[發明專利]用于多相氣體和液體混合物的混合與反應的裝置及其應用

無效

• 申請號: 00803709.4
• 申請日: 2000-02-07
• 公開（公告）號: CN1339982A
• 公開（公告）日: 2002-03-13
• 發明（設計）人: W·布羅伊爾;F·海登雷希;G·耶羅明;H·尤達特
• 申請（專利權）人: 拜爾公司
• 主分類號: B01F5/04
• 分類號: B01F5/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 蔡民軍,趙辛

本發明涉及一種用于多相氣體和液體混合物的混合與反應的裝置，在該裝置中，非均質的可混溶液態均質溶液與溶解了若干種固體或液體物質，或若干種氣體的均質的溶液進行充分的接觸。本發明還涉及上述裝置的應用，以及借助于這種裝置制備碳酸二苯基酯和聚碳酸酯。

把不可混溶的各均質溶液互相混合在一起，以加速這些溶液中的各種物質之間的反應，是公知的。這種混合是借助于攪拌，機械的混合方式等等來實現的，例如，在歐洲專利文獻EP?0?228?670?A2中，要求保護它所描述的用于制備二芳基酯的工藝過程。

采用攪拌器或其它機械混合器械的一個缺點是，在攪拌罐反應器或反應器中要有攪拌軸的軸承，而在攪拌罐反應器或反應器的外部要有軸的密封蓋，這一方面是為了密封，另一方面是為了公知的混合器的清理。因此，在巨大的攪拌罐反應器中，作為軸的密封蓋的周的軸承的結構設計是非常復雜的，并且其費用也是相當大的。

此外，這種公知的攪拌罐反應器或混合器不能任意增大，因為，在混合的過程中也經常會發生化學反應，所以在混合的過程中，在反應器中會釋放出或需要加入混合和/或反應焓。在混合器非常大的情況下，由于當攪拌罐反應器的半徑增大時，換熱表面與反應器容積的比例減小了，所以，為了使焓向外部發散，或者為了將焓供入反應器內部，就需要附加的換熱器。在這樣的情況下，攪拌罐反應器的容積由于攪拌罐反應器數量的增加而減小了，或者熱量的傳播由于在第二階段的流程中設置了附加的換熱器而增強了。

因此，本發明的目的是改進以上所詳細描述的，用于混合和反應多相氣體和液體混合物的公知的裝置，提供一種結構簡單而且小巧的混合器，這種混合器免去了軸承和軸的密封蓋，以避免以上所說的缺點。此外，混合物的質量還應該有所提高。

上述目的可用一個作為反應器的噴嘴式混合器來達到，這種反應器具有一個能讓第一溶液進入的圓筒形空間，至少一個向著該空間呈錐形的圓筒形腔室，在該腔室內，至少兩種溶液發生混合和反應，一個布置成與上述空間垂直的圓筒形空間用于讓上述第二溶液流入，以及一個用于讓混合并反應后的溶液流出上述噴嘴式混合器的空間。為了減少壓力降，在本發明的另一個實施例中，上述流出空間具有呈錐形地擴大的橫斷面。

令人意外地發現，使用這種按照本發明的裝置，幾種不能互溶解的單獨的均質物質流均指可以密切地互相混合在一起了。在這個過程中，達到了很高的混合程度，結果，這些反應物質就有可能在以后進行快速的反應。此外，按照本發明的設計，還能獲得結構簡單的小巧的混合器。

本發明的另一個教導是，在圓筒形空間與圓錐形腔室之間的過渡部分具有尖銳的邊緣。上述第一液體流沿著上述圓錐形空間的方向通過上述圓筒形腔室進入上述噴嘴式混合器，而上述第二液體流則沿著垂直方向進入上述噴嘴式混合器的中央圓筒形腔室。按照本發明的另一個教導，上述第二溶液是通過若干孔口而垂直地進入噴嘴式混合器中的，這些孔口排成一排，并均勻地圍繞著上述腔室的內壁周圍分布。上述這些孔口最好垂直于上述腔室的縱軸線，或者與其成小的俯沖角。這樣混合的強烈程度和反應的速度就顯著增加了。

一部分固體、液體和/或氣體物質的均質溶液，可以在布置在上述噴嘴式混合器前方的一個或多個帶套筒的混合器中制備。每一個待套管的混合器都有一個圓筒形的混合空間，上述均質液體通過該混合空間送入，而圍繞著該混合空間對稱地布置了許多送料管子，用于將要溶解的第二液體或氣體送入該帶套筒的混合器內。此外，為了進一步提高混合的程度，還可以設置用于以脈沖送入方式將液體或氣體送入帶套筒的混合器中的裝置。

本發明的又一個教導在于上述圓筒形混合空間具有一個外部的環形空間，并且上述送料管子設計成在反應器壁上的孔。反應器壁上的這些孔通常與反應器的流動方向成小的俯沖角。已經證明，45度的角特別有利。

為了獲得高的混合程度，在本發明的又一個實施例中，上述在混合器壁上的這些孔布置成環形，這些孔都布置得很適當，使得它圍繞著每一個環的圓周均勻地分布。如果在每一個環上都布置8個孔，并且在所有情況下，相鄰環上的孔沿著流動方向錯開45度角，就能獲得特別充分的混合。

出人意料地，采用所描述的帶套筒的混合器，就能夠以這樣的方式將液體或氣體混合在液體中，即，在這種帶有噴嘴的混合器中能獲得混合程度很高的溶液。

按照本發明的又一個教導，為了可靠地保證與混合和反應空間的必要的熱交換，換熱器可以布置在上述混合和反應裝置的上游或下游，以便在混合工藝過程中，和帶有焓變化的反應中，維持所需要的混合或反應溫度。