一种用于化学药剂的缩合反应装置的制作方法

1.本发明涉及化学反应设备技术领域，具体涉及一种用于化学药剂的缩合反应装置。


背景技术：

2.缩合反应是两个或两个以上有机分子相互作用后以共价键结合成一个大分子，并常伴有失去小分子(如水、氯化氢、醇等)的反应；同时气相缩合法以其工艺简单，原料易得也适合连续化大规模生产等优点，现有技术中气相缩合法应用于一些化学产品的制备中；授权公开号为cn111659329b公开了缩合反应装置，该装置虽然减少了较长的预热管道，便于设备的检修，但是在原料进入反应区的反应炉管内后，虽然反应炉管长度确保了反应时间，但是难以保持炉管内的受热均匀，难以表面局部过热造成原料以及产物的高温裂解，因此，需要一种能够确保反应炉管受热均匀，避免局部过热的缩合反应装置。


技术实现要素：

3.为解决现有技术存在的难以保持炉管内的受热均匀，难以表面局部过热造成原料以及产物的高温裂解等问题，本发明提供了一种用于化学药剂的缩合反应装置。
4.本发明的技术方案为：
5.本发明提供了一种用于化学药剂的缩合反应装置，包括横向的筒体，筒体通过支架安装于地面上方，筒体内设有反应炉管，反应炉管的两端分别贯穿筒体的对应侧且与之通过密封轴承连接，反应炉管的一端连接进料控制组件，反应炉管的另一端连接出料控制组件，进料控制组件具有定量泵入反应原料以及控制进料侧压力的功能，出料控制组件具有控制出料侧压力以及进行反应产物收集的功能；筒体内设有为筒体内部的反应炉管进行均匀供热的供热保温组件，通过供热保温组件对筒体内进行供热。
6.进一步的，反应炉管分为中间的螺旋管部和两侧的平直部，螺旋管部位于筒体内，平直部分别贯穿筒体的对应侧且与之密封转动连接；筒体外侧设有驱动反应炉管转动的第一动力装置。
7.进一步的，供热保温组件包括套管，筒体内固定安装有与之同轴的套管，套管外侧与筒体内壁之间形成环形的第一空腔，套管内侧设有与之同轴的内管，内管与套管之间形成环形的第二空腔，第一空腔内集成有加热线圈，套管2采用金属材料制成，第二空腔一侧上部设有水平的第一通孔，第一通孔外端通过第一连接管连接第一阀门，第一阀门连接传热保温介质的供应装置，第二空腔一侧下部设有水平的第二通孔，第二通孔外端通过第二连接管连接第二阀门，第二阀门连接传热保温介质的循环收集装置，内管内侧开设有与第二空腔相通的传热保温介质的连通控制组件，连通控制组件与反应炉管的配合下控制传热保温介质自第二空腔进入内管内侧。
8.进一步的，连通控制组件包括内管内侧开设数个呈螺旋形等距分布的第四通孔，第四通孔外端外侧均固定安装有密封壳，密封壳靠近筒体中部的一侧均开设锥形通孔，锥
形通孔内设有能将其密封封堵的孔塞，孔塞的大直径端靠近第四通孔一侧，孔塞外侧固定连接连杆，连杆的外端固定安装外侧为弧形面的推顶块，推顶块靠近密封壳一侧与密封壳之间通过数根弹性伸缩杆连接；第四通孔外侧的推顶块分布与反应炉管平行，推顶块形成的螺旋形螺距与反应炉管的螺距相等，反应炉管转动时，反应炉管外侧间歇推顶推顶块，使得第二空腔与内管内侧相通且通入传热保温介质。
9.更进一步的，进料控制组件包括入料管，通过第一旋转接头连接入料管，第一旋转接头处均安装有进料阀门，入料管的另一端连接原料计量泵入装置，入料管处设有第一压力控制装置，反应炉管的另一端通过第二旋转接头连接出料管的一端，第二旋转阀门处安装有出料阀门，入料管处设有第一压力控制装置，第一压力控制装置对入料管处压力进行控制。
10.更进一步的，出料控制组件包括出料管，反应炉管的另一端通过第二旋转接头连接出料管的一端，第二旋转接头处安装有出料阀门，出料管处设有第二压力控制装置，出料管的另一端连接产物收集装置对反应产物进行收集，第二压力控制装置则对出料管处进行压力控制。
11.更进一步的，传热保温介质为过热蒸汽。
12.更进一步的，第一动力装置包括电机，筒体一侧设有电机，电机的输出轴与反应炉管对应侧的平直部平行，电机的输出轴外周固定安装第一齿轮，反应炉管外周套装齿环，第一齿轮与齿环啮合配合。
13.本发明所达到的有益效果为：
14.本发明的反应炉管在筒体内采用螺旋形结构，确保反应时间从而利于反应进程推进与反应完全；且通过反应炉管的转动控制使得其螺旋部外侧与推顶块间歇推顶配合，使得第二空腔内的传热保温介质间歇进入内管内侧，且通过反应炉管的转动带动反应炉管外侧的传热保温介质的流动确保其外周环境稳定均匀，避免局部过热；且反应炉管的转动带动其内部的反应原料进行混匀充分接触，有利于充分反应，提升反应收率；同时本发明采用环形的加热线圈以及环形的第二空腔的方式对反应炉管进行环形包裹，均匀供热，确保其受热均匀，减少副产物的生产。
附图说明
15.图1是本发明整体结构示意图。
16.图2是本发明的内部结构示意图。
17.图3是图2中ⅰ局部的放大图。
具体实施方式
18.为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.如图1～3所示，本发明提供了一种用于化学药剂的缩合反应装置，包括横向的筒体1，筒体1通过支架安装于地面上方，筒体1内设有反应炉管9，反应炉管9的两端分别贯穿筒体1的对应侧且与之通过密封轴承连接，且反应炉管9的一端通过第一旋转接头连接入料管10的一端，第一旋转接头处均安装有进料阀门，且入料管10的另一端连接原料计量泵入装置，这样设计是在进行反应时，进料阀门开启，通过原料计量泵入装置将原料泵入反应炉管9内，从而向反应炉管9内泵入反应原料。
24.反应炉管9的另一端通过第二旋转接头连接出料管11的一端，第二旋转接头处安装有出料阀门，入料管10处设有第一压力控制装置，出料管11处设有第二压力控制装置，出料管11的另一端连接产物收集装置对反应产物进行收集，第一压力控制装置对入料管10处压力进行控制，第二压力控制装置则对出料管11处进行压力控制；筒体1内设有为筒体1内部的反应炉管9进行均匀供热的供热保温组件，通过供热保温组件对筒体1内进行供热，确保反应炉管9外周的温度保持稳定且受热均匀。
25.为了确保原料的反应时间以及反应完全，反应炉管9分为中间的螺旋管部和两侧的平直部，螺旋管部位于筒体1内，平直部分别贯穿筒体1的对应侧且与之密封转动连接；在筒体1外侧设有驱动反应炉管9转动的第一动力装置，反应炉管9在筒体1内侧的部分采用螺旋管结构不仅确保反应炉管的长度，确保反应原料在反应炉管9螺旋管部内的保留时间从而确保气相缩合反应反应进程完整，且在进行反应的过程中，第一动力装置驱动反应炉管9转动，反应炉管9的转动使得其内部的反应原料充分接触混合进行充分反应；而且在供热组件向筒体1内进行供热时，反应炉管9的转动有利于其均匀受热。
26.供热保温组件的一种实施方式为在筒体1内固定安装有与之同轴的套管2，套管2外侧与筒体1内壁之间形成环形的第一空腔3，套管2内侧设有与之同轴的内管4，内管4与套管2之间形成环形的第二空腔5，第一空腔3内集成有加热线圈6，套管2采用金属材料制成，这样通过加热线圈6进行加热，通过套管2进行传热。
27.第二空腔5一侧上部设有水平的第一通孔7，第一通孔7外端通过第一连接管连接第一阀门，第一阀门连接传热保温介质的供应装置，第二空腔5一侧下部设有水平的第二通孔8，第二通孔8外端通过第二连接管连接第二阀门，第二阀门连接传热保温介质的循环收
集装置，内管4内侧开设有与第二空腔5相通的传热保温介质的连通控制组件，连通控制组件与反应炉管9的配合下控制传热保温介质自第二空腔5进入筒体1内中部；这样设计在进行反应时，通过加热线圈6对筒体1内侧进行加热，且传热介质自第一通孔7内进入第二空腔5内，加热线圈6对传热介质进行加热，且在反应炉管9转动的过程中与连通控制组件配合控制第二空腔5内的传热保温介质进入内管4内侧，且在反应炉管9转动的过程中使得进入内管4内的传热保温介质混匀；同时在筒体1一侧设有开设与其内部相通的第三通孔12，第三通孔12与内管4内侧空间相通，第三通孔12外端外侧安装气压监测器13和泄压阀，在使用时，通过气压监测器13监测内管4内侧的压力情况，当内管4内侧的气压高于气压监测器13的设定值时，泄压阀进行泄压，确保筒体1内部的气压稳定。
28.为了确保反应的温度，传热保温介质的一种为过热蒸汽，通过过热蒸汽的移动维持内管4内部的温度恒定。
29.连通控制组件的一种实施方式为在内管4内侧开设数个呈螺旋形等距分布的第四通孔14，第四通孔14外端外侧均固定安装有密封壳15，密封壳15靠近筒体1中部的一侧均开设锥形通孔16，锥形通孔16内设有能将其密封封堵的孔塞17，孔塞17的大直径端靠近第四通孔14一侧，孔塞17外侧固定连接连杆18，连杆18的外端固定安装外侧为弧形面的推顶块19，推顶块19靠近密封壳15一侧与密封壳15之间通过数根弹性伸缩杆20连接；第四通孔14外侧的推顶块19分布与反应炉管9平行，推顶块19形成的螺旋形螺距与反应炉管9的螺距相等；初始状态时，所有的孔塞17在弹性伸缩杆20的作用下保持将对应的锥形通孔16密封封堵，供应装置自第一通孔7向第二空腔5内通入传热介质，且加热线圈6进行工作对第二空腔5内的加热传热保温介质进行加热，且通过第一通孔7与第二通孔8使得第二空腔5内的传热保温介质进行循环，在此过程中反应炉管9的外侧不与推顶块19推顶配合；反应原料自入料管10进入反应炉管9内，且保持入料管10一侧的压力大于出料管11一侧的压力，进料完成后，第一动力装置驱动反应炉管9转动，反应炉管9在转动的过程中，当反应炉管9外侧与推顶块19接触配合且推顶推顶块19，使得推顶块19及连杆18、孔塞17均向第四通孔14内靠近，从而使得孔塞17不再将对应的锥形通孔16密封封堵，使得第二空腔5内的传热保温介质自第四通孔14、锥形通孔16进入内管4内侧，且在反应炉管9间歇推顶推顶块19，使得传热保温介质间歇性进入内管4内侧，从而确保反应炉管9处于恒定的温度环境下，同时通过气压监测器13对内管4内侧的气压进行监测，进行及时泄压，且通过反应炉管9的转动速度来调节推顶块19的移动频率，从而调节自第二空腔2向内管4内侧通入加热的传热保温介质的速度，且通过第一阀门与第二阀门的配合，是得传热保温介质在第二空腔5内保持循环流动，从而确保支管4内侧的温度恒定，确保反应温度；同时通过反应炉管9的转动将进入内管4内侧的传热保温介质进行混匀，确保内管4内部温度平衡。
30.第一动力装置的一种实施方式为在筒体1一侧固定安装电机21，电机21的输出轴与反应炉管9的对应端平行，电机21的输出轴固定安装第一齿轮22，反应炉管9的端部外侧固定套装齿环23，第一齿轮22与齿环23啮合配合，这样通过电机21驱动反应炉管9转动。
31.工作原理：筒体1一侧设有控制器，且本装置的所有电气元件均电性连接控制器，本装置的所有电气元件连接市电；没有进行缩合反应时，反应炉管9与所有的推顶块19均不推顶配合，第一阀门、第二阀门、泄压阀均处于关闭状态，需要进行反应时，先通过供应装置向第二空腔5内供应传热保温介质，加热线圈6进行工作对第二空腔5内的加热传热保温介
质进行加热，且通过第一通孔7与第二通孔8使得第二空腔5内的传热保温介质进行循环，在此过程中反应炉管9的外侧不与推顶块19推顶配合，传热保温介质未进入内管4内侧；先对内管4内侧进行加热，然后再进料，反应原料自入料管10进入反应炉管9内，且通过第一压力控制装置和第二压力控制装置的配合，保持入料管10一侧的压力大于出料管11一侧的压力，进料过程中，第一动力装置驱动反应炉管9转动，反应炉管9在转动的过程中，当反应炉管9外侧与推顶块19接触配合且推顶推顶块19，使得推顶块19及连杆18、孔塞17均向第四通孔14内靠近，从而使得孔塞17不再将对应的锥形通孔16密封封堵，使得第二空腔5内的传热保温介质自第四通孔14、锥形通孔16进入内管4内侧，且在反应炉管9间歇推顶推顶块19，使得传热保温介质间歇性进入内管4内侧，从而确保反应炉管9处于稳定的温度环境下，同时通过气压监测器13对内管4内侧的气压进行监测，进行及时泄压，且通过反应炉管9的转动速度来调节推顶块19的移动频率，从而调节自第二空腔2向内管4内侧通入加热的传热保温介质的速度，且通过第一阀门与第二阀门的配合，使得传热保温介质在第二空腔5内保持循环流动，从而确保支管4内侧的温度稳定，确保反应温度；同时通过反应炉管9的转动将进入内管4内侧的传热保温介质进行混匀，确保内管4内部温度平衡，同时反应原料自入料管10进入反应炉管9的螺旋部内，通过反应炉管9的转动，不仅能够使得反应原料充分接触反应，且利于反应产物向出料管11一侧移动。
32.以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于化学药剂的缩合反应装置，其特征在于：包括横向的筒体，筒体通过支架安装于地面上方，筒体内设有反应炉管，反应炉管的两端分别贯穿筒体的对应侧且与之通过密封轴承连接，反应炉管的一端连接进料控制组件，反应炉管的另一端连接出料控制组件，进料控制组件具有定量泵入反应原料以及控制进料侧压力的功能，出料控制组件具有控制出料侧压力以及进行反应产物收集的功能；筒体内设有为筒体内部的反应炉管进行均匀供热的供热保温组件，通过供热保温组件对筒体内进行供热。2.根据权利要求1所述的一种用于化学药剂的缩合反应装置，其特征在于：所述的反应炉管分为中间的螺旋管部和两侧的平直部，螺旋管部位于筒体内，平直部分别贯穿筒体的对应侧且与之密封转动连接；筒体外侧设有驱动反应炉管转动的第一动力装置。3.根据权利要求1所述的一种用于化学药剂的缩合反应装置，其特征在于：所述的供热保温组件包括套管，筒体内固定安装有与之同轴的套管，套管外侧与筒体内壁之间形成环形的第一空腔，套管内侧设有与之同轴的内管，内管与套管之间形成环形的第二空腔，第一空腔内集成有加热线圈，套管2采用金属材料制成，第二空腔一侧上部设有水平的第一通孔，第一通孔外端通过第一连接管连接第一阀门，第一阀门连接传热保温介质的供应装置，第二空腔一侧下部设有水平的第二通孔，第二通孔外端通过第二连接管连接第二阀门，第二阀门连接传热保温介质的循环收集装置，内管内侧开设有与第二空腔相通的传热保温介质的连通控制组件，连通控制组件与反应炉管的配合下控制传热保温介质自第二空腔进入内管内侧。4.根据权利要求3所述的一种用于化学药剂的缩合反应装置，其特征在于：所述的连通控制组件包括内管内侧开设数个呈螺旋形等距分布的第四通孔，第四通孔外端外侧均固定安装有密封壳，密封壳靠近筒体中部的一侧均开设锥形通孔，锥形通孔内设有能将其密封封堵的孔塞，孔塞的大直径端靠近第四通孔一侧，孔塞外侧固定连接连杆，连杆的外端固定安装外侧为弧形面的推顶块，推顶块靠近密封壳一侧与密封壳之间通过数根弹性伸缩杆连接；第四通孔外侧的推顶块分布与反应炉管平行，推顶块形成的螺旋形螺距与反应炉管的螺距相等，反应炉管转动时，反应炉管外侧间歇推顶推顶块，使得第二空腔与内管内侧相通且通入传热保温介质。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种用于化学药剂的缩合反应装置，其特征在于：所述的进料控制组件包括入料管，通过第一旋转接头连接入料管，第一旋转接头处均安装有进料阀门，入料管的另一端连接原料计量泵入装置，入料管处设有第一压力控制装置，反应炉管的另一端通过第二旋转接头连接出料管的一端，第二旋转阀门处安装有出料阀门，入料管处设有第一压力控制装置，第一压力控制装置对入料管处压力进行控制。6.根据权利要求5所述的一种用于化学药剂的缩合反应装置，其特征在于：所述的出料控制组件包括出料管，反应炉管的另一端通过第二旋转接头连接出料管的一端，第二旋转接头处安装有出料阀门，出料管处设有第二压力控制装置，出料管的另一端连接产物收集装置对反应产物进行收集，第二压力控制装置则对出料管处进行压力控制。7.根据权利要求3所述的一种用于化学药剂的缩合反应装置，其特征在于：所述的传热保温介质为过热蒸汽。8.根据权利要求2所述的一种用于化学药剂的缩合反应装置，其特征在于：所述的第一动力装置包括电机，筒体一侧设有电机，电机的输出轴与反应炉管对应侧的平直部平行，电
机的输出轴外周固定安装第一齿轮，反应炉管外周套装齿环，第一齿轮与齿环啮合配合。

技术总结
本发明涉及化学反应设备技术领域，具体涉及一种用于化学药剂的缩合反应装置；包括横向的筒体，筒体通过支架安装于地面上方，筒体内设有反应炉管，反应炉管的两端分别贯穿筒体的对应侧且与之通过密封轴承连接，反应炉管的一端连接进料控制组件，反应炉管的另一端连接出料控制组件，进料控制组件具有定量泵入反应原料以及控制进料侧压力的功能，出料控制组件具有控制出料侧压力以及进行反应产物收集的功能；筒体内设有为筒体内部的反应炉管进行均匀供热的供热保温组件，通过供热保温组件对筒体内进行供热；本发明采用环形的加热线圈以及环形的第二空腔的方式对反应炉管进行环形包裹，均匀供热，确保其受热均匀，减少副产物的生产。减少副产物的生产。减少副产物的生产。


技术研发人员：吴丙华 陈诚乐
受保护的技术使用者：江西大地制药有限责任公司
技术研发日：2023.08.07
技术公布日：2023/10/11