[实用新型]塔式反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反应装置，具体是涉及一种塔式反应装置。

背景技术

塔式反应器根据结构不同分为鼓泡塔反应器、填料塔反应器、板式塔反应器和喷淋塔反应器等。鼓泡塔反应器主要用于各种有机化合物的氧化反应、各种石蜡和芳烃的氯化反应、各种生物化学反应、污水处理曝气氧化和氨水碳化生成固体碳酸氢铵等反应，具有反应良好、结构简单、容易清理和操作稳定等优点。填料塔反应器是广泛应用于气体吸收的设备，也可用作气、液相反应器，由于液体沿填料表面下流，在填料表面形成液膜而与气相接触进行反应，故液相主体量较少。适用于瞬间反应、快速和中速反应过程。板式塔反应器的液体是连续相而气体是分散相，借助于气相通过塔板分散成小气泡而与板上液体相接触进行化学反应。板式塔反应器适用于快速及中速反应。喷淋塔反应器结构较为简单，液体以细小液滴的方式分散于气体中，气体为连续相，液体为分散相，具有相接触面积大和气相压降小等优点。适用于瞬间、界面和快速反应，也适用于生成固体的反应。

然而工业生产过程中，对于一些特殊的反应，例如对于一些产物与原料能继续反应生成副产物的反应过程，利用传统的反应器进行反应时，得到的产物中副产物较多，产品收率非常低很难满足工业要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种结构简单的塔式反应装置，利用该装置时，反应速度快，目标产物的收率较高，且不易生成副产物，可用于多种化工原料的合成，实用性强。

一种塔式反应装置，包括反应器、以及塔底带有再沸器的精馏塔，所述再沸器和反应器侧壁分别带有原料进口，所述再沸器底部设有产品出口；所述反应器顶部通过管路与所述精馏塔的塔顶出料口连通，所述反应器底部通过管路与所述再沸器的内腔连通。

为便于再沸器热源的布置，作为优选，所述再沸器内设有给料液供热的列管式换热器。通过列管式换热器将再沸器内的物料加热至沸腾状态，沸腾的气体上升至精馏塔中，实现多组分的分离。

为提高物料的反应效率，作为优选，所述反应器为塔式反应器，其原料进口设置在塔式反应器的中部。物料在塔式反应器内相互接触，进行反应。所述的塔式反应器可选择鼓泡塔反应器、填料塔反应器、板式塔反应器或喷淋塔反应器等。

为便于精馏得到的纯组分的分流，同时便于塔顶物料的冷凝，所述精馏塔顶部设有冷凝器，经过冷凝器冷凝的物料一部分分流出来作为原料在反应器中进行反应，另外一部分作为回流液回流至精馏塔内，维持精馏塔内物料平衡。

为根据需要控制反应时间和物料流量，作为优选，所述反应器底部与所述再沸器之间的管路上设有第一控制阀。所述再沸器的原料进口通过管路与供料装置相连，该管路上设有第二控制阀。所述的精馏塔可选择填料塔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型采用精馏塔与反应器联合作业，提高了反应体系的反应速度和目标产物的收率，有效避免了副产物的生成，特别适用于产物能继续与原料反应生成副产物的反应体系。

附图说明

图1为本实用新型的塔式反应装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种塔式反应装置，包括反应器1、以及塔底带有再沸器3、塔顶带冷凝器5的精馏塔2，再沸器3和反应器1侧壁分别带有原料进口3b和原料进口1a，再沸器3底部设有产品出口3a；反应器1顶部通过管路与精馏塔2的塔顶出料口2a连通，反应器1底部的物料出口1c通过管路与再沸器3的内腔连通。

再沸器3内设有给料液供热的列管式换热器4。再沸器3顶部设有原料进口3b。反应器1为塔式反应器，原料进口1a设置在该塔式反应器的中部。反应器1顶部设有物料进口1b，底部设有物料出口1c。反应器1底部的物料出口1c与再沸器3的物料进口3c之间的管路上设有第一控制阀6。再沸器3的原料进口通过管路与供料装置相连，该管路上设有第二控制阀7。精馏塔2顶部设有冷凝器5，经冷凝器5冷凝的物料一部分从塔顶出料口2a进入反应器1中。精馏塔2为填料塔。

以生产羟乙基哌嗪为例说明本实施方式中的塔式反应装置的反应过程：

羟乙基哌嗪由环氧乙烷和哌嗪反应制得，使用本实施方式的反应装置时，哌嗪原料通过原料进口3b进入再沸器3中，原料环氧乙烷通过原料进口1a进入反应器1中，在反应器1中环氧乙烷与精馏出来的哌嗪反应，反应液回流至再沸器3中，再沸器中的液体经精馏塔后分离的羟乙基哌嗪由再沸器底部的产品出口3a排出，精馏塔分离的哌嗪进入反应器1中进行反应。