一种适用于石油磺酸盐生产的加强传质、传热反应器

摘要

一种适用于石油磺酸盐生产的加强传质、传热反应器，本发明属于石油磺化反应装置领域，包括罐体，罐体内固定安装上支撑环与下支撑环，上支撑环内和下支撑环内分别设有数个转动环，上支撑环的内周和下支撑环的内周分别与对应的最外侧的转动环的外周通过密封轴承转动连接，下支撑环的底侧固定连接圆盒的顶侧，连接管的下端与圆盒内部相连通，罐体上依次开设出气孔、废气孔、出料口及排渣孔，罐体上固定安装能够驱动内外相邻的转动环反向转动的驱动装置。通过连接管的错位转动，对雾化后的原料油和磺化剂进行充分搅拌，增加原料油与磺化剂混合效果，同时通过连接管内部的冷气对连接管进行降温，使原料油和磺化剂反应温度保持适当温度。

说明书

技术领域

本发明属于石油磺化反应装置领域，具体地说是一种适用于石油磺酸盐生产的加强传质、传热反应器。

背景技术

石油磺酸盐是石油及其馏份为原料，用磺化剂磺化，再用碱中和而制成的产品。作为磺化原料的石油组分，虽然经过一定的精制处理，脱除了大部分的胶质沥青质以及硫氮氧等非理想组分，但因原料组分复杂，三氧化硫与石油组分磺化过程中极易产生酸渣，既降低了磺酸盐收率，又对环境造成严重污染，为避免过度磺化，需要使原料油与磺化剂充分混合，同时降低反应温度，故而我们设计了一种能够加强传质与传热反应器。

发明内容

本发明提供一种适用于石油磺酸盐生产的加强传质、传热反应器，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种适用于石油磺酸盐生产的加强传质、传热反应器，包括罐体，罐体内固定安装上支撑环与下支撑环，上支撑环内和下支撑环内分别设有数个转动环，上支撑环的内周和下支撑环的内周分别与对应的最外侧的转动环的外周通过密封轴承转动连接，大直径的转动环的内周与相邻小直径的转动环的外周通过密封轴承转动连接，上侧的转动环与下侧对应的转动环分别通过数个连接管相连接，连接管的上下两端穿过对应的转动环，最内侧的转动环的内周分别通过密封轴承转动连接支撑板的外周，上侧的支撑板上开设两个第一通孔，第一通孔内固定安装注料管，注料管的上端穿过罐体的顶部并与罐体固定连接，注料管的下部分别固定安装一列数个雾化喷嘴，下支撑环上均匀开设数个第一过滤孔，下支撑环的底侧固定连接圆盒的顶侧，连接管的下端与圆盒内部相连通，圆盒底部的预留孔内固定安装冷气管，冷气管的下端穿过罐体的底部并与罐体固定连接，罐体上依次开设出气孔、废气孔、出料口及排渣孔，罐体上固定安装能够驱动内外相邻的转动环反向转动的驱动装置。

如上所述的一种适用于石油磺酸盐生产的加强传质、传热反应器，所述驱动装置包括驱动电机，上支撑环内的转动环的顶侧分别固定安装内外齿环，相邻的内外齿环之间设有传动齿轮，罐体上固定安装驱动电机，其中一个传动齿轮固定安装在驱动电机的转轴上，其余的传动齿轮转动安装在罐体上。

如上所述的一种适用于石油磺酸盐生产的加强传质、传热反应器，所述连接管的上方设有转轴，转轴转动安装在对应的转动环上，转轴的上端固定安装小齿轮，小齿轮的一侧啮合配合设有大齿轮，大齿轮转动安装在对应的转动环上，大齿轮与对应的内外齿环的外周啮合配合，转轴外周的下端通过轴承转动连接转环的内周，转环的外周通过轴承转动连接数个支撑轴的内端，支撑轴的外周固定安装驱动齿轮，转轴的下端固定安装面齿轮，驱动齿轮分别与面齿轮啮合配合，转环与转轴通过数个拉簧相连接，支撑轴的外端固定安装扇叶板。

如上所述的一种适用于石油磺酸盐生产的加强传质、传热反应器，所述罐体的内周开设环形槽，环形槽的顶侧固定连接套管的上端，套管内周的下端与下支撑环的外周固定连接，套管上均匀开设第二过滤孔。

如上所述的一种适用于石油磺酸盐生产的加强传质、传热反应器，所述上支撑环与下支撑环之间设有活动板，活动板的外周能够与罐体的内周、套管的内周滑动接触配合，活动板内设有数个移动环，移动环与下方的转动环一一对应，移动环上对应连接管分别开设第二通孔，连接管通过第二通孔穿过对应的移动环，大直径的移动环的内周与内侧相邻的小直径的移动环的外周通过密封轴承转动连接，最外侧的移动环的外周与活动板的内周通过密封轴承转动连接，活动板上均匀开设数个漏孔与数个第三通孔，上支撑环上对应第三通孔开设第四通孔，第四通孔的内周通过密封轴承转动连接往复丝杠外周的上端，往复丝杠的外周螺纹配合安装丝母，丝母的外周与第三通孔的内周固定连接，往复丝杠的上端通过单向轴承转动安装齿轮，齿轮分别与最外侧的内外齿环啮合配合。

本发明的优点是：本发明结构简单，构思巧妙，通过连接管的错位转动，对雾化后的原料油和磺化剂进行充分搅拌，增加原料油与磺化剂混合效果，同时通过连接管内部的冷气对连接管进行降温，使原料油和磺化剂反应温度保持适当温度。使用本发明时，首先通过驱动装置带动上侧的转动环转动，内外相邻的转动环转动方向相反，上侧的转动环通过连接管带动下侧的转动环同步转动，连接管错位转动，然后将冷却气体通过冷气管注入圆盒内，圆盒内的冷气进入连接管内，对连接管进行降温，连接管内的冷气进入上腔后通过出气孔排出罐体，然后将原料油与磺化剂分别通过高压泵泵入对应的注料管，原料油与磺化剂通过雾化喷嘴雾化后喷向连接管，连接管对原料油的雾化气和磺化剂的雾化气进行搅拌，使原料油与磺化剂充分混合进行磺化反应；磺化后形成的液体通过第一过滤孔进入罐体的底部，并通过出料口排出罐体，磺化反应形成的废气通过废气孔排出，反应形成的酸渣能够通过排渣孔清理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ局部放大图；图3是图1的Ⅱ局部放大图；图4是图1的A向视图；图5是图3的Ⅲ局部放大图；图6是图5的B向视图。

附图标记：1、罐体，2、上支撑环，3、下支撑环，4、转动环，5、连接管，6、支撑板，7、第一通孔，8、注料管，9、雾化喷嘴，10、第一过滤孔，11、圆盒，12、冷气管，13、出气孔，14、废气孔，15、出料口，16、排渣孔，17、密封盖，20、驱动电机，21、内外齿环，22、传动齿轮，30、转轴，31、小齿轮，32、大齿轮，33、转环，34、支撑轴，35、驱动齿轮，36、面齿轮，37、拉簧，38、扇叶板，39、轴座，40、环形槽，41、套管，42、第二过滤孔，50、活动板，51、移动环，52、第二通孔，53、漏孔，54、第三通孔，55、第四通孔，56、往复丝杠，57、丝母，58、齿轮，100、上腔，200、混合腔，300、下腔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

一种适用于石油磺酸盐生产的加强传质、传热反应器，如图1-6所示，包括罐体1，罐体1内固定安装上支撑环2与下支撑环3，上支撑环2的外周与罐体1的内周固定连接，上支撑环2内和下支撑环3内分别设有数个转动环4，转动环4的直径从内向外逐渐增加，直径大的转动环4套装于直径小的转动环4的外周，上支撑环2的上下两侧和下支撑环3的上下两侧分别与对应的转动环4的上下两侧共面，直径相同的转动环4一一对应，上支撑环2的内周和下支撑环3的内周分别与对应的最外侧的转动环4的外周通过密封轴承转动连接，大直径的转动环4的内周与相邻小直径的转动环4的外周通过密封轴承转动连接，上侧的转动环4与下侧对应的转动环4分别通过数个连接管5相连接，上下对应的两个转动环4之间的连接管5均匀圆周分布，连接管5的上下两端穿过对应的转动环4，最内侧的转动环4的内周分别通过密封轴承转动连接支撑板6的外周，上支撑环2、下支撑环3、转动环4、支撑板6及对应的密封轴承将罐体1的内部分隔成相互密封的上腔100、混合腔200与下腔300，连接管5的上端与上腔100相连通，上侧的支撑板6上开设两个第一通孔7，第一通孔7内固定安装注料管8，注料管8的上端穿过罐体1的顶部并与罐体1固定连接，注料管8外周的上端与罐体1上预留孔的内周固定连接，注料管8的下部分别固定安装一列数个雾化喷嘴9，雾化喷嘴9位于两个注料管8的相背侧，雾化喷嘴9位于两个支撑板6之间，注料管8的内部仅通过雾化喷嘴9与罐体1内部相连通，注料管8的下端与下侧的支撑板6固定连接，下支撑环3上均匀开设数个第一过滤孔10，下支撑环3的底侧固定连接圆盒11的顶侧，圆盒11的顶侧开口，连接管5的下端与圆盒11内部相连通，圆盒11底部的预留孔内固定安装冷气管12，冷气管12的下端穿过罐体1的底部并与罐体1固定连接，冷气管12的上端与圆盒11的内部相连通，罐体1上依次开设出气孔13、废气孔14、出料口15及排渣孔16，排渣孔16内通过螺纹安装密封盖17，出气孔13与上腔100相连通，废气孔14、排渣孔16分别与混合腔200相连通，出料口15与下腔300相连通，罐体1上固定安装能够驱动内外相邻的转动环4反向转动的驱动装置。本发明结构简单，构思巧妙，通过连接管5的错位转动，对雾化后的原料油和磺化剂进行充分搅拌，增加原料油与磺化剂混合效果，同时通过连接管5内部的冷气对连接管5进行降温，使原料油和磺化剂反应温度保持适当温度。使用本发明时，首先通过驱动装置带动上侧的转动环4转动，内外相邻的转动环4转动方向相反，上侧的转动环4通过连接管5带动下侧的转动环4同步转动，连接管5错位转动，然后将冷却气体通过冷气管12注入圆盒11内，圆盒11内的冷气进入连接管5内，对连接管5进行降温，连接管5内的冷气进入上腔100后通过出气孔13排出罐体1，然后将原料油与磺化剂分别通过高压泵泵入对应的注料管8，原料油与磺化剂通过雾化喷嘴9雾化后喷向连接管5，连接管5对原料油的雾化气和磺化剂的雾化气进行搅拌，使原料油与磺化剂充分混合进行磺化反应；磺化后形成的液体通过第一过滤孔10进入罐体1的底部，并通过出料口15排出罐体1，磺化反应形成的废气通过废气孔14排出，反应形成的酸渣能够通过排渣孔16清理。

具体而言，如图1、3所示，本实施例所述驱动装置包括驱动电机20，上支撑环2内的转动环4的顶侧分别固定安装内外齿环21，上支撑环2、下支撑环3、转动环4分别与内外齿环21中心线共线，相邻的内外齿环21之间设有传动齿轮22，传动齿轮22分别与对应的内外齿环21的内周或外周啮合配合，罐体1上固定安装驱动电机20，其中一个传动齿轮22固定安装在驱动电机20的转轴上，其余的传动齿轮22转动安装在罐体1上，驱动电机20固定安装在罐体1的顶侧，驱动电机20的转轴外周与罐体1上的预留孔的内周通过密封轴承转动连接。驱动电机20通电时，驱动电机20的转轴带动对应的传动齿轮22正反转动，传动齿轮22带动对应的两个内外齿环21转动，且两个内外齿环21转动方向相反，内外齿环21通过传动齿轮22带动其余的内外齿环21转动，内外齿环21带动对应的转动环4转动，从而使内外相邻的转动环4反向转动。

具体的，如图1、3、5、6所示，本实施例所述连接管5的上方设有转轴30，转轴30转动安装在对应的转动环4上，转轴30外周的上部通过轴承转动安装轴座39，轴座39固定安装在与对应的连接管5、转动环4固定连接的内外齿环21上，转轴30的上端固定安装小齿轮31，小齿轮31的一侧啮合配合设有大齿轮32，大齿轮32转动安装在对应的转动环4上，大齿轮32与对应的内外齿环21的外周啮合配合，最内侧的大齿轮32与固定安装在上侧的支撑板6上的环形齿轮啮合配合，转轴30外周的下端通过轴承转动连接转环33的内周，转环33的外周通过轴承转动连接数个支撑轴34的内端，数个支撑轴34均匀圆周分布在转环33的外周，支撑轴34的外周固定安装驱动齿轮35，转轴30的下端固定安装面齿轮36，驱动齿轮35分别与面齿轮36啮合配合，转环33与转轴30通过数个拉簧37相连接，支撑轴34的外端固定安装扇叶板38，转轴30不转动时，扇叶板38处于竖向状态。当转动环4带动大齿轮32公转转动时，大齿轮32沿对应的内外齿环21或环形齿轮滚动，大齿轮32自转并带动小齿轮31、转轴30、面齿轮36自转转动，转轴30带动拉簧37、转环33、支撑轴34、扇叶板38转动，扇叶板38快速公转转动，空气对扇叶板38形成阻力，扇叶板38带动支撑轴34、转环33沿转轴30的轴线转动，使转环33相对转轴30转动一定角度，拉簧37被继续拉伸，驱动齿轮35沿面齿轮36滚动，驱动齿轮35带动支撑轴34、扇叶板38自转转动一定角度，此时扇叶板38随转轴30快速转动能够形成向上的吸力，从而使连接管5内的冷气向上移动；扇叶板38由图6所示的竖向状态，自转转动时，正向转动角度与反向转动角度最大均不超过九十度，当转轴30自转转动速度越大，扇叶板38所受的空气阻力越大，扇叶板38自转转动角度越大，扇叶板38向上抽提冷气的效果减低，又由于扇叶板38随转轴30公转转动速度增加，扇叶板38向上抽提冷气的效果增加，从而使扇叶板38随转轴30公转转动速度增加时，扇叶板38向上抽提冷气的效果变化不大，使冷气经过连接管5的速度变化不大。

进一步的，如图1、2所示，本实施例所述罐体1的内周开设环形槽40，环形槽40使混合腔200与下腔300相连通，环形槽40的顶侧固定连接套管41的上端，套管41的内周与罐体1的内周在同一曲面内，套管41内周的下端与下支撑环3的外周固定连接，套管41上均匀开设第二过滤孔42。反应后形成的液体能够通过第二过滤孔42进入环形槽40内，最终流入罐体1的底部，减少第一过滤孔10堵塞时影响下支撑环3上的液体进入罐体1的底部。

更进一步的，如图1、2所示，本实施例所述上支撑环2与下支撑环3之间设有活动板50，活动板50的外周能够与罐体1的内周、套管41的内周滑动接触配合，活动板50内设有数个移动环51，移动环51与下方的转动环4一一对应，移动环51上对应连接管5分别开设第二通孔52，连接管5通过第二通孔52穿过对应的移动环51，第二通孔52的内周与连接管5的外周滑动接触配合，大直径的移动环51的内周与内侧相邻的小直径的移动环51的外周通过密封轴承转动连接，最外侧的移动环51的外周与活动板50的内周通过密封轴承转动连接，活动板50上均匀开设数个漏孔53与数个第三通孔54，上支撑环2上对应第三通孔54开设第四通孔55，第三通孔54与对应的第四通孔55轴线共线，第四通孔55的内周通过密封轴承转动连接往复丝杠56外周的上端，往复丝杠56的外周螺纹配合安装丝母57，丝母57的外周与第三通孔54的内周固定连接，往复丝杠56的下端与下支撑环3的顶侧通过轴承转动连接，往复丝杠56的上端通过单向轴承转动安装齿轮58，齿轮58分别与最外侧的内外齿环21啮合配合。当最外侧的内外齿环21正反转动时带动齿轮58正反转动，齿轮58正向转动时通过单向轴承带动往复丝杠56转动，往复丝杠56转动带动丝母57上下移动，丝母57带动活动板50、移动环51上下往复移动，活动板50将罐体1内壁的石油酸渣刮掉，移动环51将连接管5外周附着的石油酸渣刮掉，使连接管5保持良好的冷却效果，齿轮58反向转动时，活动板50与移动环51保持固定高度，对连接管5起到支撑作用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。