超重力动态液膜式连续化反应器

一、设备简介及技术优势

超重力动态液膜式连续化反应器由青岛天惠辰科技有限公司联合青岛帝威精工机电有限公司共同研发而成，其结构如图1所示，属于国内首台套，该产品拥有3项国家专利支撑。该套装置主要是设计了具有独特结构的组合桨叶，在高速旋转的条件下（1400r/min）将待反应的多相物料进行高效混合并剪切（阻止包浆对反应收率的影响），然后在超重力作用下在反应器壁面形成薄膜进行高效传热。

图1 超重力动态液膜式连续化反应器

该连续化反应器具有如下的特点：

（1）适用于固-液、液-液以及有其他产生的反应，尤其是适用于产品为固相或者是粘稠性液体的反应情况。也可以适用于反应蒸馏，例如盐酸羟胺的合成。

（2）独特的集装式机械密封，机封拆装方便，可用于3Mpa，280℃的反应。

（3）操作弹性好，混合效果好，可自主控制进料流量和物料的停留时间；

（4）多段式独立的传热装置设计，便于连续化设备对反应温度的分段精准控制。

（5）转速高，可以达到1400r/min，在离心力和刮板的作用下，可以处理粘稠性的物料。另外可以方便地调整转速，有助于实验条件优化。

（6）操作可视化，侧面配备视镜，可以实时观测反应的现象。

二、应用案例

（1）该设备开发完成后首先进行了5-硝基苯并咪唑酮的合成反应，属于固体颗粒浆料参加的固-液硝化反应，产品属于高粘度流体，流动性差。其现场实验装置如图2所示，得到了非常好的反应效果，产品纯度检测结果可达99.4%，高于传统的动态管式反应器。

图2 5-硝基苯并咪唑酮的实验过程

（2）基于氨基安替比林亚硝化的连续化工艺应用。该反应原料是液体，产品是固体，属于液-液反应并产生固体的强放热硝化反应。反应生成的亚硝酸在高温时分解，有副产物氮氧化物气体逸出。采用新型的超重力液膜反应器可以通过反应器设置的气体出口，将产生的氮氧化物气体在大于设定的压力情况下排出，经过密闭系统后进入到反应器入口处进行闭路循环使用，解决了反应常规的气体排放引发的环保问题，并保证了反应收率。其在现场实验时的装置如图3所示。

图3 用于液-液硝化反应的超重力动态液膜式连续化反应器