[实用新型]一种喷射循环反应器

说明书

本实用新型提供一种喷射循环反应器，通过对反应器内部结构进行优化设计，有机胺与溶剂混合物、氯化氢或光气在喷射器内高效混合反应，然后通过喷射器喷嘴喷出，通过连续的喷射循环反应，实现有机胺类化合物完全反应为异氰酸酯产品。

技术领域

本实用新型属于有机化工领域，具体涉及一种用于连续操作的喷射循环反应器。

背景技术

异氰酸酯作为一类重要的有机化工中间体，在工业、农业、医药卫生各方面都有非常广泛的用途。该类化合物广泛应用于聚异氰酸酯、聚氨酯类、聚脲、高聚物粘合剂、杀虫剂、除草剂等的合成。现有主流技术为采用有机胺与光气在惰性溶剂中反应制备异氰酸酯，光气法分为直接法和成盐法，直接法是通过将胺与光气直接制得异氰酸酯；成盐法则首先将相应的胺与酸性气体如氯化氢、二氧化碳等反应制得胺盐，然后将胺盐与光气反应生成异氰酸酯。此类反应为气液两相反应，反应中光气需过量，为了降低光气的过量比，必须有强烈的搅拌来加强传质、传热，使光气和热量很好分散在液相内，加快反应速率，降低副产物的生成，提高反应收率。

专利CN206404772U报道了一种合成异氰酸酯用反应釜，该反应釜在内腔体上部设有混合罐，反应原料首先在该混合罐内反应后，反应液溢流至腔体下部继续反应；该反应釜通过在混合罐内和腔体下部分别设有搅拌器来加强混合，提高合成效率。该专利与传统反应釜相比，通过二级搅拌提高了光气和胺的混合效率，但是光气与有机胺反应还是属于界面反应，并没有达到分子间的充分混合后发生反应，最终导致光气过量比较大，生成副产物较多，光气利用率不高。

专利CN103357363A报道了一种底部回流光气的反应釜合成异氰酸酯，该反应釜将光气冷凝回流液管线从反应釜底部进入，并在入口部位加一逆止阀，冷凝的液相光气全部从反应釜底部经逆止阀回流进入反应液系统，该专利通过将过量光气气体冷凝回用，有效提高了光气的利用率，但是采用搅拌器加强有机胺与光气的混合，该种方式同样是光气与有机胺反应的界面反应，并没有达到分子间的充分混合后发生反应，导致生成副产物较多，降低了异氰酸酯的收率。

从上述例子可以看出，在光气化法合成异氰酸酯的采用设备主要是通过多级搅拌来加强传质、传热；另一方面，通过光气回流反应釜内，提高光气的利用率，但是无论采用哪种方式，光气和有机胺的反应都属于界面反应，并没有达到分子间的混合反应，没有使光气和热量非常均匀地分散在液相内，最终导致副反应产物增多或光气利用率不够。因此，需要寻找一种使光气与有机胺达到分子间的混合反应，工艺连续运行，并且能够降低光气过量比、减少副反应发生的设备。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种喷射循环反应器，有机胺与溶剂混合物，氯化氢或光气在喷射器内快速混合反应然后喷出，通过连续的喷射循环反应，直至反应完全为止，提高氯化氢或光气的实际利用率，降低光气过量比，缩短反应时间，有效减少副反应的发生，进一步提高有机胺类盐酸盐或异氰酸酯的收率。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种喷射循环反应器，该反应器由喷射器1和反应釜5及循环泵6组成，喷射器1与反应釜5及循环泵6通过管线连接，喷射器1通过反应釜5顶部开口插入反应釜5内部，反应釜5底部管线与循环泵6连接，循环泵6出口管线与喷射器1入口管线连接；喷射器1由喷射器喷嘴8、射流区9、气液混合冲击区10、气液扩散区11、吸出管12构成，喷射器1各组成部件同轴连接；反应釜5由反应釜夹套3、导流筒4构成，导流筒4位于反应釜5内部，通过固定支架将导流筒4在反应釜5内部水平截面上等间距分布；原料导入管2，通过反应釜5顶部开口插入反应釜5内部，气体排出管7连接于反应釜5顶部；有机胺与溶剂混合物通过反应原料入口N4口进入反应釜内，然后通过循环泵6出口管线、主动流入口N1口进入喷射器1内，氯化氢或光气通过被动流入口N2口进入喷射器1内，在喷射器1内快速混合反应，然后通过喷射器喷嘴8、中间产物出口N3口喷出，通过连续的喷射循环反应，直至反应完全为止，通过反应产物出口N5口排出反应完全的异氰酸酯产品；未参加反应的氯化氢或光气通过未反应气体出口N6口排出。