[發(fā)明專利]低壓降混合裝置以及它在兩種氣體/蒸氣混合時的使用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880014643.4
• 申請日: 2008-03-19
• 公開（公告）號: CN101678289A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F·阿桑德尼;G·雷加蒂耶里;P·博托尼
• 申請（專利權(quán)）人: 波利瑪利歐洲股份公司
• 主分類號: B01F5/04
• 分類號: B01F5/04;B01J8/02;F15D1/04
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所
• 代理人: 蔣旭榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低壓降混合裝置以及它在兩種氣體/蒸氣混合時 的使用。

更具體地說，本發(fā)明涉及一種低壓降混合裝置以及它在高溫下在 苯乙烯制造單元中在乙苯和蒸汽混合時的使用。

背景技術(shù)

應(yīng)當知道，苯乙烯單體主要通過乙苯在高溫下在主要基于氧化鐵 的固體催化劑固定床上的脫氫作用而制造。在進入催化床之前，乙苯 與蒸汽在高溫下混合，以便提高產(chǎn)量和反應(yīng)選擇率。蒸汽的目的是使 得反應(yīng)平衡朝著苯乙烯移動，加熱反應(yīng)劑物質(zhì)以及保持催化劑清潔防 止碳沉淀(通過與碳沉淀形成水煤氣)。

因此，使得兩種氣體(乙苯和蒸汽)盡可能完全地混合將非常重 要。較差混合(它使得在反應(yīng)器進口處在氣體流中的濃度和溫度不均 勻)降低了產(chǎn)量和處理選擇率，因為形成了不希望的產(chǎn)品，且加速催 化劑的老化。

而且，為了降低上游設(shè)備的能量消耗和投資成本，需要使得乙苯 和蒸汽之間的混合在盡可能低的壓力降情況下進行。

用于苯乙烯單體設(shè)備的混合器通常構(gòu)成如下：兩種氣體中的一種 (A)用作主流并通入腔室，第二氣體(B)從該腔室的壁注入。湍流 (通常由合適的促進器增加)和腔室的細長形狀使得兩種氣體能夠混 合。在腔室的端部有靜止混合器，以便進一步提高均勻性?？梢哉f， 這種混合方法基本利用在設(shè)備的總體尺寸范圍內(nèi)的湍流擴散。

一些混合裝置由文獻可知-例如見國際專利申請WO01/97960或 歐洲專利EP303438和EP1180393-它們包括穿孔管束，用于混合流 體，以便隨后送向反應(yīng)區(qū)域，例如催化床。不過，這種類型的混合器 在單個管內(nèi)部為低壓降的情況下并不能保證流體流在管束的各管之間 均勻分配，因此并不能在低能量消耗的情況下獲得較高混合程度。

現(xiàn)在，申請人發(fā)明了一種新類型的、用于氣體的混合器，它是在 已知技術(shù)的苯乙烯設(shè)備等中使用的工業(yè)形式的替代物，它能夠通過更 緊湊和經(jīng)濟的方案來獲得良好混合，并有非常低的壓力降，且不需要 下游的靜態(tài)混合器。因此，這種新穎的混合器也能夠很容易用于克服 現(xiàn)有設(shè)備的難題，在現(xiàn)有技術(shù)中，希望提高混合，但是沒有較大的可 用空間。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是涉及一種用于兩種氣體/蒸氣(下文中稱為 氣體)的混合裝置，它包括：

a.在管束中的多個管，每個管在它的初始部分裝備有多個側(cè)部 孔；

b.這兩種氣體中的一種的第一供給系統(tǒng)，該第一供給系統(tǒng)包括位 于管的進口處的第一管形體；以及

c.第二氣體的第二供給系統(tǒng)，包括第二管形體，該第二管形體以 氣密方式包圍管束和至少一部分第一管形體；

其特征在于：

d.兩種氣體中的一種的第一供給系統(tǒng)包括在第一管形體內(nèi)的多 個翅片，這些翅片能夠使供給的氣體均勻分配至單個管。

根據(jù)本發(fā)明目的的混合裝置，管束的管由鋼或其它金屬合金制成， 例如鎳合金。它們?yōu)橹涡螤睿蛘邇?yōu)選是圓錐形，從進口朝著出口 發(fā)散，它們的長度范圍為從0.5至3米，平均內(nèi)徑范圍為從5至25cm。 管束的管布置成相互平行，或者優(yōu)選是朝著管束的出口發(fā)散。

每個管的初始部分(例如它的總長度的10至50％)包括多個孔， 每個孔在從5至50cm²的范圍內(nèi)，優(yōu)選是從10至30cm²?？椎妮S線 可以垂直于相關(guān)管的軸線，或者可以與后者形成一定角度，優(yōu)選是從 30至60°。

管束通常包括于兩個穿孔進口和出口管板之間，該管板優(yōu)選是由 與管束相同材料制成。這些管板可以有扁平圓形形狀，或者為球形帽 的形狀，每個孔適合容納管束的每個管。

第一供給系統(tǒng)包括第一管形體或元件，要混合的兩種氣體中的一 種供給該第一管形體或元件內(nèi)，該第一管形體或元件在管束的進口處 與管板連接并密封固定。

第二供給系統(tǒng)包括第二管形體或元件，要混合的兩種氣體中的另 一種供給該第二管形體或元件內(nèi)，該第二管形體或元件在出口管板上 以氣體密封方式包圍管束。

兩個管形體可以同軸。在這種情況下，第二管形體完全包入管束 和第一管形體。

也可選擇，第一管形元件的軸線可以與第二管形元件的軸線形成 角度α，范圍為從0至90°，或者從-90至0°(根據(jù)第一管形元件在水 平面上的投影朝向第二管形元件的投影的左側(cè)還是右側(cè))。在這種情況 下，第二管形體完全包入管束，但只局部包入第一管形體。