本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)工藝及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于聚甲氧基二甲醚合成的等溫反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常會遇見氣氣相、氣液相、液液相反應(yīng)的強(qiáng)放熱反應(yīng)，例如合成聚甲氧基二甲醚，需在催化劑作用下進(jìn)行催化合成反應(yīng)，此催化反應(yīng)會放出大量熱量，而聚甲氧基二甲醚的催化合成反應(yīng)需要在90℃下才能穩(wěn)定進(jìn)行。目前工業(yè)上的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)一般采用換熱式，先反應(yīng)后移熱，由于采用換熱反應(yīng)器，反應(yīng)不能在最適合的溫度下反應(yīng)，反應(yīng)溫度不易控制，且反應(yīng)器中間不放置反應(yīng)管，不僅浪費(fèi)空間，也使得反應(yīng)不充分導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)下降。對現(xiàn)有反應(yīng)器進(jìn)行必要的改進(jìn)，設(shè)計(jì)新的反應(yīng)器，對于解決諸如控制聚甲氧基二甲醚的反應(yīng)溫度問題，提高產(chǎn)品品質(zhì)，成為業(yè)界共同的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明針對現(xiàn)有反應(yīng)器不能較好控制反應(yīng)溫度的問題，尤其是不能較好控制聚甲氧基二甲醚的反應(yīng)溫度問題，提出了一種用于聚甲氧基二甲醚合成的等溫反應(yīng)器。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于聚甲氧基二甲醚合成的等溫反應(yīng)器，其特征在于：包括外殼和列管，所述列管設(shè)于外殼內(nèi)，所述列管內(nèi)裝填有固體酸催化劑，所述列管兩端設(shè)有管板，所述外殼的頂端和底端分別設(shè)有原料入口和反應(yīng)液出口，所述外殼上部設(shè)有循環(huán)回水口，所述外殼下部設(shè)有循環(huán)上水口，所述原料入口連接有霧化旋轉(zhuǎn)噴嘴。

作為優(yōu)選，所述列管的直徑為4～6cm。

作為優(yōu)選，所述固體酸催化劑顆粒直徑為5～7mm。

作為優(yōu)選，所述列管外側(cè)設(shè)有翅片。

作為優(yōu)選，所述反應(yīng)液出口設(shè)有濾網(wǎng)。

本發(fā)明的工作原理為，用于強(qiáng)放熱等溫反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物經(jīng)原料入口進(jìn)入，均勻且分散的流入密集的列管中，進(jìn)行催化合成反應(yīng)；在反應(yīng)的同時(shí)，冷卻介質(zhì)循環(huán)，及時(shí)取走反應(yīng)熱量。

有益效果：本發(fā)明將反應(yīng)分散到多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行，密集排布的列管也增大了殼程腔體的容積，使每一根單獨(dú)的列管與冷卻介質(zhì)充分接觸，在反應(yīng)的同時(shí)進(jìn)行移熱，實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，操作控制簡單，減少設(shè)備投資及副產(chǎn)物的量，提高原料收率及產(chǎn)品純度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為霧化旋轉(zhuǎn)噴嘴示意圖。

其中，外殼1、列管2、循環(huán)上水口3、反應(yīng)液出口4、原料入口5、循環(huán)回水口6和霧化旋轉(zhuǎn)噴嘴7。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

根據(jù)上述技術(shù)方案，本實(shí)施例中提出了一種用于聚甲氧基二甲醚合成的等溫反應(yīng)器，包括外殼1和列管2，所述列管2設(shè)于外殼1內(nèi)，所述列管2內(nèi)裝填有固體酸催化劑，所述列管2兩端設(shè)有管板，所述外殼1的頂端和底端分別設(shè)有原料入口5和反應(yīng)液出口4，所述外殼1上部設(shè)有循環(huán)回水口6，所述外殼1下部設(shè)有循環(huán)上水口3，所述原料入口5連接有霧化旋轉(zhuǎn)噴嘴7。相比于現(xiàn)有的等溫反應(yīng)器，本發(fā)明在反應(yīng)器中心處均勻的排布列管，增加了反應(yīng)面積，并且合理的安排殼程，使得每一個(gè)單獨(dú)的列管都能充分接觸冷卻介質(zhì)，更好的操控反應(yīng)溫度。

反應(yīng)過程為，混合原料液經(jīng)過霧化旋轉(zhuǎn)噴嘴7進(jìn)入等溫反應(yīng)器進(jìn)行催化合成反應(yīng)，混合原料液經(jīng)霧化旋轉(zhuǎn)噴嘴7分液后，能夠均勻的流向列管2，充分利用列管2的空間，在列管2中的流化床內(nèi)裝配有適量的顆粒狀固體酸催化劑，霧化后的原料表面積增大，能夠更好的與催化劑接觸，同時(shí)催化劑顆粒的直徑應(yīng)小于列管直徑的八分之一，當(dāng)顆粒過大時(shí)反應(yīng)進(jìn)行不充分，顆粒過小時(shí)，反應(yīng)時(shí)間過短難以控制產(chǎn)品質(zhì)量。在進(jìn)行反應(yīng)的同時(shí)，冷卻介質(zhì)經(jīng)由循環(huán)上水口3進(jìn)入，由循環(huán)回水口6流出，冷卻介質(zhì)在列管2之間流通帶走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。最后，混合原料液經(jīng)過充分反應(yīng)后，得出的反應(yīng)液經(jīng)過反應(yīng)液出口4流出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，且催化劑機(jī)械損耗小，適用于大規(guī)?；どa(chǎn)。

本發(fā)明特別用作聚甲氧基二甲醚催化合成反應(yīng)器，該反應(yīng)需要在90℃下才能穩(wěn)定進(jìn)行。因生產(chǎn)量巨大，所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求來設(shè)置混合原料的進(jìn)料流量及進(jìn)料壓力，且混合原料通過原料入口5時(shí)的溫度應(yīng)當(dāng)?shù)陀?0℃。為了提高生產(chǎn)效率，本實(shí)施例選用的列管2為直徑達(dá)6cm的大型列管，且徑向溫差不超過2～3℃，不僅增大了反應(yīng)器容量，還能保證列管2傳熱均勻，使反應(yīng)嚴(yán)格控制在90℃內(nèi)。為了使反應(yīng)充分進(jìn)行，所選用的催化劑顆粒直徑應(yīng)當(dāng)小于列管2直徑的八分之一，本實(shí)施例中催化劑顆粒直徑為7mm，經(jīng)過大量實(shí)踐表明按此比例關(guān)系進(jìn)行生產(chǎn)，可使催化劑充分利用，與反應(yīng)原料充分接觸，且反應(yīng)過后催化劑余渣少?？紤]到生產(chǎn)成本，本實(shí)施例中選擇水作為冷卻介質(zhì)，冷卻水從循環(huán)上水口3進(jìn)入，溫度在30℃，自循環(huán)回水口6流出，溫度為40℃。反應(yīng)液從反應(yīng)液出口4流出時(shí)溫度為89℃。通過監(jiān)測反應(yīng)液流出時(shí)的溫度來控制冷卻介質(zhì)的流量，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的等溫操作，嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，減少了設(shè)備投資及副產(chǎn)物的量，提高了原料產(chǎn)率及產(chǎn)品純度。本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)，各部分組成部件必須具有極高的防腐性、耐磨性、穩(wěn)定性、防塵性以及較低的接觸熱阻。

本實(shí)施例中列管2外還設(shè)有翅片，將列管2作為換熱管使用，翅片增大了與冷卻介質(zhì)接觸面積，提高換熱效率，使反應(yīng)在穩(wěn)定的溫度下進(jìn)行。

由于在生產(chǎn)過程中，流出的反應(yīng)液中可能含有大顆粒雜質(zhì)，會影響后續(xù)加工，降低產(chǎn)品純度，因此在反應(yīng)液出口4出設(shè)有可拆卸濾網(wǎng)，過濾雜質(zhì)。

應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。