大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，包括反應(yīng)釜本體和法蘭蓋，所述反應(yīng)釜本體的頂部帶有開(kāi)口，并且反應(yīng)釜本體的頂部具有與法蘭蓋相對(duì)應(yīng)的法蘭盤(pán)，所述法蘭蓋連接在反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)上，并形成工作容積≥1000L的密閉腔室；法蘭蓋上設(shè)置有電加熱管，所述電加熱管伸入反應(yīng)釜本體內(nèi)，用于對(duì)輸送到反應(yīng)釜本體內(nèi)的物料進(jìn)行加熱，并產(chǎn)生工作溫度為450℃、工作壓力為43MPa的溶劑熱反應(yīng)條件。本實(shí)用新型采用反應(yīng)釜內(nèi)的電加熱管直接對(duì)物料進(jìn)行加熱，相比外加熱而言，不會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)釜外部溫度大大高于工作溫度的情況，提高了反應(yīng)釜的安全性；同時(shí)本實(shí)用新型直接對(duì)流體物料體系進(jìn)行加熱，傳熱速度快，熱效率高，節(jié)能效果好。
【專利說(shuō)明】大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)反應(yīng)容器，特別是涉及一種工作容積> 1000L的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，以滿足納米溶膠等特殊材料的制備要求。
【背景技術(shù)】[0002]目前，工作容積≥1000L、最高工作溫度為450°C、最高工作壓力為43MPa的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜在我國(guó)化工行業(yè)仍處于空白狀態(tài)，只能依賴于進(jìn)口，這種特種反應(yīng)釜的缺乏嚴(yán)重制約了我國(guó)納米材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，同時(shí)，目前國(guó)內(nèi)外常用的大容量高溫高壓反應(yīng)釜尚存在如下不足:(I)由于這種工作容積≥1000L、最高工作溫度為450°C、最高工作壓力為43MPa的大容量高溫高壓反應(yīng)釜屬于高壓反應(yīng)容器，因此需要較大的壁厚才能滿足高壓條件要求(通常這種大容量高溫高壓反應(yīng)釜的壁厚在200-500mm的范圍內(nèi))，而現(xiàn)有的大容量高溫高壓反應(yīng)釜通常是采用外加熱，外加熱由于受到傳熱溫度梯度的影響，就必然會(huì)使反應(yīng)爸外壁一定厚度的溫度大大高于反應(yīng)釜內(nèi)的工作溫度，然而材料在高溫條件下(例如450°C以上)的強(qiáng)度會(huì)大大下降，因此這種外加熱的方式就必然會(huì)更大程度地破壞反應(yīng)釜外壁的強(qiáng)度，從而影響反應(yīng)釜的使用安全性；同時(shí)由于外加熱的熱量是由外向內(nèi)傳遞，因此傳熱速度慢，能耗較大；(2)由于反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)介質(zhì)在高溫高壓條件下具有較強(qiáng)的腐蝕性，因此需要在反應(yīng)釜的內(nèi)壁增加防腐內(nèi)襯，然而目前采用的防腐內(nèi)襯材料的防腐性能較差，不能滿足納米溶膠等特殊材料的制備需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，解決現(xiàn)有反應(yīng)釜采用外加熱容易導(dǎo)致外壁一定厚度的溫度過(guò)高而影響反應(yīng)釜的強(qiáng)度、傳熱速度慢、能耗大等問(wèn)題、同時(shí)解決反應(yīng)釜在高溫高壓條件下防腐蝕能力較差的問(wèn)題，彌補(bǔ)我國(guó)在大容量高溫高壓反應(yīng)釜領(lǐng)域的技術(shù)空白。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案:
[0005]一種大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，包括反應(yīng)釜本體和法蘭蓋，所述反應(yīng)釜本體的頂部帶有開(kāi)口，并且反應(yīng)釜本體的頂部具有與法蘭蓋相對(duì)應(yīng)的法蘭盤(pán)，所述法蘭蓋連接在反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)上，并形成工作容積> 1000L的密閉腔室；法蘭蓋上設(shè)置有電加熱管，所述電加熱管伸入反應(yīng)釜本體內(nèi)，用于對(duì)輸送到反應(yīng)釜本體內(nèi)的物料進(jìn)行加熱。
[0006]進(jìn)一步，所述法蘭蓋上設(shè)置有十二根直管式電加熱管，所述電加熱管以法蘭蓋的中心為圓心繞同一圓周均勻分布。
[0007]進(jìn)一步，所述電加熱管的外部設(shè)置有由耐腐蝕材料制成的套管。
[0008]進(jìn)一步，所述套管采用哈氏合金或鉭合金制成。
[0009]進(jìn)一步，所述電加熱管通過(guò)焊接或螺紋連接的方式固定在法蘭蓋上。
[0010]進(jìn)一步，所述反應(yīng)釜本體的內(nèi)壁設(shè)置有防腐蝕層。
[0011]進(jìn)一步，所述防腐蝕層采用哈氏合金或鉭合金堆焊而成。[0012]進(jìn)一步,所述防腐蝕層的厚度為4_6mm。
[0013]進(jìn)一步，所述法蘭蓋的頂部設(shè)置有與所述密閉腔室連通的進(jìn)料管，所述反應(yīng)釜本體的底部設(shè)置有與所述密閉腔室連通的出料管。
[0014]進(jìn)一步，所述法蘭蓋與反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)之間設(shè)置有墊片，所述墊片采用哈氏合金或鉭合金制成。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0016]( I)本實(shí)用新型采用反應(yīng)釜內(nèi)的電加熱管直接對(duì)物料進(jìn)行加熱，相比外加熱而言，不會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)釜外部溫度大大高于工作溫度的情況，最大程度地降低了高溫對(duì)反應(yīng)釜強(qiáng)度的影響，保證了反應(yīng)釜的強(qiáng)度，提高了反應(yīng)釜的使用安全性；同時(shí)本實(shí)用新型直接對(duì)流體物料進(jìn)行加熱，傳熱速度快，減少了由外向內(nèi)進(jìn)行熱傳導(dǎo)而產(chǎn)生的能耗，節(jié)能效果好。
[0017](2)本實(shí)用新型的電加熱管連接在法蘭蓋上，安裝時(shí)，首先將電加熱管固定在法蘭蓋上，然后將電加熱管伸入反應(yīng)釜本體內(nèi)，同時(shí)通過(guò)螺栓和螺母將法蘭蓋連接在反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)上，此種設(shè)計(jì)方便對(duì)電加熱管進(jìn)行安裝，同時(shí)也方便后期檢修。
[0018](3)本實(shí)用新型的反應(yīng)釜本體內(nèi)壁設(shè)置有由哈氏合金或鉭合金制成的防腐蝕層，而哈氏合金或鉭合金相比一般的防腐蝕材料(例如聚四氟乙烯)而言，在高溫高壓條件下具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，因此采用由哈氏合金或鉭合金制成的防腐蝕內(nèi)襯能夠提高反應(yīng)釜的防腐蝕性能，以滿足納米溶膠等特殊材料的制備要求。
[0019]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]參見(jiàn)圖1，一種大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，包括反應(yīng)釜本體I和法蘭蓋2，反應(yīng)釜本體I的頂部帶有開(kāi)口，并且反應(yīng)釜本體I的頂部具有與法蘭蓋2相對(duì)應(yīng)的法蘭盤(pán)，法蘭蓋2通過(guò)螺栓連接在反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)上，并形成工作容積> 1000L的密閉腔室；法蘭蓋2上設(shè)置有電加熱管3，電加熱管3伸入反應(yīng)釜本體I內(nèi)，使用時(shí)，首先將流體物料輸送到反應(yīng)釜本體I內(nèi)，然后再將法蘭蓋2固定到反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)上，此時(shí)電加熱管3伸入反應(yīng)釜本體I內(nèi)與流體物料接觸，用于對(duì)反應(yīng)釜本體I內(nèi)的流體物料進(jìn)行加熱，產(chǎn)生工作溫度為450°C、工作壓力為43MPa的溶劑熱反應(yīng)條件。本實(shí)用新型通過(guò)反應(yīng)釜本體I內(nèi)的電加熱管3直接對(duì)流體物料進(jìn)行加熱，相比外加熱而言，不會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)釜外部溫度大大高于工作溫度的情況，最大程度地降低了高溫對(duì)反應(yīng)釜強(qiáng)度的影響，保證了反應(yīng)釜的強(qiáng)度，提高了反應(yīng)釜的使用安全性；同時(shí)本實(shí)用新型直接對(duì)流體物料進(jìn)行加熱，傳熱速度快，熱效率高，減少了由外向內(nèi)進(jìn)行熱傳導(dǎo)而產(chǎn)生的能耗，節(jié)能效果好。
[0023]作為優(yōu)選，法蘭蓋2上設(shè)置有十二根直管式電加熱管3，電加熱管3的功率為15KW，電加熱管3以法蘭蓋2的中心為圓心繞同一圓周均勻分布，為了保證電加熱管3都能伸入反應(yīng)釜本體I內(nèi)，電加熱管3分布的圓周直徑小于反應(yīng)釜本體頂部開(kāi)口的直徑。采用此種設(shè)計(jì)方式能夠更大程度地使反應(yīng)釜本體I內(nèi)的溶劑受熱更加均勻。
[0024]作為優(yōu)選，電加熱管3的外部設(shè)置有由耐腐蝕材料制成的套管，套管用于對(duì)電加熱管3進(jìn)行保護(hù)，避免電加熱管3被反應(yīng)釜內(nèi)的腐蝕性介質(zhì)腐蝕。安裝時(shí)，直接將電加熱管3插入套管即可，安裝方便。在本實(shí)施例中，套管采用哈氏合金或鉭合金(Ta >90wt%)制成，而哈氏合金或鉭合金相比一般的防腐蝕材料(例如聚四氟乙烯)而言，在高溫高壓條件下防腐蝕性能更好，更能夠有效對(duì)電加熱管3進(jìn)行保護(hù)。
[0025]作為優(yōu)選，電加熱管3通過(guò)焊接或螺紋連接的方式固定在法蘭蓋2上，安裝時(shí)，首先將電加熱管3固定在法蘭蓋2上，然后將電機(jī)熱管3伸入反應(yīng)釜本體I內(nèi)，同時(shí)通過(guò)螺栓和螺母將法蘭蓋2連接在反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)上，這種設(shè)計(jì)方式更加合理，方便對(duì)電加熱管進(jìn)行安裝，同時(shí)也方便后期檢修。為了使電加熱管3能夠和外部電源連接，法蘭蓋2上具有十二個(gè)沿法蘭蓋厚度方向延伸并將其貫穿的通孔2a，電加熱管3的連接線通過(guò)通孔2a伸出與外部電源連接。在本實(shí)施例中，電加熱管3通過(guò)螺紋連接的方式固定在法蘭蓋2上，即電加熱管3的一端帶有外螺紋，通孔2a內(nèi)帶有螺紋，安裝時(shí)，直接將電加熱管3擰緊在法蘭蓋2上即可，這樣電加熱管3方便安裝和拆卸。
[0026]作為優(yōu)選，反應(yīng)釜本體I的內(nèi)壁設(shè)置有防腐蝕層，防腐蝕層用以防止腐蝕性介質(zhì)對(duì)反應(yīng)釜本體I的內(nèi)壁進(jìn)行腐蝕。在本實(shí)施例中，防腐蝕層采用哈氏合金或鉭合金(Ta ^ 90wt%)制成，而哈氏合金或鉭合金相比一般的防腐蝕材料(例如聚四氟乙烯)而言，在高溫高壓條件下防腐蝕性能更好，更能夠有效對(duì)反應(yīng)釜本體I的內(nèi)壁進(jìn)行保護(hù)。優(yōu)選地，防腐蝕層的厚度為4-6mm，本實(shí)施例中防腐蝕層的厚度為5mm，加工時(shí)，可將堆焊機(jī)的懸臂伸入反應(yīng)釜本體I內(nèi)進(jìn)行堆焊。
[0027]作為優(yōu)選，法蘭蓋2的頂部中心設(shè)置有進(jìn)料管4，反應(yīng)釜本體I的底部中心設(shè)置有出料管5，安裝時(shí)，將法蘭蓋2固定在反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)上，并形成工作容積> 1000L的密閉腔室，進(jìn)料管4和出料管5均與該密閉腔室連通。值得說(shuō)明的是，反應(yīng)釜本體I上還設(shè)置有用于檢測(cè)反應(yīng)釜內(nèi)部溫度的熱電偶6、與密閉腔室連通的壓力變送器連接管7和與密閉腔室連通的安全閥連接管8，其中，熱電偶6用于檢測(cè)反應(yīng)釜內(nèi)部的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到工作溫度時(shí)，電加熱管3停止加熱；壓力變送器連接管7與壓力變送器相連，壓力變送器用于檢測(cè)反應(yīng)釜內(nèi)部的壓力；安全閥連接管8上設(shè)置有安全閥，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)部的壓力達(dá)到最大工作壓力時(shí)，打開(kāi)安全閥進(jìn)行卸壓以消除安全隱患。本實(shí)用新型的反應(yīng)釜在工作時(shí)，反應(yīng)釜本體I通過(guò)支撐機(jī)構(gòu)固定在地面上，物料借助泵經(jīng)進(jìn)料管4輸送到反應(yīng)釜本體I內(nèi)，然后電加熱管3通電對(duì)物料進(jìn)行加熱，當(dāng)熱電偶6檢測(cè)到反應(yīng)釜內(nèi)部的溫度達(dá)到工作溫度時(shí)，電加熱管3停止加熱，同時(shí)，在加熱過(guò)程中，反應(yīng)釜內(nèi)部的壓力增大，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)的壓力達(dá)到最大工作壓力時(shí)，打開(kāi)安全閥進(jìn)行卸壓；物料反應(yīng)完成后，打開(kāi)出料管5上的閥門，將反應(yīng)后生成的物料排放到產(chǎn)品儲(chǔ)罐中；另外，反應(yīng)釜本體I的外部設(shè)置有冷卻盤(pán)管9，在物料反應(yīng)完成后，儲(chǔ)水罐內(nèi)的循環(huán)水輸送到冷卻盤(pán)管9中對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行冷卻。由于在反應(yīng)釜本體I上設(shè)置了進(jìn)料管4和出料管5，這樣更有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料和出料。
[0028]作為優(yōu)選，法蘭蓋2與反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)之間設(shè)置有墊片，安裝時(shí)，通過(guò)螺栓和螺母將法蘭蓋2連接在反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)上，墊片用于增加上、下兩法蘭盤(pán)之間的密封效果。在本實(shí)施例中，墊片采用哈氏合金或鉭合金(Ta ^ 90wt%)制成,而哈氏合金或鉭合金相比一般的防腐蝕材料(例如聚四氟乙烯)而言，在高溫高壓條件下防腐蝕性能更好，能夠有效地防止被腐蝕，從而更好地保證了上、下兩個(gè)法蘭盤(pán)之間的密封效果。
[0029]最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，盡管 申請(qǐng)人:參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)爸，包括反應(yīng)爸本體(1)，其特征在于，還包括法蘭蓋(2)，所述反應(yīng)釜本體(1)的頂部帶有開(kāi)口，并且反應(yīng)釜本體(1)的頂部具有與法蘭蓋(2)相對(duì)應(yīng)的法蘭盤(pán)，所述法蘭蓋(2)連接在反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)上，并形成工作容積^ 1000L的密閉腔室；法蘭蓋(2)上設(shè)置有電加熱管(3)，所述電加熱管(3)伸入反應(yīng)釜本體(1)內(nèi)，用于對(duì)輸送到反應(yīng)釜本體(1)內(nèi)的物料進(jìn)行加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，其特征在于，所述法蘭蓋(2)上設(shè)置有十二根直管式電加熱管(3)，所述電加熱管(3)以法蘭蓋(2)的中心為圓心繞同一圓周均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，其特征在于，所述電加熱管(3)的外部設(shè)置有由耐腐蝕材料制成的套管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，其特征在于，所述套管采用哈氏合金或鉭合金制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，其特征在于，所述電加熱管(3)通過(guò)焊接或螺紋連接的方式固定在法蘭蓋(2)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，其特征在于，所述反應(yīng)釜本體(1)的內(nèi)壁設(shè)置有防腐蝕層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，其特征在于，所述防腐蝕層采用哈氏合金或鉭合金堆焊而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，其特征在于，所述防腐蝕層的厚度為4-6mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，其特征在于，所述法蘭蓋(2)的頂部設(shè)置有與所述密閉腔室連通的進(jìn)料管(4)，所述反應(yīng)釜本體(1)的底部設(shè)置有與所述密閉腔室連通的出料管(5 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的大容量高溫高壓溶劑熱反應(yīng)釜，其特征在于，所述法蘭蓋(2)與反應(yīng)釜本體頂部的法蘭盤(pán)之間設(shè)置有墊片，所述墊片采用哈氏合金或鉭合金制成。
【文檔編號(hào)】B01J19/02GK203710984SQ201420110729
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】韓志范, 芶洪俊 申請(qǐng)人:重慶市中工新材料有限公司