上塔循環(huán)液入下塔口與所述第二支路連通。

進一步的，所述真空抽氣口與真空抽氣系統(tǒng)連通。

進一步的，所述第一支路、第二支路、第三支路和第四支路上均設有閥門。

進一步的，所述上塔段中所述集液箱處的塔外壁設有加熱半管。

進一步的，所述加熱半管上設有上塔導熱油進口和上塔導熱油出口。

進一步的，所述下塔段塔釜的外壁設有加熱夾套。

進一步的，所述加熱夾套上設有下塔導熱油進口和下塔導熱油出口。

進一步的，所述上塔段和所述下塔段的外部均設有保溫裝置，所述保溫裝置包括但不限于保溫棉。

進一步的，所述進料管線上設有進料閥。

進一步的，為使上、下兩部分反應液能夠更好的分散成膜，增加氣、液 兩相接觸面積，提高反應傳質、傳熱效率，均設置液體分布器及規(guī)整填料；上塔段設置集液箱及循環(huán)泵a，下塔段設置塔釜及循環(huán)泵b，以實現(xiàn)反應液與一甲胺的獨立循環(huán)反應。

進一步的，為保證所述上塔段和所述下塔段的反應溫度，所述集液箱設置半管伴熱，所述下塔段設置夾套伴熱。所述下塔段的加熱溫度高于所述上塔段加熱溫度。為防止塔體熱量散失，全塔設保溫結構。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型具有以下優(yōu)勢：

(1)最大程度的增加原料氣、液兩相傳質、傳熱面積，增加了反應速率。

(2)減少反應設備數(shù)量及占地面積，更適合工業(yè)推廣應用。

附圖說明

構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例結構示意圖；

附圖標記說明：

1-液體分布器a；2-規(guī)整填料a；3-升氣管；4-集液箱；5-加熱半管；6-液體分布器b；7-規(guī)整填料b；8-循環(huán)泵a；9-加熱夾套；10-循環(huán)泵b；11-閥門；12-進料閥；N1-一甲胺氣體進口；N2-上塔循環(huán)液入口；N3-下塔循環(huán)液入口；N4-上塔循環(huán)液入下塔口；N5-上塔循環(huán)液出口；N6-下塔循環(huán)液出口；N7-真空抽氣口；N8-上塔導熱油進口；N9-上塔導熱油出口；N10-下塔導熱油進口；N11-下塔導熱油出口；L1-進料管線；L2-上塔循環(huán)液管線；L3-第一支路；L4-第二支路；L5-出料管線；L6-第三支路；L7-第四支路； L8-一甲胺氣體進料管線；H1-保溫裝置。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

一種用于二甲脲合成反應的塔式反應器，其特征在于：自上而下分為上塔段和下塔段兩部分：

所述上塔段自上而下包括液體分布器a1、規(guī)整填料a2、升氣管3和集液箱4，所述上塔段的塔頂開設有真空抽氣口N7，所述真空抽氣口N7與真空抽氣系統(tǒng)連通，所述規(guī)整填料a1的上方設有上塔循環(huán)液入口N2，進料管線L1通過所述上塔循環(huán)液入口N2與所述液體分布器a1連通，所述上塔段中所述集液箱4處的塔外壁設有加熱半管5，所述加熱半管5上設有上塔導熱油進口N8和上塔導熱油出口N9，所述集液箱4的下方設有上塔循環(huán)液出口N5，上塔循環(huán)液管線L2通過所述上塔循環(huán)液出口N5與所述集液箱4連通，所述上塔循環(huán)液管線L2分為第一支路L3和第二支路L4，所述第一支路L3、第二支路L4上均設有閥門11，所述進料管線上設有進料閥12，所述第一支路L3經(jīng)循環(huán)泵a8與所述進料管線L1連通；

所述下塔段自上而下包括液體分布器b6和規(guī)整填料b7，所述下塔段塔釜的外壁設有加熱夾套9，所述加熱夾套9上設有下塔導熱油進口N10和下塔導熱油出口N11，所述規(guī)整填料b7的上方設有下塔循環(huán)液入口N3，所述規(guī)整填料b7的下方設有一甲胺氣體進口N1和上塔循環(huán)液入下塔口N4，所述下塔段的塔釜還設有下塔循環(huán)液出口N6，所述下塔循環(huán)液出口N6與出料管線L5連通，所述出料管線L5經(jīng)循環(huán)泵b10后分為第三支路L6和第四支路L7，所述第三支路L6和第四支路L7上均設有閥門11，所述第四支路L7通過所述下塔循環(huán)液入口N3與所述液體分布器b6連通，所述上塔循環(huán)液入下塔口N4與所述第二支路L4連通，所述上塔段和所述下塔段的外部均設有保溫裝置H1。

首次開車時，將兩批次質量相同的熔融態(tài)尿素分別同時加入所述上塔段集液箱及下塔段塔釜后，關閉所述進料管線上的所述進料閥，開啟所述循環(huán)泵a和所述循環(huán)泵b，對上、下塔段物料進行循環(huán)，分別由上塔循環(huán)液入口N2進入所述液體分布器a1，由所述下塔循環(huán)液入口N3進入所述液體分布器 b6，實現(xiàn)熔融態(tài)尿素在所述規(guī)整填料a2和所述規(guī)整填料b7表面形成連續(xù)穩(wěn)定的液膜分布以實現(xiàn)與氣態(tài)一甲胺良好的氣液傳質、傳熱反應。氣態(tài)一甲胺由下塔段一甲胺氣體進口N1通入，通入量相對于下塔段熔融態(tài)尿素量為過量狀態(tài)，保證下塔段尿素完全反應。未反應的過量一甲胺氣相通過升氣管3進入上塔段，與上塔段熔融態(tài)尿素進行反應，此時，相對于上升的一甲胺量，上塔段尿素為過量狀態(tài)，以保證塔頂真空抽氣口N7副產(chǎn)氣體為純凈氨氣。

下塔段尿素全部反應后，停止全塔循環(huán)，由下塔段循環(huán)泵b10通過下塔循環(huán)液出口N6將合格的二甲脲排出，將上塔段未完全反應的反應液由上塔循環(huán)液出口N5排入下塔段的上塔循環(huán)液入下塔口N4，在上塔段集液箱4加入一批次熔融態(tài)尿素，開啟循環(huán)泵a8潤濕所述規(guī)整填料a2，氣態(tài)一甲胺由下塔段的一甲胺氣體進口N1通入，進行下一周期反應。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。