[實(shí)用新型]一種適用于氣-氣快速反應(yīng)的混合裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420758290.1
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN204429125U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓路長;王新龍;羅和安;陳康莊;龔升高;夏金魁;張獻(xiàn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01F5/02
• 分類號: B01F5/02;B01J4/00
• 代理公司: 岳陽市科明專利事務(wù)所 43203
• 代理人: 彭乃恩

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種適用于氣-氣快速反應(yīng)的混合裝置，屬于化工行業(yè)氣體快速混合、反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氣-氣快速反應(yīng)廣泛存在于化工行業(yè)中，例如丙烯高溫氯化反應(yīng)等。這類體系由于反應(yīng)速度極快且常伴有強(qiáng)烈放熱，因此要求氣體能在極短時間內(nèi)混合均勻，且反應(yīng)溫度能維持在合適的范圍。眾所周知，快速反應(yīng)體系中的氣體微團(tuán)一旦接觸即可能發(fā)生反應(yīng)。此時，如果氣體尚未混合均勻則必然導(dǎo)致流場中存在局部高濃度區(qū)，從而促使副反應(yīng)的發(fā)生并形成可能的局部高溫區(qū)。局部高溫區(qū)的出現(xiàn)又將導(dǎo)致副反應(yīng)劇烈進(jìn)行，推動新的高溫區(qū)不斷形成，最終演變?yōu)閻盒匝h(huán)。例如，在丙烯高溫氯化反應(yīng)中，氯氣濃度的局部過高可促使丙烯發(fā)生深度氯化、形成大量脫碳。該脫碳反應(yīng)屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，可促使局部高溫區(qū)的不斷形成。這種由于混合不均勻引起的深度氯化、脫碳等副反應(yīng)影響了開車周期以及目標(biāo)產(chǎn)物3-氯丙烯的收率。因此開發(fā)高效的氣-氣快速混合裝置已成為本行業(yè)亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

中國專利CN102872786A公開了一種快速混合反應(yīng)裝置，即一種由氯和異丁烯制3-氯-2-甲基-1-丙烯的扁形氯化反應(yīng)裝置。其中，異丁烯加入管和氯加入管末端設(shè)有至少一個能使異丁烯流體包裹氯氣流體的噴嘴部，噴嘴部噴出的混合流體撞擊到一個圓臺形套環(huán)壁面上。由于丙烯高溫氯化反應(yīng)需要丙烯過量以帶走反應(yīng)熱，而該專利采用烯烴由狹縫噴入，其流速將明顯高于從寬口徑管進(jìn)入的氯氣的速度，從而形成烯烴流包裹氯氣流。這種方式易于造成氯氣積聚不便于充分分散，可能導(dǎo)致烯烴深度氯化的發(fā)生。

中國專利CN103801238A公開了一種雙旋流氣氣快速混合反應(yīng)器。反應(yīng)器殼體內(nèi)沿軸向設(shè)有若干雙旋流構(gòu)件，氣體入口位于最底層雙旋流構(gòu)件的下方，每層雙旋流構(gòu)件的上方或下方設(shè)置另一種氣體進(jìn)氣管。但過于復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)部的壓降過大，操作不便。另外，如果逐段噴入氯氣或丙烯可能導(dǎo)致氣體還沒有充分分散就立即進(jìn)入高溫環(huán)境，可能加劇積碳反應(yīng)的發(fā)生。

美國專利US6004517公開了一種合成3-氯丙烯的球形快速混合反應(yīng)器。丙烯進(jìn)料管和氯氣進(jìn)料管放置在球形室出口附近，其中一種氣體的噴入方向與球形室出口方向相反，另一種氣體的噴入方向則與出口方向垂直。但這種混合方式可能導(dǎo)致氣體高速噴入球形室后，氣體在球形室后側(cè)空間的循環(huán)時間過長，不利于及時移走反應(yīng)熱以及有效抑制副反應(yīng)的發(fā)生。

美國專利US5367105公開了一種氣體快速混合方式。丙烯和氯氣分別通過12個噴孔平行噴入管式混合反應(yīng)器中，丙烯可獲得線速度100m/s左右，氯氣通過中心管道的噴孔進(jìn)入，可獲得線速度70m/s左右。但是由于氯氣速度低于丙烯速度，可能導(dǎo)致氯氣進(jìn)入混合反應(yīng)器后被丙烯流包裹，難以充分分散，從而發(fā)生丙烯的深度氯化。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對背景技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和問題加以改進(jìn)和創(chuàng)新，提供適用于氣-氣快速反應(yīng)的混合裝置，它可在極短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)氣體的充分分散、均勻混合以及溫度的均勻分布，有效抑制副反應(yīng)。

本實(shí)用新型構(gòu)造一種氣-氣快速反應(yīng)的混合裝置，包括第一進(jìn)料口，第二進(jìn)料口，內(nèi)管，外管，射流孔，漸縮段，漸縮段出口和?實(shí)心導(dǎo)流圓錐；

所述的內(nèi)管伸入外管內(nèi)，第一進(jìn)料口與內(nèi)管外端連通，所述實(shí)心導(dǎo)流圓錐連接在內(nèi)管的內(nèi)端；第二進(jìn)料口連接在外管上，外管對應(yīng)實(shí)心導(dǎo)流圓錐的位置與實(shí)心導(dǎo)流圓錐形成向中部縮進(jìn)的漸縮段，漸縮段外端設(shè)漸縮段出口；射流孔設(shè)置在內(nèi)管上，內(nèi)管內(nèi)氣體通過射流孔引入外管及漸縮段內(nèi)與第二進(jìn)料口進(jìn)入的氣體混合。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

?本實(shí)用新型射入氣流與主體氣流成一定角度的逆向流動可使氣體微團(tuán)激烈撞擊、卷吸，形成高湍動流場，促使氣體微團(tuán)短時間內(nèi)快速破碎，達(dá)到分子尺度的均勻混合。混合的時間尺度在毫秒級；漸縮環(huán)隙通道可快速提升混合氣體的速度，大大縮短氣體停留時間，同時可使氣體在漸縮環(huán)隙通道內(nèi)得到進(jìn)一步強(qiáng)化混合；流動同時可以使混合氣體的溫度快速達(dá)到均勻分布，有利于減少局部高溫區(qū)，抑制副反應(yīng)的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型裝置示意圖。

圖2為圖1所示本實(shí)用新型裝置的A-A剖面圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是：