[发明专利]一种硝基甲烷合成反应塔

说明书

（一）技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种硝基甲烷合成反应塔。

（二）背景技术

反应塔是化工生产中常见的用于将两种或两种以上的物料在一定压力、一定温度下发生反应的装置，常用于气体和液体逆流接触反应。一般情况下，物料进入塔内后，在蒸汽或其它外部供热（或降温）的条件下，使物料之间由于物料的特性而发生化学反应。化工生产中常见的反应塔大部分是采用液体物料从塔顶（塔侧）进入，气体物料从塔底侧面进入，最终生成的产品从塔底部采出，并利用塔内部设置的热交换器采用外部动力对反应所需要的热量进行强制循环的措施，从而保证反应所需要的温度和压力。现有的反应塔只能满足一般物料简单的气液接触反应，而硝基甲烷的合成过程是两种液体物料之间的反应，而液体物料反应时又有气体副产物产生，同时硝基甲烷的合成反应又是一个不稳定、对温度、压力等反应条件要求很高的一个硝化反应，原料亚硝酸钠和硫酸二甲酯反应剧烈，放热很快，对合成反应塔的要求也很高，因此一般的反应塔不能满足硝基甲烷合成反应的需要。

现有的硝基甲烷的合成过程一般是采用搪玻璃反应釜进行，为了保证充分反应，因此需要相当长的时间让原料充分反应，这就使生产过程造成了间断，且反应还是会不完全、不均匀，反应速度慢，反应效率低，此外硝基甲烷的合成过程会产生大量的热量，而搪玻璃反应釜自身的特性要求釜内的温度不能过高，因此需要持续的外部夹套降温和搅拌混合来保证釜内的温度，能耗高，给生产工作带来了不便。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构合理、操作简单、能连续生产、使合成反应充分均匀、反应速度快、生产效率高、节能降耗的硝基甲烷合成反应塔。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种硝基甲烷合成反应塔，包括塔体，在塔体的顶部和底部分别设有顶部出气口和物料出口，在塔体内通过从上到下依次设置的第一塔板、第二塔板、第三塔板和第四塔板将塔体内部从上到下依次分隔为第一塔腔、第二塔腔、第三塔腔、第四塔腔和第五塔腔，第一塔板为筛孔塔板，在第一塔板上表面上设有填料层，第二塔板、第三塔板和第四塔板为密封塔板，在第二塔腔和第三塔腔的侧壁上均设有一第一物料进料口和第二物料进料口，第二塔腔和第三塔腔侧壁上的第一物料进料口与第二物料进料口分别通过管道与设于第二塔腔和第三塔腔底部中间位置的一液体分布器相连通，第二塔腔和第三塔腔侧壁上的第一物料进料口和第二物料进料口分别通过各自管道与其对应的物料源相连通，在第二塔腔与第三塔腔、第三塔腔与第四塔腔、第四塔腔与第五塔腔之间分别设有一连通上、下两塔腔的溢流筒和气体通道，在溢流筒的上端与下端分别设有一进液口和出液口，每一溢流筒的出液口位置均高于下一溢流筒的进液口位置；在第二塔腔、第三塔腔和第四塔腔的侧壁上均设有一组上下设置的循环液进口和循环液出口，每一组中的循环液出口均通过管道依次经循环泵、第一冷凝器和与其配合的循环液进口相连通，每一气体通道的上端气体出口位置均高于该层塔腔的循环液进口的位置，下端气体进口均位于所处塔腔的顶部，每一溢流筒的进液口位置均高于该层塔腔的循环液出口的位置；物料出口通过管道经物料泵与一三通管的进口端连通，三通管的一出口端通过管道与外部的分离系统相连通，另一出口端通过管道经第二冷凝器与填料层上方的第一塔腔内部相连通。

所述气体通道包括一气体导流管，在气体导流管的上方设有一圆锥形导流帽，圆锥形导流帽的内壁通过若干根支杆与气体导流管的顶部固连。

本发明硝基甲烷合成反应塔的有益效果是：将搪玻璃反应釜改为合成反应塔进行合成反应，把间断操作改为连续化操作，采用两段进料，两段同时发生化学反应，提高了塔的产能及效率；延长了反应行程及反应时间，提高了反应得率；采用分段设计，而段与段之间通过溢流筒和气体通道连通，使气体和液体各走各的通道，使每一段都不发生气液接触吸收，让液体物料在塔体内均匀反应，同时使液体物料和产生的气体物料在塔体内不直接接触，很好地解决了塔内反应压力的问题，使生产过程的安全性得到了有效保障；把原先的夹套降温和搅拌混合改为外部强制循环降温和混合，使反应温度更易控制和稳定，使反应更充分、完全、均匀；在第一塔板上表面上设置填料层并在塔体顶部侧面增加了物料回流，使合成反应塔具有了精馏塔功能，解决了部分硝基甲烷气体随尾气跑掉的问题，减少了浪费，提高了合成得率，降低了消耗和成本，使合成反应更易操作，生产中的各项指标更加稳定，整个生产更加封闭、连续，大大降低了安全和环保的风险。

（四）附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。