一种用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置的制作方法

1.本实用新型属于氯磺酸合成设备技术领域，具体涉及一种用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.氯磺酸是一种无色或淡黄色的液体，具有辛辣气味，在空气中发烟，是硫酸的一个-oh基团被氯取代后形成的化合物。主要用于有机化合物的磺化，用于制取磺胺类药物，也用于制造染料、农药、洗涤剂、离子交换树脂和塑料等。
4.目前，氯磺酸合成方法主要是采用三氧化硫气体与氯化氢气体在合成塔内进行液相合成，合成塔占地面积大，投资及维护费用较高。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
7.一种用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，包括喷射反应器和储罐，其中，所述喷射反应器包括相互连通的混合段和反应段，混合段自原料入口端至混合段出口端内径缩小；
8.混合段出口端与反应段入口端连通，反应段自反应段入口端至反应段出口端内径扩大；
9.反应段出口端与储罐连通。
10.在一些实施例中，所述混合段的原料入口端设置有液体三氧化硫进口和氯化氢进口，液体三氧化硫进口处设置有雾化喷头。
11.设置雾化喷头，可以将液体三氧化硫雾化成小液滴喷射进入喷射反应器的混合段，更有利于提高三氧化硫和氯化氢的混合效果。
12.进一步的，所述雾化喷头自进口端至出口端为扩径结构。
13.更进一步的，雾化喷头的进口端用于与液体三氧化硫进料管道连接，出口端设置有支撑架，液体三氧化硫进料管道上设置有调节阀。
14.雾化喷头通过设置支撑架进行安装定位，当支撑架设置于雾化喷头的出口端时，支撑架可以将雾化喷头的出口端的出口方向进行固定，使雾化后的三氧化硫流体沿设定方向进入喷射反应器的混合段，以保证三氧化硫与氯化氢的混合均匀程度。为了防止液体三氧化硫的泄露，进料管道与雾化喷头进口端的连接位置处设置密封圈。
15.再进一步的，所述支撑架包括安装环和支杆组件，所述安装环套于雾化喷头出口端的外侧设置，安装环上设置有安装孔；
16.支杆组件沿安装环的周向分布，且呈放射状设置。雾化喷头在安装环和支杆组件
的共同支撑作用下可以更好地保持稳定。
17.优选的，所述支杆组件的支杆数量为2-5个。
18.再进一步的，所述安装环与雾化喷头出口端之间可拆卸连接。
19.进一步的，三氧化硫的进口方向与氯化氢的进口方向垂直。当两者的进口方向垂直设置时，喷入的两股气流更容易产生扰动，进而有利于两者的混匀。
20.在一些实施例中，所述储罐的顶部设置有尾气出口。
21.进一步的，所述尾气出口远离反应段出口端设置。
22.进入储罐的未反应的混合气体可以从尾气出口流出，设置尾气出口可以将气体及时导出，降低储罐内的气压，进而保证反应流体顺利进入储罐内。排放的尾气可以采用管道输送至尾气处理装置进行处理。
23.上述本实用新型的一个或多个实施例取得的有益效果如下：
24.在实际生产中，操作人员可以控制液体三氧化硫进口调节阀开度，控制液体三氧化硫雾化效果。
25.为了提高液体三氧化硫与氯化氢的反应速率，需要提高液体三氧化硫和氯化氢气体的混合均匀程度。在空间较大的区域喷入液体三氧化硫和氯化氢气体，可以实现两者的初步混合。两者初步混合后，经过缩径段的加速，喷射进入反应段的过程中，可以进一步提高三氧化硫液滴和氯化氢气体的混合均匀程度。当三氧化硫和氯化氢混合均匀后，更有利于提高两者的反应速率。采用该种装置使液体三氧化硫和氯化氢气体反应制备氯磺酸时，可以有效节省反应器的体积，进而减少其占地面积。设备的投资小，后期维护费用显著降低。
附图说明
26.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
27.图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置的整体结构示意图；
28.图2是本实用新型根据一个或多个实施方式的雾化喷头的结构示意图。
29.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
30.其中，1-氯化氢管道，2-氯化氢进口，3-液体三氧化硫进口，4-喷射反应器，5-尾气出口，6-储罐，7-喷头本体，8-支撑架，9-调节阀。
具体实施方式
31.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
32.如图1所示，一种用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，包括喷射反应器4和储罐6，其中，所述喷射反应器4包括相互连通的混合段和反应段，混合段自原料入口端至混合段出口端内径缩小；混合段出口端与反应段入口端连通，反应段自反应段入口端至反应段出
口端内径扩大；反应段出口端与储罐6连通。
33.储罐6的顶部设置有尾气出口，尾气出口远离反应段出口端设置。
34.喷射反应器的混合段的原料入口端设置有液体三氧化硫进口3和氯化氢进口2，氯化氢进口2与氯化氢管道1连接，液体三氧化硫进口处设置有雾化喷头。如图2所示，雾化喷头自进口端至出口端为扩径结构。喷头本体7的进口端用于与液体三氧化硫进料管道连接，出口端设置有支撑架8。支撑架8包括安装环，还可以设置支杆组件，安装环套于雾化喷头本体7出口端的外侧设置，安装环上设置有安装孔，可以通过螺栓进行安装固定；支杆组件沿安装环的周向分布，且呈放射状设置。支杆数量为3个，形成三角支撑架结构。安装环与雾化喷头本体出口端之间可拆卸连接。喷射反应器的混合段和反应段之间采用法兰形式进行连接，可进行自由拆卸。
35.液体三氧化硫的进口方向与氯化氢的进口方向垂直。当两者的进口方向垂直设置时，喷入的两股气流更容易产生扰动，进而有利于两者的混匀。氯化氢气体进口设有孔板式气体分布器。
36.所述喷射反应器缩径段及扩径段进行搪铅衬里。氯磺酸储罐316l钢材并衬耐酸砖制作。
37.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，其特征在于：包括喷射反应器和储罐，其中，所述喷射反应器包括相互连通的混合段和反应段，混合段自原料入口端至混合段出口端内径缩小；混合段出口端与反应段入口端连通，反应段自反应段入口端至反应段出口端内径扩大；反应段出口端与储罐连通。2.根据权利要求1所述的用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，其特征在于：所述混合段的原料入口端设置有液体三氧化硫进口和氯化氢进口，液体三氧化硫进口处设置有雾化喷头。3.根据权利要求2所述的用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，其特征在于：所述雾化喷头自进口端至出口端为扩径结构。4.根据权利要求3所述的用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，其特征在于：雾化喷头的进口端用于与液体三氧化硫进料管道连接，出口端设置有支撑架，液体三氧化硫进料管道上设置有调节阀。5.根据权利要求4所述的用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，其特征在于：所述支撑架包括安装环和支杆组件，所述安装环套于雾化喷头出口端的外侧设置，安装环上设置有安装孔；支杆组件沿安装环的周向分布，且呈放射状设置。6.根据权利要求5所述的用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，其特征在于：所述支杆组件的支杆数量为2-5个。7.根据权利要求6所述的用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，其特征在于：所述安装环与雾化喷头出口端之间可拆卸连接。8.根据权利要求2所述的用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，其特征在于：三氧化硫的进口方向与氯化氢的进口方向垂直。9.根据权利要求1所述的用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，其特征在于：所述储罐的顶部设置有尾气出口。10.根据权利要求9所述的用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，其特征在于：所述尾气出口远离反应段出口端设置。

技术总结
本实用新型公开了一种用于液体三氧化硫合成氯磺酸的装置，包括喷射反应器和储罐，其中，所述喷射反应器包括相互连通的混合段和反应段，混合段自原料入口端至混合段出口端内径缩小；混合段出口端与反应段入口端连通，反应段自反应段入口端至反应段出口端内径扩大；反应段出口端与储罐连通。采用该种装置使液体三氧化硫和氯化氢气体反应制备氯磺酸时，可以有效节省反应器的体积，进而减少其占地面积。设备的投资小，后期维护费用显著降低。后期维护费用显著降低。后期维护费用显著降低。


技术研发人员：王存申 王德民 张景堂 宋春燕 王伟红
受保护的技术使用者：聊城鲁西甲胺化工有限公司
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/3/22