一种用于快速常压加氢反应的装置的制作方法

本技术涉及加氢反应装置，具体而言，涉及一种用于快速常压加氢反应的装置。

背景技术：

1、氢化反应在化工领域中起着非常重要的作用，有机化合物中的双键、三键或者其它活性官能团的化学物，可以通过氢化反应将其还原为相应的饱和化合物。

2、然而，氢气与反应物料之间的气-液反应，为非均相反应，由于氢气在物料中的溶解度较低，常常需要高压的反应条件增加氢气在物料中的溶解度，以推动反应进程，但反应时长通常在8～10h左右。高压的操作条件，不仅存在安全隐患，且在部分存在压力容器受限的区域无法正常使用；同时高压反应条件也无法方便进行取样，难以准确判断反应终点，影响生产效率；此外，高压操作条件反应釜使其壳体必须设置为不锈钢材质，如此，操作人员无法清晰观察反应物料的实际情况，这尤其对于实验室阶段相关研究的有效开展影响显著。

3、有鉴于此，特提出本技术。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是现有氢化反应需要在高压条件下进行存在安全隐患，反应釜强度要求高，无法方便取样也难以观察反应物料的实际情况，目的在于提供一种用于快速常压加氢反应的装置，通过对反应釜搅拌结构及入气结构进行改进，能够提高氢气在物料中的溶解度，从而大幅缩短反应时长，提高生产效率的同时可实现反应在常压条件下进行。

2、本实用新型通过下述技术方案实现：

3、一种用于快速常压加氢反应的装置，包括依次连接的气源、干燥罐、缓冲罐、三通电磁气相阀和反应釜，所述反应釜包括反应釜壳体，反应釜壳体内设置有搅拌转轴，所述搅拌转轴上设置有搅拌桨叶，搅拌转轴表面分布有气体导孔，所述反应釜壳体内搅拌转轴的下方还设置有气体分布盘，所述搅拌转轴与气体分布盘均与三通电磁气相阀相连通。

4、本实用新型的常压加氢反应装置，通过对反应釜搅拌结构及入气结构进行改进，能够提高氢气在物料中的溶解度，从而大幅缩短反应时长，提高生产效率的同时可实现反应在常压条件下进行。

5、在某一具体实施方式中，搅拌桨叶包括沿着搅拌转轴从上至下依次设置的多层搅拌叶片，上层与下层的搅拌叶片之间交错设置。

6、在某一具体实施方式中，所述搅拌叶片的末端开设有贯穿叶片两侧面的贯穿孔。

7、在某一具体实施方式中，所述搅拌桨叶最底端搅拌叶片与气体分布盘的间距为1-3mm，所述气体分布盘上气孔分布口高度为3-8mm。

8、本实用新型所采用的搅拌转轴上设置有气体导孔，可在流体纵向切面导入气体；同时气体分布盘亦可在流体的横向切面导入气体，两个相互垂直切面的气体导入，将产生明显的内部湍流；同时，由于搅拌桨叶与气体分布盘之间的间隙为1-3mm，在高速搅拌下，搅拌桨叶与气体分布盘之间的压力增加，并促进其四周的流体扰动，形成分布于反应釜内壁四周的外部湍流。上述两个湍流的交错叠加，不仅带动反应釜内部所有流体运动，促进气-液互溶，避免反应区“死角”，同时，上述湍流的存在亦可在因搅拌桨转动所产生的规则流动外，额外产生无规运动，提升搅拌功效，确保其在相同搅拌功率输出下，实现更好的气-液混合效果，有助于加快反应进程，降低能耗。

9、本实用新型的搅拌桨叶采用交错式搅拌叶片，能在流体内部产生明显的速度梯度，导入物料内部的气体在通入后即形成较大的上升气泡，而由上述速度梯度所生产的剪切力可将此气泡破壁为较小的气泡颗粒，以此促进气-液接触面的铺展；同时，在高速搅拌条件下，叶片末端贯穿孔的存在，可在搅拌桨叶所形成的流体涡流的四周产生无数强力喷射流；此外，位于搅拌桨下方的气体分布盘因其分布口高度为3-8mm，在快速搅拌下，亦对流体产生显著的切割力，上述喷射流和切割力可进一步破碎上述气泡，增强气-液接触效果，加快反应进程。

10、基于上述结构设置，本实用新型的装置在进行加氢反应时可以在常压下进行反应，在部分限制压力容器使用的区域，可规避安全风险；同时，因常压反应的优势，反应釜所采用的壳体既可采用玻璃材质，亦可采用不锈钢材质，若进行实验室级别反应，还可选择采用小型玻璃反应釜进行反应，利于进行实验观察；同时，亦因该反应釜采用常压反应，可方便进行取样操作，极大提升反应效率。

11、在某一具体实施方式中，缓冲罐和三通电磁气相阀之间还设置有流量控制阀和流量计。

12、在某一具体实施方式中，气源包括氮气和氢气气源，氮气和氢气气源的出口设置有汇流排。

13、在某一具体实施方式中，所述搅拌转轴的上端伸出反应釜壳体外与电机相连。

14、在某一具体实施方式中，所述反应釜壳体顶部开设有进料口、排气口和排气取样口，所述排气口与排气管道上的阻火阀相连。

15、在某一具体实施方式中，所述反应釜壳体底部开设有排料口和排料取样口。

16、在某一具体实施方式中，所述反应釜壳体的材质选择高硼玻璃、不锈钢304、不锈钢304包覆聚四氟乙烯或不锈钢316l；所述搅拌转轴材质选择不锈钢304、不锈钢304包覆聚四氟乙烯或不锈钢316l；所述搅拌桨叶材质选择不锈钢304材质、不锈钢304包覆聚四氟乙烯材质、不锈钢316l材质、聚四氟乙烯或陶瓷。

17、本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

18、1、本实用新型实施例提供的一种用于快速常压加氢反应的装置，通过对反应釜搅拌结构及入气结构进行改进，能够提高氢气在物料中的溶解度，从而大幅缩短反应时长，提高生产效率的同时可实现反应在常压条件下进行；

19、2、本实用新型实施例提供的一种用于快速常压加氢反应的装置，搅拌转轴上设置有气体导孔，可在流体纵向切面导入气体，气体分布盘亦可在流体的横向切面导入气体，两个相互垂直切面的气体导入，将产生明显的内部湍流，同时在高速搅拌下，搅拌桨叶与气体分布盘之间的压力增加，并促进其四周的流体扰动，形成分布于反应釜内壁四周的外部湍流，内外湍流的交错叠加，不仅带动反应釜内部所有流体运动，促进气-液互溶，避免反应区“死角”，同时，上述湍流的存在亦可在因搅拌桨转动所产生的规则流动外，额外产生无规运动，提升搅拌功效；

20、3、本实用新型实施例提供的一种用于快速常压加氢反应的装置，搅拌桨叶采用交错式搅拌叶片，能在流体内部产生明显的速度梯度，导入物料内部的气体在通入后即形成较大的上升气泡，而由上述速度梯度所生产的剪切力可将此气泡破壁为较小的气泡颗粒，以此促进气-液接触面的铺展；

21、4、本实用新型实施例提供的一种用于快速常压加氢反应的装置，在高速搅拌条件下，叶片末端贯穿孔的存在，可在搅拌桨叶所形成的流体涡流的四周产生无数强力喷射流，同时位于搅拌桨下方的气体分布盘因其分布口高度为3-8mm，在快速搅拌下，亦对流体产生显著的切割力，上述喷射流和切割力可进一步破碎上述气泡，增强气-液接触效果，加快反应进程；

22、5、本实用新型实施例提供的一种用于快速常压加氢反应的装置，在进行加氢反应时可以在常压下进行反应，在部分限制压力容器使用的区域，可规避安全风险；同时，因常压反应的优势，反应釜所采用的壳体既可采用玻璃材质，亦可采用不锈钢材质，若进行实验室级别反应，还可选择采用小型玻璃反应釜进行反应，利于进行实验观察；同时，亦因该反应釜采用常压反应，可方便进行取样操作，极大提升反应效率。