[實(shí)用新型]一種噴射反應(yīng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320282310.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203291868U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊忠林;金漢強(qiáng);李玉杰;孫盛凱;丁紅霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;南化集團(tuán)研究院
• 主分類號(hào): B01J19/26
• 分類號(hào): B01J19/26;B01J10/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種噴射反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

氣液反應(yīng)被廣泛地應(yīng)用于有機(jī)中間體的化工制造業(yè)，包括烷氧基化、胺化、羰基化、氫化和氧化反應(yīng)等，所采用的反應(yīng)器有機(jī)械攪拌釜式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器和噴射反應(yīng)器。

傳統(tǒng)的工業(yè)反應(yīng)器，如攪拌釜反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器都存在一定的問(wèn)題。攪拌釜反應(yīng)器的攪拌速度限制對(duì)反應(yīng)器內(nèi)物料的混合程度有一定的限制，傳質(zhì)效果一般，含有運(yùn)動(dòng)部件，對(duì)反應(yīng)器的密封性能要求較高；而固定床反應(yīng)器存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、傳質(zhì)和傳熱效果差、容易發(fā)生飛溫等不可避免的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

氣液反應(yīng)被廣泛地應(yīng)用于有機(jī)中間體的化工制造業(yè)，許多化學(xué)反應(yīng)是在均相或飛均相催化劑的作用下進(jìn)行的，包括烷氧基化、胺化、羰基化、氫化和氧化反應(yīng)等，目前已工業(yè)化應(yīng)用的反應(yīng)器有機(jī)械攪拌釜式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器。

傳統(tǒng)的工業(yè)反應(yīng)器，如攪拌釜反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器都存在一定的問(wèn)題。攪拌釜反應(yīng)器的攪拌速度限制對(duì)反應(yīng)器內(nèi)物料的混合程度有一定的限制，傳質(zhì)效果一般，含有運(yùn)動(dòng)部件，對(duì)反應(yīng)器的密封性能要求較高；而固定床反應(yīng)器存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、傳質(zhì)和傳熱效果差、容易發(fā)生飛溫等不可避免的缺點(diǎn)。

噴射反應(yīng)器的工作原理是利用高速流動(dòng)相去卷吸其它相，使各相密切接觸，產(chǎn)生劇烈的攪拌，達(dá)到充分混合的效果來(lái)完成反應(yīng)。噴射反應(yīng)器使反應(yīng)物充分混合，有利于強(qiáng)化傳質(zhì)與傳熱，加快反應(yīng)速率，改善濃度和溫度分布，抑制副反應(yīng)，提高反應(yīng)的選擇性。

噴射反應(yīng)器作為一類新型的多相反應(yīng)器，較上述兩種傳統(tǒng)反應(yīng)器有許多獨(dú)特、優(yōu)異的性能：①傳質(zhì)性能好；②傳熱能效大；③操作彈性和工作體積大；④?單位體積輸入功率大；⑤?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)攪動(dòng)件，易于反應(yīng)過(guò)程的連續(xù)；⑥密封性能好，因此適用于高壓反應(yīng)；⑦?易于工程放大。因此，研究開(kāi)發(fā)新型噴射反應(yīng)裝置具有廣闊的發(fā)展前景，尤其在氣-液、氣-液-固等多相反應(yīng)領(lǐng)域中比其它多相反應(yīng)器體現(xiàn)出眾多的優(yōu)異性能。

本實(shí)用新型的目的在于提供一種氣-液或氣-液-固多相反應(yīng)的噴射反應(yīng)裝置，以實(shí)現(xiàn)烷氧基化、胺化、羰基化、氫化或氧化反應(yīng)的快速高效進(jìn)行。

本實(shí)用新型主要包括：用于氣-液反應(yīng)和分離的反應(yīng)釜、實(shí)現(xiàn)物料混合反應(yīng)的文丘里噴射器、用于催化劑過(guò)濾的過(guò)濾器、反應(yīng)物料預(yù)熱的換熱器和反應(yīng)物料預(yù)混的靜態(tài)混合器。

?本實(shí)用新型的主要技術(shù)方案：噴射反應(yīng)裝置，主要包括反應(yīng)釜、噴射器、循環(huán)泵、過(guò)濾器、換熱器、靜態(tài)混合器，其特征在于噴射器安裝在反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)釜底部用管道依次連接循環(huán)泵、過(guò)濾器、換熱器和靜態(tài)混合器。

所述噴射器為文丘里噴射器，由噴嘴、混合室、擴(kuò)散室和反應(yīng)室組成，其中噴嘴與反應(yīng)釜頂部以螺紋相連，噴嘴與混合室之間的距離可調(diào)。

所述噴射器吸氣口在反應(yīng)釜內(nèi)，氣體在反應(yīng)釜內(nèi)實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)。

所述噴射反應(yīng)裝置采用穩(wěn)壓裝置控制反應(yīng)釜內(nèi)氣體壓力恒定。

所述噴射反應(yīng)裝置的換熱器前設(shè)置物料和催化劑進(jìn)料口。

本實(shí)用新型中噴射器為文丘里噴射器，以液態(tài)物料為動(dòng)力流體，經(jīng)噴嘴噴射產(chǎn)生高速液流，在噴嘴處形成穩(wěn)定的湍流，且在噴嘴周圍形成負(fù)壓將氣體吸入混合室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)氣液充分混合反應(yīng)。

本實(shí)用新型提及的反應(yīng)裝置有兩大循環(huán)系統(tǒng)。其一是有循環(huán)泵帶動(dòng)的經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、換熱器、噴射器和靜態(tài)混合器的液體循環(huán)系統(tǒng)；其二是由噴射器引起的自吸式氣體循環(huán)系統(tǒng)，未反應(yīng)的氣體將從液相中分離出來(lái)，被收集在反應(yīng)釜的頂端，然后再被噴射器吸回到液相中去。

本實(shí)用新型中，進(jìn)行氣液固反應(yīng)時(shí)，所述反應(yīng)釜出料經(jīng)過(guò)過(guò)濾濃縮，過(guò)濾后出口清液為所得產(chǎn)品，濃縮液返回液體循環(huán)系統(tǒng)；進(jìn)行氣液反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)釜出料經(jīng)過(guò)循環(huán)泵后直接進(jìn)入換熱器。

在過(guò)濾器與換熱器之間設(shè)置進(jìn)料口，連續(xù)運(yùn)行時(shí)用于補(bǔ)充原料或催化劑。換熱器與噴射器之間設(shè)置靜態(tài)混合器使物料預(yù)混。

本實(shí)用新型可以根據(jù)工藝要求實(shí)現(xiàn)間歇或連續(xù)運(yùn)行，可用于烷氧基化、胺化、羰基化、氫化和氧化反應(yīng)等，具有快速混合、快速反應(yīng)，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率高和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例噴射反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中文丘里噴射器結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，1—反應(yīng)釜；2—噴射器；3—循環(huán)泵；4—過(guò)濾器；5—換熱器；6—進(jìn)氣口；7—過(guò)濾清液出口；8—進(jìn)料口；9—靜態(tài)混合器；10—噴嘴；11—混合室；12—擴(kuò)散室；13—反應(yīng)室。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。