專利名稱：液液兩相混合反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液液混合反應(yīng)裝置，尤其是一種適用于對混合及反應(yīng)效果要 求較高、能快速分離的、液液兩相不互溶、且質(zhì)量比例較大的兩相體系的混合反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
液液兩相傳質(zhì)反應(yīng)在化工生產(chǎn)中十分常見。通常采用的混合方式是使用攪拌器使 兩相分散，實現(xiàn)兩相中某些期望反應(yīng)的發(fā)生。對于混合的兩相，一股而言，總有一相在混合 物中所占質(zhì)量比或體積比較大，相應(yīng)地可將混合兩相分別稱為比例大相和比例小相；或者， 總有一相其比重大于另一相，相應(yīng)地可將混合兩相分別稱為重相和輕相。當(dāng)反應(yīng)物之間反應(yīng)速率很快時，反應(yīng)的效果決定于兩相的傳質(zhì)速率。相間的傳質(zhì) 速率由傳質(zhì)系數(shù)和傳質(zhì)面積決定。在已定的條件下，傳質(zhì)系數(shù)的提高是不現(xiàn)實的，所以通過 增大傳質(zhì)面積是化工生產(chǎn)過程中用于強化傳質(zhì)的主要方法。液液兩相的分散可有效的增大 傳質(zhì)面積，兩相的分散技術(shù)尤為重要。現(xiàn)有技術(shù)中，液液兩相的混合反應(yīng)一股在反應(yīng)器中進行，現(xiàn)有反應(yīng)器結(jié)構(gòu)大致如 下，反應(yīng)器本體上分別設(shè)置有供兩相進入的兩個進料口及攪拌器，該攪拌器的轉(zhuǎn)速通常是 可調(diào)的，以便適應(yīng)不同的反應(yīng)要求，反應(yīng)器本體底部設(shè)置有混合相出口，進料口均處于反應(yīng) 器上部，混合后的兩相從底部流出。在不均相反應(yīng)中該進料方式容易造成兩相或多相的分 離。輕相上浮，重相從底部混合相出口流出，致使輕相未能充分接觸重相而影響混合反應(yīng)效 果。另外，對于液液兩相不互溶的兩相體系的混合反應(yīng)，主要是通過強力攪拌來實現(xiàn)，而強 力攪拌又一股是通過提高攪拌器的轉(zhuǎn)速和改變攪拌器形狀來達到的。實際生產(chǎn)中，部分的 化工單元，既要求不互溶兩相能實現(xiàn)最大可能的混合，又要求在混合后能通過簡單的方法 實現(xiàn)快速的凝并，即兩相的分層。具有強力攪拌能力的反應(yīng)器能實現(xiàn)兩相的均勻混合，但是 在兩相分離過程中存在一定困難，同時，當(dāng)攪拌速率提高至一定值時，分散效果就不會有顯 著的改善，且有可能出現(xiàn)乳化現(xiàn)象。對于一些對混合及反應(yīng)效果要求較高的化工單元操作， 通過簡單的強力攪拌方式難于達到期望的結(jié)果，特別對于兩相比例差較大的情形，單純采 用強力攪拌方式是難于實現(xiàn)均勻混合的。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有液液兩相反應(yīng)器在兩相比例差較大時難于實現(xiàn)均勻混合的不足，本 實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在兩相比例差較大時促進均勻混合的液液 兩相反應(yīng)器。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是液液兩相反應(yīng)器，包括帶有攪 拌器的反應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體上設(shè)置有上下布置的第二進料口和第一進料口，反應(yīng)器本 體上還設(shè)置有混合相出口，所述第一進料口處設(shè)置有分布器。所述混合相出口位于反應(yīng)器本體的底部，第二進料口在上而第一進料口在下，所 述第一進料口由混合相出口向反應(yīng)器本體的內(nèi)部伸出，第一進料口的位置高于混合相出口，所述分布器的出口向上。所述分布器為一個或一組噴嘴，或塔形分布器。所述反應(yīng)器本體的內(nèi)壁上設(shè)置有擋板。所述第一進料口為輕相的進料口，所述第二進料口為重相的進料口。 所述第一進料口為比例小相的進料口，所述第二進料口為比例大相的進料口。所述混合相出口位于反應(yīng)器本體的底部，第二進料口在下而第一進料口在上，所 述分布器的出口向下且處于整個反應(yīng)器高度由底部往上的1/3至1/2處。本實用新型的有益效果是很好的實現(xiàn)了不互溶兩相的傳質(zhì)反應(yīng)，尤其適用于對 混合及反應(yīng)效果要求較高，能快速分離的液液兩相不互溶且質(zhì)量比例較大的兩相體系中， 例如二甲基二氯硅烷水解物的中和反應(yīng)，同時可降低能源消耗。

圖1是現(xiàn)有混合反應(yīng)器的示意圖。圖2是本實用新型反應(yīng)器的其中一個實施例的示意圖。圖3是本實用新型反應(yīng)器的另一個實施例的示意圖。圖中標記為，1-攪拌器，2-擋板，3-分布器，4-反應(yīng)器本體，5-第一進料口，6_第 二進料口，7-混合相出口。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖2和圖3所示，本實用新型的液液兩相混合反應(yīng)器，包括帶有攪拌器1的反應(yīng) 器本體4，反應(yīng)器本體4上設(shè)置有上下布置的第二進料口 6和第一進料口 5，反應(yīng)器本體4 上還設(shè)置有混合相出口 7，所述第一進料口 5處設(shè)置有分布器3。反應(yīng)器本體4的兩個進料 口上下布置，其中一相在進入時通過分布器3分流，被均勻分散至另一相中，相對于現(xiàn)有的 混合反應(yīng)器而言，在相同的攪拌器轉(zhuǎn)速下，其混合效果已有相當(dāng)?shù)母纳?。如圖2所示，為更加充分的混合兩相，宜使所述混合相出口 7位于反應(yīng)器本體4的 底部，第二進料口 6在上而第一進料口 5在下，所述第一進料口 5由混合相出口 7向反應(yīng)器 本體4的內(nèi)部伸出，第一進料口 5的位置高于混合相出口 7，所述分布器3的出口向上。混 合相在重力作用下向下流動，與從分布器3內(nèi)出來的物質(zhì)可在反應(yīng)器底部形成湍流，可以 更加充分的混合兩相。如圖2所示，所述分布器3為一個或一組噴嘴，或塔形分布器。也可采用目前已知 的其它化工常用分散裝置。如圖2所示，所述反應(yīng)器本體4的內(nèi)壁上設(shè)置有擋板2，可利用攪拌器1的攪拌槳 及所述擋板2形成湍流，更有助于實現(xiàn)兩相中某些目標物質(zhì)的充分離析。如圖2所示，宜以所述位于下部的第一進料口 5作為輕相的進料口，而以所述位于 上部的第二進料口 6為重相的進料口，輕相以絲縷狀在重相中上浮，重相向下沉，形成上下 的物質(zhì)對流，更有利于充分混合兩相。此外，多數(shù)情況下，以所述第一進料口 5為比例小相的進料口，所述第二進料口 6 為比例大相的進料口，比例大相是以連續(xù)相存在于反應(yīng)器本體4內(nèi)的，反應(yīng)器本體4內(nèi)的湍流程度可以通過改變攪拌器轉(zhuǎn)速來調(diào)整，以保證比例小相通過分布器3后，在比例大相中 保持極細的線狀分布而不是以很小的液滴形式存在，更有利于充分混合兩相，避免乳化現(xiàn) 象的發(fā)生。無論進料口如何設(shè)置，混合相出口 7 —股均設(shè)置在底部。如圖3所示，當(dāng)比例小相相對于比例大相其比重較大時，使所述混合相出口 7位于 反應(yīng)器本體4的底部，第二進料口 6在下而第一進料口 5在上，所述分布器3的出口向下且 處于整個反應(yīng)器高度由底部往上的1/3至1/2處，分布器3位于反應(yīng)器內(nèi)液相中，以利于充 分混合兩相。以原來的反應(yīng)器和圖2所示的反應(yīng)器應(yīng)用在二甲基二氯硅烷水解物的中和反應(yīng) 過程中作對比實驗，過程參見如下實施例一 四。實施例一(使用原來的反應(yīng)器):在攪拌的條件下，向反應(yīng)器內(nèi)分別從反應(yīng)器上部以20m3/h連續(xù)加入10% (wt) NaOH溶液，以2m3/h連續(xù)加入二甲基二氯硅烷水解物。混合反應(yīng)后的兩相混合物從底部流 入分層器，從分層器上層得到水解物。攪拌器轉(zhuǎn)速調(diào)為額定轉(zhuǎn)速的一半，器內(nèi)維持控制在 85°C。分析檢測二甲基二氯硅烷水解物在中和前、后的pH值，結(jié)果見表一。實施例二(使用本實用新型的反應(yīng)器)在攪拌的條件下，向反應(yīng)器本體4內(nèi)分別通過第二進料口 6以20m3/h連續(xù)加入 10% (Wt)NaOH溶液，以2m3/h通過第一進料口 5經(jīng)分布器3后連續(xù)加入二甲基二氯硅烷水 解物?；旌戏磻?yīng)后的兩相混合物從混合相出口 7流入分層器，從分層器上層得到水解物。攪 拌器轉(zhuǎn)速調(diào)為額定轉(zhuǎn)速的一半，器內(nèi)維持控制在85°C。分析檢測二甲基二氯硅烷水解物在 中和前、后的PH值，結(jié)果見表一。實施例三(使用原來的反應(yīng)器)在攪拌的條件下，向反應(yīng)器內(nèi)分別從反應(yīng)器上部以20m3/h連續(xù)加入10% (wt) NaOH溶液，以2m3/h連續(xù)加入二甲基二氯硅烷水解物。混合反應(yīng)后的兩相混合物從底部流 入分層器，從分層器上層得到水解物。攪拌器轉(zhuǎn)速調(diào)至最大，器內(nèi)維持控制在85°C。分析檢 測二甲基二氯硅烷水解物在中和前、后的PH值，結(jié)果見表一。實施例四(使用本實用新型的反應(yīng)器)在攪拌的條件下，向反應(yīng)器本體4內(nèi)分別通過第二進料口 6以20m3/h連續(xù)加入 10% (wt)NaOH溶液，以2m3/h通過第一進料口 5經(jīng)分布器3后連續(xù)加入二甲基二氯硅烷水 解物?；旌戏磻?yīng)后的兩相混合物從混合相出口 7流入分層器，從分層器上層得到水解物。攪 拌器轉(zhuǎn)速調(diào)至最大，器內(nèi)維持控制在85°C。分析檢測二甲基二氯硅烷水解物在中和前、后的 PH值，結(jié)果見表一。表一
權(quán)利要求液液兩相混合反應(yīng)器，包括帶有攪拌器(1)的反應(yīng)器本體(4)，反應(yīng)器本體(4)上設(shè)置有上下布置的第二進料口(6)和第一進料口(5)，反應(yīng)器本體(4)上還設(shè)置有混合相出口(7)，其特征是所述第一進料口(5)處設(shè)置有分布器(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的液液兩相混合反應(yīng)器，其特征是所述混合相出口(7)位于反 應(yīng)器本體(4)的底部，第二進料口(6)在上而第一進料口(5)在下，所述第一進料口(5) 由混合相出口(7)向反應(yīng)器本體(4)的內(nèi)部伸出，第一進料口(5)的位置高于混合相出口 (7)，所述分布器(3)的出口向上。
3.如權(quán)利要求1所述的液液兩相混合反應(yīng)器，其特征是所述分布器(3)為一個或一 組噴嘴，或塔形分布器。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的液液兩相混合反應(yīng)器，其特征是所述反應(yīng)器本體(4)的 內(nèi)壁上設(shè)置有擋板(2)。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的液液兩相混合反應(yīng)器，其特征是所述第一進料口(5)為 輕相的進料口，所述第二進料口(6)為重相的進料口。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的液液兩相混合反應(yīng)器，其特征是所述第一進料口(5)為 比例小相的進料口，所述第二進料口(6)為比例大相的進料口。
7.如權(quán)利要求1所述的液液兩相混合反應(yīng)器，其特征是所述混合相出口(7)位于反 應(yīng)器本體(4)的底部，第二進料口(6)在下而第一進料口(5)在上，所述分布器(3)的出口 向下且處于整個反應(yīng)器高度由底部往上的1/3至1/2處。
專利摘要本實用新型公開了一種能夠在兩相比例差較大時促進均勻混合的液液兩相反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括帶有攪拌器的反應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體上分別設(shè)置有第一進料口和第二進料口，反應(yīng)器本體的底部設(shè)置有混合相出口，第一進料口處設(shè)置有分布器，第一進料口由混合相出口向反應(yīng)器本體的內(nèi)部伸出，第一進料口的位置高于混合相出口，反應(yīng)器本體的內(nèi)壁上設(shè)置有擋板，第一進料口為比例小相的進料口，第二進料口為比例大相的進料口，很好的實現(xiàn)了不互溶兩相的傳質(zhì)反應(yīng)，尤其適用于對混合及反應(yīng)效果要求較高，能快速分離的液液兩相不互溶且質(zhì)量比例較大的兩相體系中，同時可降低能源消耗。
文檔編號B01J19/18GK201701930SQ20102022416
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者劉軍, 夏青, 明瑞楊, 李爭鳴, 王勇武 申請人:瀘州北方化學(xué)工業(yè)有限公司