本實(shí)用新型涉及化工合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置。

背景技術(shù)：

在化工生產(chǎn)中以液相反應(yīng)居多，液相反應(yīng)中按照反應(yīng)物料在反應(yīng)過程中吸熱和放熱可以分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)由于在合成過程中會(huì)產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，這樣會(huì)直接導(dǎo)致溫度不穩(wěn)定，從而對(duì)整個(gè)反應(yīng)體系的反應(yīng)過程產(chǎn)生影響，尤其是聚合反應(yīng)中反應(yīng)物料較為粘稠，傳熱系數(shù)大，使得聚合反應(yīng)的溫度難以有效控制，會(huì)直接影響聚合物的反應(yīng)質(zhì)量和成品性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，一種溫度控制裝置參見圖1，在所述反應(yīng)釜1的液相反應(yīng)區(qū)域的外壁外圍設(shè)置一夾套2，所述夾套2中循環(huán)流通冷凝水，對(duì)所述反應(yīng)釜1的外壁進(jìn)行熱量交換，并在所述反應(yīng)釜1內(nèi)設(shè)置攪拌桿31，在反應(yīng)過程中，通過向所述夾套2內(nèi)不斷流經(jīng)冷凝水，在所述攪拌桿31的攪拌下，對(duì)所述反應(yīng)釜1中反應(yīng)物料進(jìn)行取熱以對(duì)所述反應(yīng)物料的溫度進(jìn)行控制，但是，隨著反應(yīng)的進(jìn)行物料粘度增加不利于傳質(zhì)和傳熱，使得整個(gè)反應(yīng)釜1中的溫度分布不均勻；為了加快傳質(zhì)傳熱，另一種溫度控制裝置參見圖2，在圖1的基礎(chǔ)上，在所述反應(yīng)釜1外部設(shè)置冷凝器4，所述冷凝器4包括反應(yīng)物料進(jìn)口、反應(yīng)物料出口、冷凝水進(jìn)口與冷凝水出口，在反應(yīng)過程中，所述冷凝器4會(huì)對(duì)揮發(fā)成氣體的氣體反應(yīng)物料進(jìn)行冷凝使其回流至所述反應(yīng)釜1內(nèi)，但是，某些有惰性氣體參與的反應(yīng)中惰性氣體會(huì)在所述冷凝器4中聚集并逐漸形成死區(qū)，不能進(jìn)行正常的傳質(zhì)傳熱，從而不利于長周期、大規(guī)模和穩(wěn)定化的工業(yè)生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置，能夠加快反應(yīng)物料的傳質(zhì)傳熱，使得溫度分布較為均勻。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置，包括：

反應(yīng)容器，所述反應(yīng)容器用于盛放液相反應(yīng)物料，所述液相反應(yīng)物料的水平面將所述反應(yīng)容器分割為上下兩部分，分別為第一部分和第二部分；

攪拌裝置，所述攪拌裝置用于對(duì)所述反應(yīng)容器內(nèi)的液相反應(yīng)物料進(jìn)行攪拌；

所述第一部分的外圍圍設(shè)有第一殼體，所述第一殼體與所述第一部分的外壁圍合成第一夾層，所述第一殼體上設(shè)置有第一冷凝水進(jìn)口和第一冷凝水出口；所述第二部分的外圍圍設(shè)有第二殼體，所述第二殼體與所述第二部分的外壁圍合成第二夾層，所述第二殼體上設(shè)置有第二冷凝水進(jìn)口和第二冷凝水出口。

優(yōu)選的，所述第一冷凝水進(jìn)口和所述第一冷凝水出口位于所述反應(yīng)容器的同一直徑方向上。

可選的，所述第一冷凝水進(jìn)口位于所述第一殼體的底端位置，所述第一冷凝水出口位于所述第一殼體的頂端位置。

優(yōu)選的，所述第二冷凝水進(jìn)口和所述第二冷凝水出口位于所述反應(yīng)容器的同一直徑方向上。

可選的，所述第二冷凝水進(jìn)口位于所述第二殼體的底端位置，所述第二冷凝水出口位于所述第二殼體的頂端位置。

進(jìn)一步的，所述液相反應(yīng)物料的高度為所述反應(yīng)容器高度的1/2-4/5。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)容器為反應(yīng)釜。

可選的，所述反應(yīng)釜的頂部設(shè)置有進(jìn)料口，底部設(shè)置有出料口；

所述第一夾層由所述第一部分預(yù)留出進(jìn)料口的外壁與所述第一殼體圍合而成；所述第二夾層由所述第二部分預(yù)留出出料口的外壁與所述第二殼體圍合而成。

進(jìn)一步的，所述攪拌裝置包括攪拌電機(jī)與攪拌桿，所述攪拌桿穿設(shè)于所述反應(yīng)釜的進(jìn)料口，一端與所述攪拌電機(jī)傳動(dòng)連接，所述攪拌桿的攪拌端設(shè)置于所述液相反應(yīng)物料的液面以下。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置，通過在所述反應(yīng)容器的外壁分段設(shè)置第一夾層和第二夾層，能夠分別對(duì)所述液相反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的反應(yīng)熱以及惰性氣體和液相揮發(fā)產(chǎn)生氣體溢出時(shí)所攜帶的熱量進(jìn)行取熱，并且，在攪拌裝置的攪拌作用下，能夠促進(jìn)反應(yīng)容器內(nèi)部物料的攪動(dòng)和流通，避免形成死區(qū)，從而能夠加快整個(gè)反應(yīng)容器內(nèi)反應(yīng)物料的傳質(zhì)傳熱，使得溫度分布較為均勻。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)提供的另一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“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(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)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(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置，參見圖3，包括：

反應(yīng)容器1，所述反應(yīng)容器1用于盛放液相反應(yīng)物料，所述液相反應(yīng)物料的水平面將所述反應(yīng)容器1分割為上下兩部分，分別為第一部分和第二部分；

攪拌裝置3，所述攪拌裝置3用于對(duì)所述反應(yīng)容器1內(nèi)的液相反應(yīng)物料進(jìn)行攪拌；

所述第一部分的外圍圍設(shè)有第一殼體(圖中未示出)，所述第一殼體與所述第一部分的外壁圍合成第一夾層4，所述第一殼體上設(shè)置有第一冷凝水進(jìn)口和第一冷凝水出口；所述第二部分的外圍圍設(shè)有第二殼體(圖中未示出)，所述第二殼體與所述第二部分的外壁圍合成第二夾層2，所述第二殼體上設(shè)置有第二冷凝水進(jìn)口和第二冷凝水出口。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置，通過在所述反應(yīng)容器1的外壁分段設(shè)置第一夾層4和第二夾層2，能夠分別對(duì)所述液相反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的反應(yīng)熱以及惰性氣體和液相揮發(fā)產(chǎn)生氣體溢出時(shí)所攜帶的熱量進(jìn)行取熱，并且，在攪拌裝置3的攪拌作用下，能夠促進(jìn)反應(yīng)容器1內(nèi)部物料的攪動(dòng)和流通，避免形成死區(qū)，從而能夠加快整個(gè)反應(yīng)容器1內(nèi)反應(yīng)物料的傳質(zhì)傳熱，使得溫度分布較為均勻。

本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述第一冷凝水進(jìn)口和所述第一冷凝水出口位于所述反應(yīng)容器1的同一直徑方向上。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，從所述第一冷凝水進(jìn)口進(jìn)入的第一冷凝水能夠分別沿所述第一夾層4的前部和后部流至所述第一冷凝水出口，對(duì)所述第一部分進(jìn)行均勻換熱。

本實(shí)用新型的又一實(shí)施例中，所述第一冷凝水進(jìn)口位于所述第一殼體的底端位置，所述第一冷凝水出口位于所述第一殼體的頂端位置。由于液相揮發(fā)產(chǎn)生氣體所攜帶的熱量從下往上逐漸減少，通過將第一冷凝水下進(jìn)上出，符合流體的取熱規(guī)律，能夠?qū)λ龅谝徊糠值亩栊詺怏w和氣體物料進(jìn)行均勻取熱，使得氣體物料能夠及時(shí)冷凝回流，從而加快物料的傳質(zhì)傳熱。

本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述第二冷凝水進(jìn)口和所述第二冷凝水出口位于所述反應(yīng)容器1的同一直徑方向上。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，同樣的，從所述第二冷凝水進(jìn)口進(jìn)入的第二冷凝水能夠分別沿所述第二夾層2的前部和后部流至所述第二冷凝水出口，對(duì)所述第二部分進(jìn)行均勻換熱。

本實(shí)用新型的又一實(shí)施例中，所述第二冷凝水進(jìn)口位于所述第二殼體的底端位置，所述第二冷凝水出口位于所述第二殼體的頂端位置。通過將第二冷凝水下進(jìn)上出，符合流體的取熱規(guī)律，能夠?qū)λ鲆合喾磻?yīng)區(qū)進(jìn)行均勻取熱，加快液相物料的傳質(zhì)傳熱。

其中，需要說明的是，所述第一冷凝水和所述第二冷凝水的溫度可以根據(jù)所需要取熱的熱量大小進(jìn)行確定。例如，所述第一冷凝水是用來冷凝所述氣體物料使其發(fā)生回流的，因此，所述第一冷凝水的溫度可以低一點(diǎn)，在所述氣體物料的冷凝溫度以下，而所述第二冷凝水是對(duì)液相反應(yīng)的反應(yīng)熱進(jìn)行取熱，在取熱的同時(shí)還需要保持所述液相反應(yīng)在一定的溫度，所以，所述第二冷凝水的溫度可以略低于所述液相反應(yīng)體系的溫度，達(dá)到保溫和少量取熱的目的。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的液相放熱反應(yīng)的溫度控制裝置適用于各種類型的反應(yīng)，尤其適用于反應(yīng)過程中粘度較大，傳質(zhì)傳熱較差的反應(yīng)體系。示例性的，粘度較大，傳質(zhì)傳熱較差的反應(yīng)體系可以為烯烴聚合反應(yīng)體系。

當(dāng)所述反應(yīng)類型為烯烴聚合反應(yīng)時(shí)，以所述液相反應(yīng)物料為丁烯-1為例進(jìn)行說明。在該反應(yīng)體系中，通常在在反應(yīng)容器中通入惰性氣體，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，液相反應(yīng)物料的粘度越來越大，傳質(zhì)傳熱越來越差，其中，部分反應(yīng)單體丁烯-1在攪拌過程中蒸發(fā)吸收大量的熱量成為氣體，氣體反應(yīng)物料和惰性氣體經(jīng)所述第一夾層中的第一冷凝水冷凝，所述氣體反應(yīng)物料被冷凝為液態(tài)回流至所述液相反應(yīng)物料中，能夠避免液相反應(yīng)物料粘度大使得傳熱傳質(zhì)困難的問題，而且在攪拌裝置的攪拌下，惰性氣體能夠流通，避免形成死區(qū)，能夠進(jìn)一步促進(jìn)傳質(zhì)傳熱，使得反應(yīng)容器1內(nèi)的溫度分布較為均勻。

其中，對(duì)所述液相反應(yīng)物料的高度不做限定，在實(shí)際應(yīng)用中，通常根據(jù)反應(yīng)物料的反應(yīng)類型以及反應(yīng)劇烈程度來確定所述液相反應(yīng)物料的高度。

本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述液相反應(yīng)物料的高度為所述反應(yīng)容器1高度的1/2-4/5。所述液相反應(yīng)物料的高度過高容易發(fā)生噴料，所述液相反應(yīng)物料的高度過低不利于大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。

其中，對(duì)所述反應(yīng)容器1不做限定，所述反應(yīng)容器1可以為反應(yīng)瓶、反應(yīng)器等。

本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述反應(yīng)容器1為反應(yīng)釜。

本實(shí)用新型的又一實(shí)施例中，參見圖4，所述反應(yīng)釜1的頂部設(shè)置有進(jìn)料口11，底部設(shè)置有出料口12；

所述第一夾層4由所述第一部分預(yù)留出進(jìn)料口的外壁與所述第一殼體圍合而成；所述第二夾層由所述第二部分預(yù)留出出料口的外壁與所述第二殼體圍合而成。

通過預(yù)留進(jìn)料口11和出料口12，能夠從所述反應(yīng)釜1的頂部進(jìn)料，底部出料，方便操作；同時(shí)，還能夠分別對(duì)所述液相反應(yīng)區(qū)和氣體聚集區(qū)進(jìn)行大面積取熱。

其中，對(duì)所述攪拌裝置3的結(jié)構(gòu)不做限定，所述攪拌裝置3可以為設(shè)置在所述反應(yīng)釜1內(nèi)部的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，也可以為設(shè)置在所述反應(yīng)釜1外部的攪拌機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，參見圖4，所述攪拌裝置3包括攪拌電機(jī)32與攪拌桿31，所述攪拌桿31穿設(shè)于所述反應(yīng)釜1的進(jìn)料口，一端與所述攪拌電機(jī)32傳動(dòng)連接，所述攪拌桿31的攪拌端設(shè)置于所述液相反應(yīng)物料的液面以下。

采用攪拌電機(jī)32帶動(dòng)攪拌桿31對(duì)所述液相反應(yīng)物料進(jìn)行攪拌，能夠?qū)崿F(xiàn)液相物料的攪動(dòng)和流通，從而實(shí)現(xiàn)所述反應(yīng)釜1內(nèi)良好的傳質(zhì)傳熱。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。