[发明专利]一种合成反应器和氯胺法合成甲基肼装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于化工生产设备和方法，尤其涉及一种合成反应器和氯胺法合成甲基肼装置和方法。

背景技术

现有技术中，传统氯氨法生产甲基肼的合成工艺流程如下： 20%（W/W）左右的氢氧化钠溶液和液氯反应，反应结束的溶液依次再和质量浓度为40%的氨水溶液、质量浓度为40%甲胺溶液反应，最终生成甲基肼和氯化钠，该溶液中甲基肼质量浓度小于2%。反应工序中氨水及甲胺的水溶液均过量，次氯酸钠、NH3及甲胺的摩尔比为1：3：6，然后将质量浓度为小于2%左右的甲基肼溶液依次进行精馏分离为含有43%的甲基肼水溶液产品。以上现有技术存在下述缺陷：

A、反应物浓度必须都维持在比较低的浓度，按质量百分比浓度计算，参加反应氢氧化钠溶液浓度为小于20%， 氨水溶液浓度为小于40%，甲胺溶液浓度为40%；

B、反应工序中氨水及甲胺的水溶液均过量，特别是反应体系中水的循环量非常大；

C、合成工段生成的甲基肼质量浓度非常低，一般不大于2%；

D、该流程选择性低，副产物多，主要副产物是水合肼、哌嗪和胍类物质，杂质较多；

E、将质量浓度为小于2%左右的甲基肼溶液依次进行精馏分离为含有43%的甲基肼水溶液产品，消耗大量的热量，根据目前统计，年产5000吨的43%甲基肼，其能耗占其总成本的56%左右。

此法产品收率较低、能耗大、三废多、成本高。因此，化工领域需要研发出一种生产效率高、能耗低、产生三废少的甲基肼的合成反应器、合成装置和合成方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种合成反应器和氯胺法合成甲基肼装置和方法；该反应器、合成装置、合成方法联合制备得到的甲基肼生产效率高、能耗低、产生三废少、成本低廉。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种合成反应器，所述合成反应器设有多支夹套管和连接弯头，在所述夹套管设有流动反应介质的内管和套在内管之外的外管，夹套管的两端设有封装法兰，在所述封装法兰与夹套管的内管和外管之间形成调温介质流动空间，在所述外管设有调温介质入口管和调温介质出口管；在所述连接弯头的两端设有连接法兰，所述多支夹套管的两端通过连接弯头首尾相接，排列在首位的夹套管的一端作为合成反应器的反应介质入口，排列在末尾的夹套管的一端作为合成反应器的反应介质出口；所述夹套管的调温介质入口管和调温介质出口管分别连接调温介质的输入管道和调温介质的输出管道。

更进一步，在所述合成反应器中设有温度传感器，所述温度传感器是热电偶传感器或热电阻传感器。

更进一步，在所述夹套管的内管的通径是DN10～DN300，所述夹套管的外管的通径是DN25～DN350，单只夹套管的长度为0.2米～10米，多支夹套管的长度之和为1米～100米；所述夹套管的调温介质入口管和调温介质出口管的轴线以夹套管的轴线为中心设有45～180°夹角；所述连接弯头是45～180°弯头。

更进一步，在所述夹套管的内管中装有高效混合填料，在内管的两端设有固定填料的格栅；所述高效混合填料是有孔隙结构的填充物，填充物的形状包括环状、马鞍状、弹簧状、波纹管片、交叉片、螺旋管状、圆柱状、网格状；高效混合填料的孔隙率为0～85%。

更进一步，所述合成反应器根据内管反应介质吸放热量的情况设有一路或多路调温介质的进出口。

更进一步，在所述夹套管的外管的两端设有调温介质入口管和调温介质出口管，调温介质入口管和调温介质出口管的轴线以夹套管的轴线为中心设有180°夹角，在所述调温介质入口管和调温介质出口管的端头分别设有连接法兰； 

所述连接弯头是180°弯头，所述多支夹套管以轴线相互平行方式并行排列；

相邻两只夹套管的调温介质入口管和调温介质出口管互相连接，排列在首位的夹套管的调温介质入口管作为合成反应器的调温介质入口，排列在末尾的夹套管的调温介质出口管作为合成反应器的调温介质出口。

本发明的目的是通过以下另一技术方案实现的：

一种氯胺法合成甲基肼装置，包括氨水制备单元、氢氧化钠制备单元、次氯酸钠制备单元、甲基肼生成单元；其特征在于：