[发明专利]顺-反螺纹管道与压凸管道交替的连续流反应器

说明书

顺‑反螺纹管道与压凸管道交替的连续流反应器，具有原有管式反应器的壳体、反应管道、原料进口和反应产物出口，其特征在于，它的反应管道由顺式螺纹管、反式螺纹管、压凸管不断交替连接而成，反应管的两端分别与原料进口、反应产物出口相连接；反应管通过盘旋排布或曲折排布的方式放置于反应器壳体之内，壳体上设置热/冷媒体的进出口，为反应管加热或制冷，并保持反应管温度恒定。本反应器优点是：①有更大换热面积和形成强湍流的条件，使反应物的传热、传质更充分、更精准；②螺纹管较内置静态混合器的反应管更易加工，成本更低；③有压力降小、不阻塞的优点，这使反应管可串联成长管，获得更长反应时间，扩展适用范围。适用于单相或多相反应。

技术领域

本发明涉及化学反应装置，具体来说，涉及连续流管道化学反应器。

背景技术

反应器 (reactor)是实现反应过程的设备，广泛应用于化工、炼油、冶金、轻工等工业部门。管道化学反应器，简称管式反应器，是指一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。管式反应器返混小，因而容积效率（单位容积生产能力）高，对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。上世纪70-80年代就出现了用于化学过程的管式反应器，随着工艺技术的不断提高，人们不断追求反应速度和效率的提高，这就需要更好的化学反应器。

科技人员不断研制出各种各样的管式反应器，近年来申请中国专利的有：2010800351281号《多级多管壳管式反应器》、2011100620119号《内置弹簧的管式反应器》、201210116520X号《具有射流冲击热传递的管式反应器》、2013101874751号《透明管式反应器》、2014100126438号《一种新型管式反应器》、2016103884874号《一种高效螺旋管式反应器》、2017206694782号《一种双向螺纹反应管及具有双向螺纹反应管的反应器》、2017104432826号《一种超声高振荡气流管式反应器》、201810101554.9号《快速拆装的连续流通道管道化学反应器》等。这些技术虽然都将化学反应控制在管式反应器内进行，但许多管式反应器都有反应物料流动的雷诺数不高、湍流效果差的缺陷，造成物料混合的传质与传热效率低，反应速度不理想。

发明内容

本发明旨在提供一种顺-反螺纹管道与压凸管道交替的连续流反应器，以提高反应物料流动的雷诺数，增强湍流效果，从而提高传质传热效率，实现化工过程高质量、高速度的生产。

发明人提供的顺-反交替的螺纹管道连续流反应器，具有原有管式反应器的壳体、反应管道、原料进口和反应产物出口，其特点是，它的反应管道由顺式螺纹管、反式螺纹管、压凸管不断交替连接而成，反应管的两端分别与原料进口、反应产物出口相连接；反应管通过盘旋排布或曲折排布的方式放置于反应器壳体之内，壳体上设置热/冷媒体的进口和出口，为反应管加热或制冷，并保持反应管温度恒定。

上述反应管的螺旋管用无缝的不锈钢管、合金钢管、工业陶瓷管、玻璃管、工程塑料管、聚四氟塑料中的一种制成，管壁能够承受的温度范围是-100℃～400℃;能够承受的最大压力为50MPa。

上述顺式螺纹管和反式螺纹管是将直管通过旋扭的正向或反向扭曲或压制成的；上述压凸管是在直管上压出若干向内凸突制成的。

上述原料进口为一个或多个；每个进口前端安装有流量计、单向控制阀、压力表，以控制物料流量。

上述反应产物出口为一个，其上安装有背压阀门，用以控制反应管内的压力。

上述反应器壳体是圆柱体或立方体。