[發明專利]一種液相撞擊流反應器

在審

• 申請號: 201410793477.X
• 申請日: 2014-12-20
• 公開（公告）號: CN105749828A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 孟凡忠;李欣;齊慧敏;張英;薄德臣;王紅濤
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01J14/00
• 分類號: B01J14/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于石油和化工生產領域的反應器，具體涉及一種用于液液反應的撞擊流反應器。

背景技術

在石油和化工生產中，有很多過程在液相或以液體為連續相的相態條件下進行，這些過程大多數還涉及化學反應。由于液體屬于凝聚態體系，分子運動受到極大的限制。對于在分子尺度上進行的過程，微觀混合狀況變得非常重要。

撞擊流是實現快速混合的一種十分有效的方法。它利用兩股高速流體相向撞擊，在反應器中形成一個高度湍動的撞擊區，能夠有效降低傳遞過程中的外部阻力，促進混合，強化傳質傳熱。撞擊流反應器已經廣泛用于吸收、混合、傳熱、結晶等化工過程。

20世紀90年代以來，撞擊流領域的研究明顯轉向以液體連續相撞擊流（Liquid-continuousImpingingStreams，LIS）為重點。專利CN100364656C在反應器殼體中設置兩個正對的導流筒，液體通過泵的驅動作用分別流經兩側導流筒后，在中心處發生相向撞擊。這種反應器雖然結構簡單，但是只注重了兩端導流筒流體的撞擊效果，未考慮液體撞擊后在反應器中的流動狀況，容易造成反應器兩側存在死區。如果兩撞擊流體中存在固相催化劑，則容易造成催化劑沉降、滯留，直接影響反應深度和產品質量。專利CN102989404A在導流筒中設置螺旋槳，利用兩螺旋槳的驅動作用使得反應器中液體在中心處發生撞擊，同時利用導流筒和導流片的作用，解決了撞擊區外的混合的問題，有效的消除了死區。但目前的撞擊流反應器多注重撞擊效果的改進，一般是單釜混合效果的改進，對于要求達到一定停留時間和轉化率的反應而言，由于受到反應器形式限制，這種改進就算做到極致——達到理想的全混流反應器狀態，也無法滿足停留時間的要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種用于液液混合的液相撞擊流反應器，它通過多次撞擊實現流體混合，具有好的微觀混合效果；混合后的液體在撞擊區外平推流動，為物料提供充足的停留時間，實現梯級反應，并通過流道和液體流速設計達到目標轉化率，克服了目前撞擊流反應器無法通過單一反應器實現高轉化率的缺點。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為：

一種液相撞擊流反應器，包括反應器外殼和導流筒；反應器外殼包括筒體和封頭；在封頭外壁的中央位置設置兩個正對的進料管；在反應器外殼內部與進料管相連接的是第一導流筒，第一導流筒由兩個圓臺形殼體組成，兩殼體正對放置，第一導流筒的軸線與反應器軸線重合，圓臺狀殼體的粗端與進料管相接，經進料管進入的液體經加速后在細端的出口發生撞擊混合。第一導流筒的外側是第二導流筒，其形狀為圓筒形，第二導流筒的兩端與封頭間留有縫隙，第二導流筒軸線與反應器軸線重合。在第二導流筒的外側是第三導流筒，第三導流筒由兩個圓臺形殼體構成，兩殼體正對放置，第三導流筒軸線與反應器軸線重合，第三導流筒的粗端與封頭連接，細端出口相對放置。第三導流筒的外側是第四導流筒，第四導流筒為圓筒形，第四導流筒的兩端與封頭間留有縫隙，導流筒軸線與反應器軸線重合。在反應器外殼上位于軸線中心處垂面的設置出料管，出料管一般設置2個以上，優選設置2～6個。所述的出料管沿反應器軸線對稱分布。

所述反應器的形式為可以為立式或臥式結構。反應器外殼的筒體為圓筒形或矩形，封頭為圓形、橢圓形、蝶形或平蓋形。

所述的導流筒可以設置4個以上，以4～10的偶數個為宜。

本發明的液相撞擊流反應器中，當導流筒形狀為圓臺時，圓臺的母線與軸線夾角一般為1°～80°。

第一導流筒的兩圓臺形殼體細端出口處距離為細端直徑的0.1～10倍，第二導流筒兩端與封頭距離相等，該距離為第一導流筒圓臺殼體細端直徑的0.1～10倍。第三導流筒兩圓臺形殼體細端出口處距離為第一導流筒細端直徑的0.1～10倍。第四導流筒兩端與封頭距離亦相等，該距離為第一導流筒圓臺殼體細端直徑的0.1～10倍。