專利名稱：用于多相反應(yīng)的撞擊流內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于石油和化工行業(yè)中多相反應(yīng)過程，尤其是原料或產(chǎn)物中包括有固體或絮體或不互溶液體的反應(yīng)過程的連續(xù)式撞擊流反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
對于石油和化工過程中屬于外擴(kuò)散控制的多相反應(yīng)尤其是反應(yīng)原料或產(chǎn)物中含有固體或絮狀體的不互溶液液反應(yīng)，要求反應(yīng)器既能為反應(yīng)物料提供充分的混合空間和最大限度的返混，又能保證反應(yīng)器中不出現(xiàn)局部堵塞現(xiàn)象。
工業(yè)上液液反應(yīng)最常用的反應(yīng)器是帶攪拌設(shè)施的間歇式釜式攪拌反應(yīng)器。這種反應(yīng)器的缺點是器內(nèi)返混不均勻，攪拌效率不高，而且不適合連續(xù)操作。中國專利ZL 00230326.4介紹了一種浸沒循環(huán)撞擊流反應(yīng)器，撞擊流反應(yīng)器提高了混合效率，而且使得器內(nèi)物料混合比常規(guī)攪拌釜式反應(yīng)器均勻。由于這種反應(yīng)器的設(shè)計考慮到反應(yīng)體系中氣相的存在，因此在反應(yīng)器上部預(yù)留了氣相空間，這導(dǎo)致導(dǎo)流筒和螺旋槳都不能裝在反應(yīng)器的中間，這種攪拌器件空間位置上的不均勻直接影響了反應(yīng)器內(nèi)物料混合的均勻性。另一方面，反應(yīng)器底部的反應(yīng)物料接觸的是器壁而上部的物料接觸的是氣相空間，這又導(dǎo)致這兩部分物料所處的物理和化學(xué)環(huán)境都有差別，從而進(jìn)一步影響到器內(nèi)物料在化學(xué)反應(yīng)方面的均勻性。為了適應(yīng)敞口操作，該專利反應(yīng)器設(shè)計裝有頂蓋，而這種不均衡的結(jié)構(gòu)加上平板頂蓋導(dǎo)致了反應(yīng)器的強(qiáng)度受到影響，整體耐壓性能下降。另外，這些反應(yīng)設(shè)備都具有運動部件(攪拌器或螺旋槳等)，運動部件一般具有以下不足。首先，由于安裝此類螺旋槳的電機(jī)軸是懸臂結(jié)構(gòu)，如果軸較長或轉(zhuǎn)速較快，容易引起螺旋槳及電機(jī)軸的振動。其次，安裝螺旋槳的電機(jī)軸在反應(yīng)器壁上需安裝軸封結(jié)構(gòu)，增加了反應(yīng)器的制造成本，長期運轉(zhuǎn)軸封結(jié)構(gòu)容易損壞，影響反應(yīng)器的長期運行。最后，這種結(jié)構(gòu)將運動部件設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，而運動部件在運轉(zhuǎn)過程中可能發(fā)生故障的機(jī)率較大，此時需要將反應(yīng)過程停下來進(jìn)行維修，影響裝置的連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，也對上下游配套裝置產(chǎn)生一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有裝置的不足，提供一種可以適應(yīng)石油化工過程中要求連續(xù)反應(yīng)，又要求物料在器內(nèi)快速混合均勻結(jié)構(gòu)簡單的反應(yīng)器。
本實用新型的基本部件包括圓筒形反應(yīng)器外殼，反應(yīng)物流在反應(yīng)器內(nèi)相向流動撞擊混合，對稱安裝在反應(yīng)器殼體內(nèi)兩端中央的導(dǎo)流筒，進(jìn)料口安裝在導(dǎo)流筒入口處，出料口設(shè)置在反應(yīng)器簡體任意位置。
上述導(dǎo)流筒可以是對稱設(shè)置的1～6對，一般情況下可以設(shè)置1對，如果反應(yīng)器規(guī)模較大，也可以設(shè)置2～6對。如果反應(yīng)器殼體內(nèi)采用一對(對稱的兩個)導(dǎo)流筒，則與圓筒式反應(yīng)器同軸心，如果設(shè)置多對導(dǎo)流筒，則每側(cè)都采用緊密排列形式設(shè)置在反應(yīng)器筒體兩端中間。導(dǎo)流筒外側(cè)邊緣與反應(yīng)器兩端留有適宜空隙或通道，使循環(huán)的物料進(jìn)入導(dǎo)流筒入口。對稱的一對導(dǎo)流筒相距適宜距離，構(gòu)成主要混合及反應(yīng)區(qū)域。導(dǎo)流筒可以固定在反應(yīng)器筒體上，也可以固定在反應(yīng)筒兩端的密封結(jié)構(gòu)(如封頭)上。高速進(jìn)入的物料從反應(yīng)器兩端向中間處流動并形成碰撞，在導(dǎo)流筒外側(cè)和反應(yīng)器殼體間循環(huán)回導(dǎo)流筒入口。導(dǎo)流筒一般為中空的圓筒狀，也可以是帶有一定角度的錐臺形筒，設(shè)置方向可以任意。進(jìn)料從反應(yīng)器兩端引入導(dǎo)流筒入口，也可以從反應(yīng)器圓筒形外殼開口引入進(jìn)料管線。可以從一對導(dǎo)流筒入口引入進(jìn)料，最好從每對導(dǎo)流筒入口同時引入進(jìn)料。反應(yīng)物料的通過上游裝置或反應(yīng)器入口增壓泵打入反應(yīng)器。出料口設(shè)在反應(yīng)器的端部。由于反應(yīng)器內(nèi)物料得到了均勻的混合，實際上出料口可以設(shè)在反應(yīng)器壁上任意位置。為了檢修和清理方便，可以在反應(yīng)器底部設(shè)一排凈口。圓筒形反應(yīng)器兩側(cè)可以采用封頭實現(xiàn)密封，反應(yīng)器簡體和封頭之間可以采用法蘭聯(lián)接方式。上述各種結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)可以根據(jù)反應(yīng)器規(guī)模和物料的性質(zhì)，根據(jù)本領(lǐng)域一般知識設(shè)計確定。
本實用新型的連續(xù)式撞擊流反應(yīng)器采用管道式外殼和與外殼同軸心的導(dǎo)流筒，使反應(yīng)器內(nèi)的物料完全處于相同的物理和化學(xué)環(huán)境，具有比其它撞擊流反應(yīng)器更高效率的混合和反應(yīng)均勻性。對于全返混式反應(yīng)器，總有部分物料沒經(jīng)充分反應(yīng)就從出料口帶出。減少沒有充分反應(yīng)的物料出裝置的唯一方法就是盡量提高器內(nèi)物料的均勻性，因此本反應(yīng)器有比現(xiàn)有撞擊流反應(yīng)器更高的反應(yīng)效率。對于外擴(kuò)散控制的快速反應(yīng)過程，本反應(yīng)器更加適合。
本實用新型的連續(xù)式撞擊流反應(yīng)器采用管道式外殼和與外殼同軸心的導(dǎo)流筒，使反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)過反應(yīng)的物料均勻充滿整個反應(yīng)器體積，更加適合石油化工行業(yè)中的大規(guī)模連續(xù)式反應(yīng)過程。本實用新型的連續(xù)式撞擊流反應(yīng)器采用受力均勻的圓筒式外殼，而且反應(yīng)器內(nèi)的物料均勻充滿整個反應(yīng)器體積，使反應(yīng)器整體耐壓性能得以提高，更適合石油化工行業(yè)常見的帶壓力操作。該反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)簡單，故障率更低，因此更適合工業(yè)規(guī)模的反應(yīng)過程。


圖1是本實用新型連續(xù)式撞擊流反應(yīng)器的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的內(nèi)容和實施方法。
本實用新型的基本部件包括圓筒形反應(yīng)器外殼1；對稱安裝在反應(yīng)器殼體內(nèi)的兩個導(dǎo)流筒2，導(dǎo)流筒最好安裝在與反應(yīng)器同軸心的位置；分別對稱安裝在兩個導(dǎo)流筒進(jìn)料端的進(jìn)料管線3。進(jìn)料管線3可以從反應(yīng)器圓筒形外殼開口引入進(jìn)料管線，也可以從反應(yīng)器兩端引入進(jìn)料管線，可以從一對導(dǎo)流筒入口引入進(jìn)料，也可從兩對以上導(dǎo)流筒入口同時引入進(jìn)料。經(jīng)撞擊反應(yīng)后的物料經(jīng)循環(huán)區(qū)4循環(huán)回導(dǎo)流筒入口，部分經(jīng)出料口5離開反應(yīng)器。出料口5設(shè)在反應(yīng)器的端部離進(jìn)料口較遠(yuǎn)的一側(cè)。由于反應(yīng)器內(nèi)物料得到了均勻的混合，實際上出料口可以設(shè)在反應(yīng)器壁上任意位置。為了檢修和清理方便，也可以在反應(yīng)器底部設(shè)一排凈口。
本實用新型的連續(xù)式撞擊流反應(yīng)器主要為要求快速和充分混合的多相連續(xù)反應(yīng)過程所設(shè)計。原料經(jīng)進(jìn)料口3引入導(dǎo)流筒入口，在撞擊面6與從另一個導(dǎo)流筒相向而來的物料高速相撞發(fā)生強(qiáng)力混合，然后部分物料經(jīng)導(dǎo)流筒外反應(yīng)器殼內(nèi)的環(huán)形空間循環(huán)回導(dǎo)流筒入口進(jìn)行再次撞擊混合。根據(jù)工藝條件要求的反應(yīng)時間確定進(jìn)料速率。部分反應(yīng)物料經(jīng)出料口5連續(xù)出裝置送到下一工序。
進(jìn)入反應(yīng)器的原料的壓頭可以由上游裝置提供，也可以由反應(yīng)器入口增壓泵提供。如果原料中不含固相，則原料進(jìn)入反應(yīng)器前還可以先經(jīng)過靜態(tài)混合器預(yù)混合再分成兩股從反應(yīng)器兩端引入反應(yīng)器。
權(quán)利要求1.一種用于多相反應(yīng)的撞擊流內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)物流在反應(yīng)器內(nèi)相向流動撞擊混合，反應(yīng)器包括密閉式反應(yīng)器外殼，對稱安裝在反應(yīng)器殼體內(nèi)兩端中央的導(dǎo)流筒，進(jìn)料口安裝在兩端導(dǎo)流筒入口處，出料口設(shè)置在反應(yīng)器筒體上。
2.按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述的導(dǎo)流筒是對稱設(shè)置的1～6對。
3.按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述的導(dǎo)流筒外側(cè)邊緣與反應(yīng)器兩端留有適宜空隙或通道，對稱的導(dǎo)流筒相距適宜距離，構(gòu)成主要混合及反應(yīng)區(qū)域。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征在于所述的導(dǎo)流筒固定在反應(yīng)器筒體上，或固定在反應(yīng)筒兩端的密封結(jié)構(gòu)上。
5.按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述的進(jìn)料口安裝在導(dǎo)流筒入口處，可以從反應(yīng)器圓筒形外殼開口引入進(jìn)料管線，也可以從反應(yīng)器兩端引入進(jìn)料管線。
6.按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述出料口設(shè)在反應(yīng)器的上部。
7.按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于在反應(yīng)器底部設(shè)一排凈口。
8.按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述的圓筒形反應(yīng)器兩側(cè)采用封頭實現(xiàn)密封，反應(yīng)器筒體和封頭之間采用法蘭聯(lián)接方式。
9.按照權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)物料通過上游裝置進(jìn)入反應(yīng)器或通過反應(yīng)器入口增壓泵打入反應(yīng)器。
10.按照權(quán)利要求1所述反應(yīng)器，其特征在于原料進(jìn)入反應(yīng)器前還可以先經(jīng)過靜態(tài)混合器預(yù)混合再分成兩股從反應(yīng)器兩端引入反應(yīng)器。
專利摘要本實用新型涉及一種多相物流化學(xué)反應(yīng)方法和用于多相反應(yīng)的撞擊流內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，適用于石油和化工行業(yè)中反應(yīng)物料不互溶或溶解度較小的多相反應(yīng)過程，尤其適用于原料或產(chǎn)物中包括有氣體、固體或絮體而連續(xù)相是液體的反應(yīng)過程。反應(yīng)器采用管式殼體，兩個導(dǎo)流筒安裝于反應(yīng)器中間，反應(yīng)物料分別從兩端送入對稱安裝的導(dǎo)流筒并在反應(yīng)器中部相向撞擊，有效地促進(jìn)了反應(yīng)物料的混合。本實用新型的反應(yīng)方法解決了現(xiàn)有技術(shù)反應(yīng)物料處于不同反應(yīng)環(huán)境或分散強(qiáng)度差的不足，同時反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，整體耐壓性能提高。
文檔編號B01F5/04GK2845906SQ20052009299
公開日2006年12月13日 申請日期2005年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者黎元生, 王海波, 勾連科 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院