一种反应釜的制作方法

1.本实用新型涉及化工搅拌技术设备技术领域，具体涉及一种反应釜。


背景技术：

2.在化工生产过程中，滴加反应是一种常见的生产方式，其是指至少两种原料在反应釜内混合反应，其中至少一种液体原料是以向反应釜中滴加的形式添加。
3.滴加反应大部分为放热反应，滴加反应中，如果反应体系传热不及时，局部超温很容易发生副反应甚至出现反应失控的现象。在传统的滴加反应装置中，反应液一般是直接输送进反应釜内，滴加液以滴加的形式加入反应釜内。但是这样容易造成滴加液分散不均匀、局部浓度过高，易导致副反应增多，影响产品质量。虽然也有专利提到增加喷淋装置，这从一定程度上解决了分散性能差的问题，但这种装置中部分滴加液会沿着反应釜内壁流下，造成分散效果减弱。
4.采用滴加反应是因为往往需要控制某种原料的浓度，浓度过高或局部过高会影响收率，所以采用滴加的方法将该浓度控制在一个合适的值。目前常用的滴加方式有：1、在反应釜的顶部设置滴加管向内部滴料，该种设备最简单，但因为是一股料进入反应体系，会造成局部浓度过高，所以这种方式仅适用于对局部浓度要求不高的场合；2、除了在反应釜的顶部设置滴加管以外，还设置循环部件连通滴加管与反应釜的底部，可使内部反应液与滴加液循环起来，但本质上滴加液还是以一股料的形式进入，对于快反应还是存在局部浓度过高的问题，虽然提高循环比能有所改善。
5.对于高混合要求的反应体系，比如对浓度、温度敏感的快反应体系，反应又生成气体或固体，用常规的反应装置已无法解决，单纯通过搅拌做不到将滴加料液细化均匀地混合。例如卡宾反应上，卡宾试剂对温度变化比较敏感，在将较低温度的卡宾试剂加入到较高温度的某反应物的过程中，为了提高反应效率，需要使两者尽可能的混合均匀，一方面，需要尽可能的降低卡宾试剂的液体粒径，另一方面，需要保证卡宾试剂在滴加过程中不会气化，但现有装置已经无法满足需要。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种反应釜，用于对局部浓度、温度敏感的反应体系。
7.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种反应釜，包括釜体、搅拌杆，所述的釜体上开设有进料口，所述的搅拌杆一端伸入至所述的釜体内并可绕自身轴线转动搅拌，所述的反应釜还包括布料单元、升降单元，
9.所述的布料单元包括布料管、雾化喷头，所述的布料管包括第一管段、第二管段，所述的第一管段一端形成加料口、另一端伸入至所述的釜体内，所述的第二管段位于所述的釜体内并与所述的第一管段连接并连通，所述的第一管段的延伸方向与所述的釜体的轴线方向一致，所述的第二管段的延伸方向与所述的第一管段的延伸方向垂直或接近垂直，所述的雾化喷头连接在所述的第二管段上；
10.所述的升降单元与所述的布料单元连接带动所述的布料单元在所述的第一管段的延伸方向上升降。
11.优选地，所述的升降单元包括齿条、齿轮以及驱动件，所述的齿条设置或形成在所述的第一管段上，所述的齿条的延伸方向与所述的第一管段的延伸方向一致，所述的齿轮位于所述的釜体的外部并与所述的齿条啮合，所述的升降驱动件与所述的齿轮传动连接并驱动所述的齿轮转动。
12.进一步优选地，所述的反应釜还包括支撑件，所述的支撑件的一端与所述的釜体固定连接，所述的支撑件的另一端套设在所述的第一管段上。
13.优选地，所述的升降单元还包括液面高度识别部件，所述的液面高度识别部件用于识别所述的釜体内的液面高度，所述的液面高度识别部件与所述的升降驱动件电连接或信号连接。
14.优选地，所述的升降单元包括浮块，所述的浮块位于所述的釜体内并与所述的布料管连接，在所述的釜体内，所述的浮块所在的位置低于所述的雾化喷头所在的位置。
15.进一步优选地，所述的升降单元还包括导向杆，所述的导向杆固定设置在所述的釜体内，所述的导向杆的延伸方向与所述的第一管段的延伸方向一致，所述的浮块穿设在所述的导向杆上并可沿所述的导向杆滑动。
16.更进一步优选地，所述的导向杆设置有多根，所述的浮块同时穿设在多根所述的导向杆上。
17.更进一步优选地，所述的浮块设置有多个，多个所述的浮块均匀分布在所述的第二管段的四周。
18.优选地，所述的第二管段为环形管或弧形管，所述的搅拌杆穿过所述的环形管或弧形管。
19.进一步优选地，所述的搅拌杆、环形管同轴设置。
20.优选地，所述的第二管段为直管，所述的直管的延伸方向位于所述的搅拌杆的一侧。
21.进一步优选地，所述的直管与所述的釜体的径向重合。
22.优选地，所述的雾化喷头设置有多个，多个所述的雾化喷头均匀分布在所述的第二管段上。
23.优选地，所述的反应釜还包括挡板，所述的挡板与所述的釜体的内壁连接，所述的挡板沿所述的釜体的轴向延伸。
24.优选地，所述的搅拌杆的轴线与所述的釜体的轴线重合；搅拌杆的一端连接有叶片，另一端连接有驱动其转动的搅拌驱动件。
25.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
26.本实用新型滴加料通过雾化喷头将滴加料液粉碎成细小雾滴与反应底料接触，并在搅拌作用下快速反应，液滴粉碎越小，局部浓度越低。因为雾滴细小，传热升温快，导致滴加料的变质，所以雾化喷头与液面的距离不能过高，采用升降单元，始终使喷头与液面保持在规定的距离。这样，通过雾化使滴加料的浓度被均匀分布到底料中，通过升降使雾滴不致受热变质，同时也避免了伞状的喷出的雾液因为距液面的距离过远而将液体喷射到釜壁上，形成壁流造成分布不均，再配合搅拌，使两者更好的混合均匀，提高反应速率与收率。
附图说明
27.附图1为实施例一中反应釜内部的轴向结构示意图；
28.附图2为实施例一中反应釜内部的径向结构示意图(方形的第一管段)；
29.附图3为实施例一中反应釜内部的径向结构示意图(圆形的第一管段)；
30.附图4为实施例二中反应釜内部的轴向结构示意图；
31.附图5为实施例二中反应釜内部的径向结构示意图；
32.附图6为实施例三中反应釜内部的轴向结构示意图；
33.附图7为实施例三中反应釜内部的径向结构示意图(直管倾斜设置)；
34.附图8为实施例三中反应釜内部的径向结构示意图(直管平行设置)。
35.以上附图中：1、釜体；11、进料口；12、高液面；13、低液面；21、搅拌杆；22、叶片；23、搅拌驱动件；31、布料管；311、第一管段；3111、密封结构；312、第二管段；3121、环形管；3122、直管；32、雾化喷头；321、喷射面；41、齿条；42、齿轮；5、支撑件；61、浮块；62、导向杆；7、挡板。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.本实用新型的反应釜适用于对局部浓度、温度敏感的体系，比如特定反应场合，cla的卡宾反应，但其它类似工况也同样适用。
40.实施例一：
41.如图1-3所示，一种反应釜，包括釜体1、搅拌杆21、布料单元以及升降单元。其中：
42.釜体1上开设有进料口11，通常开设于釜体1的上部或顶部，用于向釜体1内通入反应底料。
43.搅拌杆21通过搅拌使滴加料与反应底料混合均匀，搅拌杆21一端伸入至釜体1内并可绕自身轴线转动搅拌，搅拌杆21的轴线与釜体1的轴线重合；搅拌杆21的一端连接有叶片22，另一端连接有驱动其转动的搅拌驱动件23，搅拌驱动件23通常采用电机。
44.布料单元包括布料管31、雾化喷头32，通过布料单元向釜体1内通入滴加料与反应
底料进行反应。
45.在本实施例中：布料管31包括第一管段311、第二管段312。第一管段311一端形成加料口、另一端伸入至釜体1内，其第一管段311的加料口与进料软管连通以引入滴加料，具体地说，第一管段311的延伸方向与釜体1的轴线方向一致，便于对其升降的高度进行控制，第一管段311从釜体1的顶部伸入至釜体1内，并且第一管段311与釜体1之间设置有密封函或进料函等密封结构3111，该种密封结构3111既可以实现密封又可以允许第一管段311相对釜体1升降，此种密封结构3111属于常规结构，采用现有技术即可，在此不做过多赘述。第二管段312位于釜体1内并与第一管段311连接并连通，具体地说，第二管段312与第一管段311的另一端连接并连通，第二管段312与第一管段311的连接可以是焊接、法兰连接、螺纹连接等多种形式。第二管段312的延伸方向与第一管段311的延伸方向垂直或接近垂直，接近垂直可以理解为与垂直方向偏差小于10
°
等近似情况，使第二管段312可以与釜体1内的液面平齐或近似平齐。为避让搅拌杆21，第二管段312为环形管3121或弧形管(附图未示出)，搅拌杆21穿过环形管3121或弧形管。根据安装条件，环形管3121或弧形管可以一体设置或由多个弧段拼合而成。特别优选的是，搅拌杆21与环形管3121同轴设置。
46.雾化喷头32连接在第二管段312上，在压力作用下，滴加料通过雾化喷头32被粉碎成细液滴或雾滴，雾化喷头32将滴加料呈伞形喷射面321喷出，给予雾化的压力不同，得到雾滴的大小、流量也不同，具体根据反应实际需要进行设计。细液滴或雾滴被喷射到反应底料的液面上，配合搅拌，滴加料的浓度被均匀分布到反应底料中，使两者快速地混合均匀，提高反应速率与收率。雾化喷头32设置有多个，多个雾化喷头32均匀分布在第二管段312上，通过在第二管段312上开设喷淋口连接雾化喷头32，雾化喷头32的孔径根据滴加的流量选择。
47.釜体1内液面由于反应底料的初始量的不同与滴加料的不断添加，会使其高度出现变化，但釜体1内液面通常具有极限的高液面12和低液面13。升降单元与布料单元连接带动布料单元在第一管段311的延伸方向上升降，使得雾化喷头32与釜体1内的液面始终保持在规定距离范围内。因为雾化的细液滴容易被气相空间的温度加热而变质，雾化喷头32离釜体1内液面的距离越大，加热时间越长，越易变质，所以要求雾化喷头32离釜体1内液面的距离固定在一个规定值内，这要求雾化喷头32随着釜体1内液面的升高而升高、降低而降低；雾化喷头32的喷射面321是伞状，如果雾化喷头32离釜体1内液面的距离过远，会将液体喷射到釜体1的壁面上，形成壁流造成分布不均，这也要求雾化喷头32随着釜体1内液面的升高而升高、降低而降低；若将雾化喷头32埋在釜体1内液面下进行喷射，则雾化效果大打折扣。
48.升降单元包括齿条41、齿轮42以及升降驱动件(附图未示出)，齿条41设置或形成在第一管段311上，齿条41的延伸方向与第一管段311的延伸方向一致，齿轮42位于釜体1的外部并与齿条41啮合，升降驱动件与齿轮42传动连接并驱动齿轮42转动。升降驱动件采用调速电机，通过电机的正转或反转使齿条41作向上或向下移动。在本实施例中，齿条41形成在第一管段311上，第一管段311可视为空心的齿条41。反应釜还包括支撑件5，支撑件5位于釜体1内，支撑件5的一端与釜体1固定连接，支撑件5的另一端套设在第一管段311上，无论第一管段311为方形或圆形，支撑件5的另一端与其形状相匹配，将第一管段311套住避免第一管段311在升降时或搅拌杆21搅拌时产生晃动。
49.升降单元还包括液面高度识别部件(附图未示出)，液面高度识别部件用于识别釜体1内的液面高度，液面高度识别部件为本领域技术人员所熟知的常规装置，不作过多赘述。液面高度识别部件与升降驱动件电连接或信号连接，对于釜体1内液面高度识别后传输给升降驱动件，进而控制雾化喷头32与釜体1内液面的高度差。在本实施例中，液面高度识别部件采用液位计，通过液位变化信号控制齿轮42旋转速度。对于本实施例的升降控制，还可以根据滴加液的滴加流量，计算流入多少滴加液会升高多少液位，从而控制升降驱动件的正转、反转以及转速。
50.反应釜还包括挡板7，挡板7设置在釜体1内，挡板7与釜体1的内壁连接，并且挡板7沿釜体1的轴向延伸，挡板7与釜体1的内壁之间留有允许液体通过的间隙。挡板7一是增强混合效果，二是消除旋涡，达到减小液面小幅起伏的作用。在本实施例中，挡板7设置4块，并绕釜体1的轴向均匀分布在釜体1内部的四周。
51.实施例二：
52.如图4、5所示的一种反应釜，本实施例与实施例一基本相同，其不同之处在于升降单元的实现方式不同，具体结构如下：
53.升降单元包括浮块61、导向杆62。浮块61位于釜体1内并与布料管31连接，在釜体1内，浮块61所在的位置低于雾化喷头32所在的位置，使雾化喷头32避免沉于釜体1内液面下方。浮块61设置有多个，多个浮块61均匀分布在第二管段312的四周，该四周指的是绕釜体1的轴向进行周向分布。导向杆62固定设置在釜体1内，导向杆62的延伸方向与第一管段311的延伸方向一致，浮块61穿设在导向杆62上并可沿导向杆62滑动。具体地说，导向杆62在釜体1内与其底部、顶部或侧壁固定。浮块61沿导向杆62随釜体1内液面的高低变化进行浮动，浮块61与雾化喷头32的位置相固定，从而使得雾化喷头32恒定在釜体1内液面上的固定高度。导向杆62设置有多根，浮块61同时穿设在多根导向杆62上，增强浮块61与导向杆62之间的连接稳定性。
54.对于浮块61升降，无需控制，釜体1内液面与雾化喷头32之间有一个固定的距离。浮块61大小、材质取决于布料单元的重量，只要浮块61受到的浮力》布料单元和浮块61的重力和即可。在本实施例中，布料管31每米约重3.11kg，第一管段311的长度为2m，其重量约为6.22kg，第二管段312的环形直径为1.2m，其重量约为11.7kg，雾化喷头32总重量约为1kg，浮块61材质选304不锈钢，浮块61形状采用圆柱形(直径*高度的尺寸为0.25m*0.3m厚度大约为5mm)，其单个浮块61的自重约为1.3kg，但单个浮块61的浮力(即其排水量)约为14.7kg，在本实施例中，采用三个浮块61对布料单元进行升降控制，则其净浮力可以达到3*14.7-3*1.3-18.92＝21.3kg，完全可以将雾化喷头32托在釜体1内液面的上方。
55.实施例三：
56.如图6-8所示的一种反应釜，本实施例与实施例一基本相同，其不同之处在于第二管段的结构不同，具体结构如下：
57.第二管段312为直管3122，为避让搅拌杆21，直管3122位于搅拌杆21的一侧，第一管段311连接于直管3122的中部，雾化喷头32通常设置在直管3122的两端以及直管3122的中部(该中部可特别优选于第一管段311正对处)，根据雾化喷头32的安装要求，直管3122可以同第一管段311与釜体1的轴线两者所在平面之间相平行或倾斜安装，特别优选的是，直管3122同第一管段311与釜体1的轴线两者所在平面之间相平行，即直管3122的延伸方向与
釜体1的径向重合，可以使直管3122在釜体1的径向上覆盖面最大，在搅拌作用下可以使滴加液与釜体1内液面均匀接触。
58.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
59.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。