用于生成丙烯酸丁酯的反应系统的制作方法

1.本实用新型属于丙烯酸丁酯生产领域，具体涉及用于生成丙烯酸丁酯的反应系统。


背景技术：

2.一种常见的丙烯酸丁酯装置其酯化反应器分为第一反应器和第二反应器，是一种以甲基磺酸为催化剂，丙烯酸及丁醇在催化剂的作用下生成丙烯酸丁酯的生产工艺。在生产过程中，由于物料特性及设备原因，物料在第一反应器一区内流速差异较大，流速最低处小于0.2m/s，物料在低流速区容易粘附在反应器内壁表面，在这些位置聚合并造成垢下腐蚀。一旦发生聚合及腐蚀，会对生产造成严重影响，装置被迫停车。腐蚀也会导致物料泄漏，一旦物料泄漏，会造成严重人身伤害及环境污染事故。
3.因反应物料中含硫酸、对甲基苯磺酸、甲基磺酸等高强酸，在易发生酸富集的酸浓缩部位，极易发生强酸腐蚀。目前行业里通用做法是升级反应系统材质来解决腐蚀问题，一般反应器筒体选择316l，内部盘管选择钛材，但反应器内物料流速慢，腐蚀依然存在，升级材质只能延长反应器使用寿命，并不能从根本上解决腐蚀问题。聚合问题行业内也是通过清理喷淋来防止，但也不能从根本上抑制其发生，当聚合发生后，会严重影响装置整体运行，过滤器每5分钟会清理一次，增加了人员的劳动强度及安全风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种用于生成丙烯酸丁酯的反应系统，能够有效防止反应器腐蚀和丙烯酸丁酯聚合。
5.为实现本实用新型的目的，采用以下的技术方案：
6.一种用于生成丙烯酸丁酯的反应系统，包括依次串联的第一反应器和第二反应器；
7.所述第一反应器包括第一筒体和相对设置于所述第一筒体两端的第一前封头和第一后封头；所述第一反应器的中部设置有第一挡板，用于将所述第一反应器自所述第一前封头至所述第一后封头依次分隔为相连通的第一反应器一区和第一反应器二区；
8.所述第二反应器包括第二筒体和相对设置于所述第二筒体两端的第二前封头和第二后封头；所述第二反应器的中部设置有第二挡板，用于将所述第二反应器自所述第二前封头至所述第二后封头依次分隔为相连通的第二反应器一区和第二反应器二区；
9.所述第一反应器在位于所述第一反应器一区内竖直设置有搅拌器，所述搅拌器可转动地固定于所述第一反应器的顶部，用于对所述第一反应器一区内的料液进行搅拌；
10.所述第一反应器和/或所述第二反应器内，所述第一前封头、所述第一后封头、所述第二前封头和所述第二后封头中的至少1个位置处设置有喷淋单元，用于对相应封头处的气相进行喷淋。
11.优选地，所述搅拌器固定于所述第一反应器中所述第一反应器一区的顶部中间位
置。
12.优选地，所述第一反应器在位于所述第一反应器一区内还设置有扰流块，所述扰流块贴合设置于所述第一反应器的内壁上和/或所述第一挡板上。
13.优选地，所述扰流块在过所述搅拌器中搅拌轴的竖直平面上，贴合设置于所述第一反应器的内壁上和/或所述第一挡板上。
14.优选地，所述扰流块有2
‑
4块，且绕所述搅拌轴分散设置于所述第一反应器一区内。
15.优选地，所述喷淋单元包括至少1个喷淋组件，所述喷淋组件包括喷淋管线和至少1个喷嘴，所述喷淋管线的第一端自所述第一反应器/所述第二反应器的底部连接至其内的料液，第二端自其顶部连接至其内上部的气相空间；所述喷嘴连接至所述喷淋管线的第二端。
16.优选地，所述喷淋单元中，所述喷淋组件有2个，且对称设置于所述第一反应器/所述第二反应器的顶部两侧。
17.优选地，所述喷淋组件中，所述喷嘴至少有2个，且至少2个所述喷嘴并联设置。
18.优选地，所述喷嘴在沿所述第一反应器/所述第二反应器长度方向的竖直平面内向上倾斜设置。
19.优选地，所述喷嘴向上倾斜的倾斜角度为30
‑
60
°
。
20.本实用新型的有益效果在于：
21.本实用新型的用于生成丙烯酸丁酯的反应系统，能够解决因物料混合不均造成的反应器腐蚀问题，以及因喷淋不足造成的丙烯酸丁酯聚合问题。
附图说明
22.图1为本实用新型的用于生成丙烯酸丁酯的反应系统含第一反应器和第二反应器部分在一种实施方式中的结构示意图；其中，方形代表喷嘴的喷口为孔状喷口，三角形代表喷嘴的喷口为缝状喷口；
23.图2为图1所示反应系统中第一反应器的第一反应器一区的左侧透视图。
具体实施方式
24.以下结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本实用新型的内容，实用新型并不仅限于下述实施方式或实施例。应用本实用新型的构思对本实用新型进行的简单改变都在本实用新型要求保护的范围内。
25.如图1
‑
2所示，本实用新型提供一种用于生成丙烯酸丁酯的反应系统，所述反应系统包括依次串联的第一反应器1和第二反应器2；
26.所述第一反应器1包括第一筒体和相对设置于所述第一筒体两端的第一前封头和第一后封头；所述第一反应器1的中部设置有第一挡板11，用于将所述第一反应器1自所述第一前封头至所述第一后封头依次分隔为相连通的第一反应器一区和第一反应器二区；
27.所述第二反应器2包括第二筒体和相对设置于所述第二筒体两端的第二前封头和第二后封头；所述第二反应器2的中部设置有第二挡板21，用于将所述第二反应器2自所述
第二前封头至所述第二后封头依次分隔为相连通的第二反应器一区和第二反应器二区；
28.所述第一反应器1在位于所述第一反应器一区内竖直设置有搅拌器3，所述搅拌器3可转动地固定于所述第一反应器1的顶部，用于对所述第一反应器一区内的料液进行搅拌；
29.所述第一反应器1和/或所述第二反应器2内，所述第一前封头、所述第一后封头、所述第二前封头和所述第二后封头中的至少1个位置处设置有喷淋单元，用于对相应封头处的气相进行喷淋。
30.本领域技术人员理解，第一反应器内，第一挡板的顶部与筒体壁顶部之间形成用于第一反应器一区和第一反应器二区相连通的溢流通道；第二反应器内，第二挡板的顶部与筒体壁顶部之间形成用于第二反应器一区和第二反应器二区相连通的溢流通道。
31.本领域技术人员理解，所述第一反应器二区、所述第二反应器一区和所述第二反应器二区内分别设置有第二搅拌器，用于对这三区内的料液分别进行搅拌以使其混合均匀。
32.本领域技术人员理解，搅拌器是通过联动电机可转动地固定于所述第一反应器1的顶部。
33.本领域技术人员理解，所述第一反应器一区、所述第一反应器二区、所述第二反应器一区和所述第二反应器二区内分别设置有第二喷淋单元，用于对这四区内筒体所对应的气相进行喷淋。
34.本实用新型的用于生成丙烯酸丁酯的反应系统，通过在第一反应器一区内竖直设置搅拌器，使得其内腐蚀性介质混合均匀，从而避免其内因腐蚀性介质混合不均而富集导致的反应器腐蚀问题；通过在两个反应器的前后封头处分别设置喷淋单元，能够对两个反应器内前后封头处的气相进行喷淋，避免前后封头气相处因喷淋不足导致的物料聚合问题，从而彻底解决反应器腐蚀和丙烯酸丁酯聚合的问题。
35.在一种实施方式中，所述搅拌器3固定于所述第一反应器1中所述第一反应器一区的顶部中间位置，以对所述第一反应器一区内的浆料(介质)进行充分搅拌，增强搅拌效果，防止介质混合不均。
36.在一种实施方式中，所述搅拌器3为变频搅拌器，用于调节转速。
37.在一种实施方式中，所述搅拌器3的搅拌轴上设置有2
‑
4个浆叶，用于对浆料进行充分搅拌。
38.在一种实施方式中，所述第一反应器二区、所述第二反应器一区和所述第二反应器二区内的第二搅拌器分别设置于各区的顶部中间位置。在一种实施方式中，所述第二搅拌器为变频搅拌器，用于调节转速。在一种实施方式中，所述第二搅拌器的第二搅拌轴上设置有2
‑
4个浆叶，用于对浆料进行充分搅拌。
39.在一种实施方式中，所述第一反应器1在位于所述第一反应器一区内还设置有扰流块4，所述扰流块4贴合设置于所述第一反应器1的内壁上和/或所述第一挡板11上，以增强搅拌效果。
40.在一种实施方式中，所述扰流块4在过所述搅拌器3中搅拌轴的竖直平面上，贴合设置于所述第一反应器1的内壁上和/或所述第一挡板11上，以增强搅拌效果。
41.在一种实施方式中，所述扰流块4有2
‑
4块，且绕所述搅拌轴分散设置于所述第一
反应器一区内，以增强搅拌效果。
42.在一种实施方式中，所述扰流块4包括第一扰流块，所述第一扰流块为与所述第一前封头相配合的弧形块，且其在过所述搅拌轴的竖直平面上沿其外弧面贴合设置于所述第一前封头处，以增强搅拌效果。
43.在一种实施方式中，所述扰流块包括第二扰流块，所述第二扰流块在过所述搅拌轴的竖直平面上贴合设置于所述第一挡板上，以增强搅拌效果。
44.在一种实施方式中，所述扰流块还包括第三扰流块，所述第三扰流块为与所述第一筒体相配合的弧形块，且其在过所述搅拌轴的竖直平面上沿其外弧面贴合设置于第一筒体的内壁上，以增强搅拌效果。
45.在一种实施方式中，所述第三扰流块有2个，且对称设置于所述第一筒体的内壁上，以增强搅拌效果。
46.在一种实施方式中，所述喷淋单元包括至少1个喷淋组件，所述喷淋组件包括喷淋管线5和至少1个喷嘴6，所述喷淋管线5的第一端自所述第一反应器1/所述第二反应器2的底部连接至其内的料液，第二端自其顶部连接至其内上部的气相空间；所述喷嘴6连接至所述喷淋管线5的第二端。即，在所述第一反应器1内，所述喷淋管线5的第一端自所述第一反应器1的底部连接至其内的料液，第二端自其顶部连接至其内上部的气相空间；在所述第二反应器2内，所述喷淋管线5的第一端自所述第二反应器2的底部连接至其内的料液，第二端自其顶部连接至其内上部的气相空间。
47.喷淋单元的设置，能够对两反应器的前后封头处的气相进行喷淋，避免前后封头气相处因喷淋不足导致的物料聚合问题。
48.在一种实施方式中，所述喷淋单元中，所述喷淋组件有2个，且对称设置于所述第一反应器1/所述第二反应器2的顶部两侧。即，在所述第一反应器1内，所述喷淋组件有2个，且对称设置于所述第一反应器1的顶部两侧；在所述第二反应器2内，所述喷淋组件有2个，且对称设置于所述第二反应器2的顶部两侧。这种设置，能够对两反应器的前后封头处的气相进行完全喷淋，避免前后封头气相处因喷淋不足导致的物料聚合问题。本领域技术人员理解，“所述第一反应器1/所述第二反应器2的顶部两侧”是指所述第一反应器1/所述第二反应器2的顶部在横向方向上的两侧。
49.在一种实施方式中，所述喷淋组件中，所述喷嘴6至少有2个，且至少2个所述喷嘴6并联设置，从而可以将其中1个所述喷嘴作为使用喷嘴，剩余的作为备用喷嘴，以当正在使用的喷嘴出现堵塞或其他故障时，不会中断或影响对两反应器前后封头处气相的喷淋，从而进一步避免两反应器前后封头气相处因喷淋不足导致的物料聚合问题。
50.在一种实施方式中，所述喷嘴6在沿所述第一反应器1/所述第二反应器2长度方向的竖直平面内向上倾斜设置，用于对两反应器的前后封头处的气相进行喷淋。
51.在一种实施方式中，所述喷嘴6向上倾斜的倾斜角度为30
‑
60
°
，比如35
°
、40
°
、45
°
、50
°
和55
°
，用于对两反应器的前后封头处的气相进行较完全的喷淋。
52.在一种实施方式中，所述喷嘴6的喷口为缝状喷口。
53.本领域技术人员理解，喷嘴的喷口为缝状喷口，其喷淋为扇形喷淋。
54.在一种实施方式中，所述第二喷淋单元包括至少1个第二喷淋组件，所述第二喷淋组件包括第二喷淋管线和第二喷嘴，所述第二喷淋管线的第一端自各区所在反应器的底部
插入料液，第二端自各区所在反应器的顶部插入各区筒体所对应的气相空间，所述第二喷嘴设置于所述第二喷淋管线的第二端。
55.在一种实施方式中，所述第二喷淋组件中，所述第二喷嘴至少有2个(比如3、4、5、6个)，且至少2个所述第二喷嘴并联设置。
56.在一种实施方式中，所述第二喷淋单元中，所述第二喷淋组件至少有2个，且沿所述第一反应器1/所述第二反应器2长度方向依次设置。
57.在一种实施方式中，所述第二喷嘴为缝状喷口或孔状喷口。
58.本领域技术人员理解，人孔处第二喷嘴的喷口一般为孔状喷口，其喷淋为圆锥形喷淋；其他位置第二喷嘴的喷口为缝状喷口，其喷淋为扇形喷淋。
59.如图1
‑
2所示，在一种实施方式中，本实用新型反应系统的运行过程如下：
60.反应物料进入所述第一反应器1中，且首先进入所述第一反应器一区，经所述第一挡板11上部溢流至所述第一反应器二区，然后再经管线溢流至所述第二反应器2中，且先进入所述第二反应器一区，经所述第二挡板21上部溢流至所述第二反应器二区；期间，各区内物料经其内搅拌器/第二搅拌器搅拌以混合均匀，防止物料混合不均而造成反应器腐蚀；各区内筒体处的气相经所述第二喷淋单元喷淋，各区内封头处的气相经所述喷淋单元喷淋，以防止丙烯酸丁酯聚合。
61.本实用新型的用于生成丙烯酸丁酯的反应系统，结构简单、使用方便，能够彻底解决因物料混合不均造成的反应器腐蚀问题和因喷淋不足造成的丙烯酸丁酯聚合问题。