[发明专利]一种非均相反应器

说明书

本发明涉及一种非均相反应器，包括壳体、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道，壳体呈筒形，内部形成有圆柱形的反应腔；第一管道与壳体侧壁固定连接，第一管道的内部与反应腔连通，第一管道的轴线与反应腔的轴线垂直，且不共面；第二管道连接在第一管道上，管道的内部连通；第三管道与底板固定连接，第三管道内部与反应腔连通，第三管道的轴线与反应腔的轴线不共面；第四管道连接在第三管道上，管道的内部连通；第五管道设置于底板中心处，管道内部与反应腔连通，本发明可以使各原料之间快速混合接触反应，可实现连续化生产，结构简单，使用方便。

技术领域

本发明涉及一种非均相反应器，尤其涉及用于将不同原料流化后快速接触、连续化反应的非均相反应器。

背景技术

在化工行业中，在需要将两种或多种原料混合后进行反应的场景下，通常使用溶剂将原料溶解后进行混合反应，常会遇到各原料之间混合接触的效率低、反应时间长、副反应较多等问题。例如，1,3-二亚氨基异吲哚啉是一种重要的有机合成中间体，其通常是利用尿素、氢氧化钠和苯酐为原料，钼酸铵为催化剂进行混合反应，得到目标产物。1,3-二亚氨基异吲哚啉的制备是在液相或固相中进行的，在将各原料混合、搅拌，进行反应过程中，各原料之间的接触面小，接触效率低，导致生产效率较低，无法连续生产。

为了解决原料之间接触效率低的问题，可以利用现有技术中的流化装置将上述各原料在流化状态下反应生产1,3-二亚氨基异吲哚啉。

但是，利用现有流化装置连续生产1,3-二亚氨基异吲哚啉时，为了提高原料的转化率，需要使各原料之间快速充分接触反应，即，需要延长原料在反应腔内的停留时间。若停留时间过长，会导致副反应多发，产物中的杂质增多。为了防止副反应的发生，需要缩短原料在反应腔内的停留时间。若停留时间过短，会导致无法充分接触反应，影响原料的转化率，也会导致产物中的杂质增多。

本发明的目的在于提供一种能够使原料快速接触反应，既能提高原料的转化率，又能减少产物中的杂质含量的非均相反应器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种非均相反应器，包括壳体6、第一管道1、第二管道2、第三管道3、第四管道4和第五管道5，所述壳体6内部为反应腔7，所述第一管道1用于向反应腔7内输送载气；所述第二管道2用于向反应腔7内输送第一原料；所述第三管道3用于向反应腔7内输送载气；所述第四管道4用于向反应腔7内输送第二原料；所述第五管道5用于将反应腔7内的反应产物排出。

所述壳体6呈筒形，顶部设置有顶盖61，底部设置有底板62，内部形成有圆柱形的反应腔7；所述第一管道1与壳体6侧壁固定连接，所述第一管道1的内部与反应腔7连通，第一管道1的轴线与反应腔7的轴线垂直，且不共面。

所述第二管道2连接在第一管道1上，管道的内部连通，用于通过第一管道1将第一原料输送至反应腔7内；所述第三管道3与底板62固定连接，第三管道3内部与反应腔7连通，第三管道3的轴线与反应腔7的轴线不共面。

所述第四管道4连接在第三管道3上，管道的内部连通，用于通过第三管道3将第二原料输送至反应腔7内；所述第五管道5设置于底板62中心处，管道内部与反应腔7连通。

设置第一管道的轴线与反应腔的轴线垂直且不共面，可以使进入反应腔内的第一原料沿反应腔内壁运动形成涡流，加快第一原料的运动速度及与其他原料的混合速度，从而提高反应速度；设置第三管道与反应腔的轴线及第一管道的轴线均不共面，可以使经第三管道输入进反应腔内的第二原料与第一原料快速混合，提高反应速率。

根据本发明的一种实施方式，所述第一管道1的内壁与反应腔7的侧壁相切；所述第一管道1的出料口位于反应腔7的侧壁的中部。

设置第一管道的内壁与反应腔的侧壁相切，可以减少第一原料进入反应腔时与反应腔内壁碰撞导致的动能损失，加快扩散速度和反应速度；设置第一管道位于反应腔的中部，可以使原料在反应腔内快速均匀扩散，加快反应速度。