本實用新型屬于有機化工領域，具體為一種連續(xù)的釜式反應裝置，特別適用于均相放熱反應體系。

背景技術：

在醫(yī)藥化工、高分子單體合成、新材料化工、精細化工等領域涉及較多的均相有機合成反應。對于規(guī)模較小、年產能不足萬噸的有機合成領域，傳統(tǒng)方法都是采用擴大反應釜容積和增加反應釜運行數(shù)量，進行多臺反應釜各自控制、間歇操作、并聯(lián)運行的方式擴大生產量。但對于高分子單體合成、新材料合成等領域，產品規(guī)模多在萬噸以上，有的甚至超過10萬噸。對于這類大宗有機化工產品的合成，采用傳統(tǒng)擴大反應釜容積及反應釜數(shù)量的方式很難達到生產要求。

對于均相有機合成反應，通常需要添加的化學原料至少包括反應原料、催化劑和溶劑，種類至少在三種以上。同時，大多有機反應會伴隨放熱現(xiàn)象，反應釜中各種混合原料濃度對放熱效應影響較明顯，通常需要采用分批次添加、甚至是滴加方式，導致反應釜利用效率較低。

在有機合成領域，傳統(tǒng)單釜間歇運行，除生產規(guī)模受限、利用率過低缺陷外，還存在以下問題：

1、大容積反應釜制造、運輸、安裝、維護難度均較大、成本較高。

2、對于承溫、承壓的反應釜，其容積越大，安全風險承擔越高。

3、反應釜體積增大、數(shù)量增加，對于廠房面積、配套材料、控制設備、監(jiān)測設備的需求都相應增加，導致投資成本增加。

4、現(xiàn)代化工以高度自動控制和連續(xù)化運行為主要特點，而并聯(lián)大量單獨反應釜間歇運行將影響反應后續(xù)的分離提純處理設備運行的連續(xù)性，對于高度自動化的生產工藝適應性較差。

5、并聯(lián)大量單獨反應釜間歇運行對產品質量控制提出更高要求。

針對以上傳統(tǒng)間歇反應釜在有機合成領域中存在的問題，本實用新型設計提出了一種連續(xù)釜式反應系統(tǒng)，通過串聯(lián)一定數(shù)量的反應釜，實現(xiàn)均相放熱有機合成反應穩(wěn)定、連續(xù)進行。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種設備體積相對較小、處理量大、放熱穩(wěn)定可控的連續(xù)釜式均相反應系統(tǒng)。

本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的：

一種用于放熱反應的均相反應釜，包括釜體，所述釜體外設置夾套，所述夾套上設置加熱介質進口和加熱介質出口；所述釜體頂部安裝攪拌機構；所述釜體頂部設置有加料口、測溫接口和測壓接口，所述釜體側部上端設置有溢流口，所述釜體底部設置放料口，所述釜體內部設置移熱盤管，所述移熱盤管的進端和出端穿出釜體；所述釜體內壁設置若干折流板。

單個反應釜使用時，原料A、均相催化劑、溶劑及原料B均從反應釜加料口加入到反應釜中，啟動攪拌機構，攪拌機構及折流板加快物料混合，使反應體系均勻。導熱油、蒸汽、熔鹽等加熱介質由夾套的進口進入，并由出口流出，實現(xiàn)加熱循環(huán)，給反應體系加熱；移熱盤管內通入水、導熱油、乙二醇等移熱介質，移出反應熱，防止反應體系局部溫度過高。反應完成后，由放料口流出。反應過程中，通過測溫接口和測壓接口實時獲得反應體系的溫度和壓力參數(shù)。

為提高反應效率，實現(xiàn)反應體系連續(xù)進行，可采用多個反應釜串聯(lián)來實現(xiàn)。一種用于放熱反應的均相連續(xù)釜式反應系統(tǒng)，包括串聯(lián)的反應釜；前一反應釜的溢流口與后一反應釜的加料口連接，通過反應釜之間的壓差和/或者反應釜之間的高度差實現(xiàn)反應物料的穩(wěn)定連續(xù)流動。

根據(jù)具體反應特點，反應物料、催化劑、溶劑可分批分別加入到串聯(lián)的各個反應釜中，通過調控各種物料的加入方式、速率，控制各反應釜的反應速率、反應停留時間，使整個系統(tǒng)中各個反應釜均連續(xù)穩(wěn)定運行。

該串聯(lián)連續(xù)釜式反應系統(tǒng)可根據(jù)具體反應轉化及平衡特點采用2個以上的反應釜串聯(lián)，為節(jié)省成本、提高效率，一般反應釜串聯(lián)數(shù)量為3-5個。

該串聯(lián)反應釜系統(tǒng)的有益效果如下：

（1）、每個反應釜都有反應原料添加口，進入反應釜的物料快速混合通過側壁上端溢流口流出進入下一個反應釜中。

（2）、通過調節(jié)不同物料在各個串聯(lián)反應釜的加入方式及速度，控制物料在各個反應釜的停留時間及反應速度，以實現(xiàn)反應穩(wěn)定高效進行。

（3）、通過控制各個反應釜的物流加入，可以控制各反應釜中原料相對濃度，控制反應速率及反應的熱效應，保障反應穩(wěn)定進行。

（4）、在后續(xù)反應釜中繼續(xù)加入原料可以維持反應物濃度，加快反應速率、促進反應轉化率。

（5）、該連續(xù)反應系統(tǒng)達到穩(wěn)定后各個反應釜內的物流組成保持穩(wěn)定，串聯(lián)反應釜數(shù)量的確定可通過連續(xù)兩個反應釜的轉化率是否有明顯變化來確定。

本實用新型設計合理，通過反應釜的串聯(lián)方式可以實現(xiàn)均相放熱有機反應的連續(xù)穩(wěn)定進行，對提高設備效率、實現(xiàn)設備自動連續(xù)化運行具有重要的實踐意義。

附圖說明

圖1表示單獨的反應釜結構示意圖。

圖2表示反應釜串聯(lián)連續(xù)使用的結構示意圖。

圖中：1-釜體，2-夾套，3-攪拌機構，4-加料口，5-測溫接口，6-測壓接口，7-溢流口，8-放料口，9-移熱盤管，10-折流板，21-加熱介質進口，22-加熱介質出口。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型連續(xù)釜式反應系統(tǒng)進行詳細描述。

一種用于放熱反應的均相反應釜，包括反應釜釜體1、夾套2、移熱盤管9、反應釜頂部加料口4、側壁上端溢流口7、底部放料口8、推進槳式攪拌機構（系統(tǒng)）3、內部折流板10、測溫接口5、測壓接口6等。如圖1所示，釜體1外設置夾套2，所述夾套2上設置加熱介質進口21和加熱介質出口22；所述釜體1頂部安裝攪拌機構3；所述釜體1頂部設置有加料口4、測溫接口5和測壓接口6，所述釜體1側部上端設置有溢流口7，所述釜體1底部設置放料口8，所述釜體1內部設置移熱盤管9，所述移熱盤管9的進端和出端穿出釜體1，攪拌機構3的攪拌槳葉位于移熱盤管9中間；所述釜體1內壁設置若干折流板10。

反應釜釜體可根據(jù)具體反應原料化學性質采用不銹鋼、鈦合金、聚四氟襯底、搪瓷襯底等不同材質。反應釜頂部的加料口數(shù)量根據(jù)具體反應確定。夾套為反應釜加熱系統(tǒng)，可采用根據(jù)反應溫度采用導熱油、蒸汽、熔鹽等不同加熱循環(huán)體系。內置移熱盤管為移出反應熱，防止反應體系局部溫度過高，移熱介質可采用水、導熱油、乙二醇等。攪拌系統(tǒng)及折流板為了加快物料混合，使反應體系均勻。溢流口為反應釜直接的串聯(lián)連接口。

一種4臺反應釜串聯(lián)組成的連續(xù)有機合成反應生成系統(tǒng)，如圖2所示，生產線由4臺反應釜串聯(lián)而成，即前一反應釜釜體1通過側壁上端溢流口7與后一反應釜加料口4連接串聯(lián)而成。原料A、均相催化劑、溶劑及原料B均從起始反應釜進料口加入到起始反應釜中，起始反應釜物料加滿后從溢流口進入第二個反應釜；第二個反應釜進料口可補充加入催化劑和反應原料B，第二個反應釜物料加滿后從溢流口進入第三個反應釜；第三個反應釜加料口可補充加入催化劑和反應原料B，第三個反應釜物料加滿后從溢流口進入第四個反應釜；第四個反應釜加料口可補充加入催化劑和反應原料B，第四個反應釜物料加滿后從溢流口進入反應后處理系統(tǒng)。

反應釜采用蒸汽夾套加熱達到反應所需溫度，內部移熱盤管通入低溫導熱油移出反應熱量。通過分釜控制物料B及催化劑的加入可以避免反應物物料相對濃度過高致使反應放熱劇烈、反應溫度難以控制。

串聯(lián)反應釜之間物料從溢流口進入后續(xù)反應釜可以通過串聯(lián)反應釜之間的微小壓差和/或者是反應釜之間的高度差實現(xiàn)反應物料的穩(wěn)定連續(xù)流動。也就是說，后一反應釜的加料口高度等于或者低于前一反應釜的溢流口。

物流在各個反應釜的反應速率及反應停留時間可以通過控制補充催化劑、物料B的速度來控制，必要時可以通過補充溶劑量來調控反應停留。

根據(jù)化學反應計量比及原料價值，一般選擇價值較低的原料作為物料B，物料B在第一到第四個反應釜的加入量可依次增加，總量相對物料A過量，以盡量加快反應速率、提高物料A的總體轉化率。連續(xù)釜式反應裝置通過溢流口將一定數(shù)量的反應釜串聯(lián)使用，實現(xiàn)有機合成反應連續(xù)穩(wěn)定高效運行。

上述實施例僅是對本實用新型的說明，不構成對本實用新型的限制。考慮有機合成反應領域，參與反應的原料不限于兩種，均相催化劑及溶劑也不限于一種，原料的添加需根據(jù)具體反應特點確定。不同反應其平衡狀態(tài)不同，實際生產中所需達到的轉化率也不同，需根據(jù)實際反應特點確定串聯(lián)反應釜的數(shù)量。