[實用新型]一種新型臥式內置換熱管的烷基化攪拌反應器

有效

• 申請號: 201220638133.8
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN203209043U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 沈春銀;李瑞秋;戴干策;王珍璀;趙玲;奚楨浩;沈陽;張寶坤;葉新國;王艷
• 申請（專利權）人: 寧夏寶塔石化集團有限公司;華東理工大學;寧夏寶塔石化集團設計院（有限公司）
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J4/00;B01F13/10;C07C9/14;C07C2/58;C10G50/00
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 徐淑芬

技術領域

本實用新型涉及一種酸（濃硫酸）催化烷烴和烯烴反應生產烷基化油所采用的烷基化反應器。具體地說，涉及輕碳(如碳四)烷烴和輕碳（如碳四）烯烴在濃硫酸催化劑的作用下反應生成碳八烷烴及其同系物的烷基化油所采用的新型臥式內置換熱管的烷基化攪拌反應器。

背景技術

輕碳烷烴與烯烴在濃硫酸為催化劑的作用下生成烷基化油的反應，是一種烯烴溶于強酸性催化劑與不互溶的烷烴在液液兩相界面發生的反應。反應物可以是碳三~碳五烷烴和烯烴，在濃硫酸催化劑的作用下生成以異辛烷為主的碳八烷烴及其同系物組成的烷基化油。典型的反應為丁烷與丁烯烷基化生成烷基化油的反應，反應物常壓下為氣態實際反應時為液態，烯烴溶于酸相而與烷烴不互溶，反應的絕熱溫升大而反應的控制溫度低。該反應需要在剪切分散與流動傳熱效果較好的反應器中進行。

影響硫酸法烷基化反應的因素非常復雜，但一般認為決定硫酸烷基化反應速度的控制步驟是異丁烷向酸相的傳質步驟，因此，硫酸法烷基化反應中，酸烴乳化的程度、循環內比等相當重要。實踐與理論研究均證明，烷基化反應能否順利進行，取決于分散、接觸方式、循環方式等是否處于良好狀態，以及反應所放出熱能否及時高效地移除。因而，設計一種能夠對反應物料產生足夠的剪切分散又能使反應放熱高效移除的反應器是眾多研究者所追求的目標。

中國專利200520078557.3公開了一種臥式烷基化反應器。該臥式烷基化反應器由電機與螺旋槳攪拌器直接相連，在殼體內設有內殼，原料和循環酸通入內殼中，冷卻管束安裝在內殼中。該專利反應器考慮了分散、混合與換熱的同步實施，將其整合在同一設備中，但對不互溶的液液反應體系的剪切分散、混合及流動換熱能力考慮不充分。

中國專利200880011181.0披露了一種用于烷基化的系統和工藝方法，適用于對含有至少一種異構烷烴和至少一種烯烴的碳氫化合物進行烷基化，該方法首先將液體酸催化劑和碳氫化合物導入高剪切力分散器，使之形成包含在酸連續相中含有碳氫化合物的液滴的乳濁液；然后將乳濁液導入在適當的烷基化條件下運行的容器中發生反應形成烷基化物。由于該專利采用高速乳化機單獨對反應物進行乳化操作，因此其分散與反應及移熱需要分開實施。

中國專利200580042917.7公開了一種帶有沉降器排出物循環的烷基化方法，該法所采用的是多區烷基化的實施方法，該系統和/或方法包括將部分沉降器排出物作為進料送入多區烷基化反應器的第一反應區下游的至少一個反應區中，并且將部分烯經進料送入該多區烷基化反應器以提高反應器內的烷烯比。該專利采用了分區方法以提高烷烯比，但需要復雜的物料輸送管路，且未涉及反應必須關注的傳質與換熱問題。

因此開發研究一種新的分散與乳化、流動與循環能力兼備的具有良好傳質傳熱效果的烷基化反應器，是產業部門所迫切期望的。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種分散與乳化、流動與循環能力兼備的具有良好傳質傳熱效果的新型臥式內置換熱管的烷基化攪拌反應器。

本實用新型采用如下技術方案實現：

一種新型臥式內置換熱管的烷基化攪拌反應器，其特征在于包括由不同內徑的筒體組成的臥式容器、安裝在臥式容器中并與其對應各段同軸的不同內徑的筒體組成的導流筒、安裝在導流筒末端且位于導流筒內的強剪切循環流攪拌槳葉、安裝在臥式容器末端且被攪拌槳葉的攪拌軸所穿過的改變流體流動方向的端蓋封頭、以管板與臥式容器的另一端固定連接并安裝在導流筒內的另一端的帶折流桿的列管束、安裝在臥式容器和導流筒的內徑變化的變徑段的進料分布器及安裝在導流筒變徑段內壁上的寬度漸變的擋板。

所述導流筒采用4~6塊整體或拼接的軸向導流板與臥式容器連接。

所述強剪切循環流槳葉是一種其葉片展開的投影輪廓為扇形、葉片外緣一角以一定曲率半徑R沿葉片上一定角度的貫穿線A進行彎曲的新型槳葉，其中所述扇形中心角β為30°~90，所述曲率半徑R為槳葉直徑的1/4~3/4，所述貫穿線A的起始位置L位于葉片徑向由內向外的1/4~3/4處，貫穿線與葉片的另一邊的夾角γ為10°~45°。

所述強剪切循環流槳葉的葉片為3~6片，其安裝于槳葉輪轂上的根部輪廓投影線與所述輪轂的中軸線的夾角α為10°~80°。

所述強剪切循環流槳葉的直徑與安裝所在位置處的導流筒內徑相同。