[發(fā)明專利]一種混合反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610767820.2
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107774223B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李欣;王晶;韓天竹;齊慧敏
• 申請（專利權(quán)）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: B01J19/28
• 分類號: B01J19/28;B01J14/00;B01J10/00;B01J8/08
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本發(fā)明公開了一種混合反應(yīng)器，包括臥式混合罐、進(jìn)料軟管、出料軟管和往復(fù)運(yùn)動裝置；臥式混合罐的兩端分別設(shè)置進(jìn)料口和出料口，進(jìn)料軟管的一端連接臥式混合罐進(jìn)料口，另一端連接進(jìn)料，出料軟管的一端連接臥式混合罐的出料口，另一端連接出料；往復(fù)運(yùn)動裝置包括兩根平行的導(dǎo)軌、彈簧、滑塊或輪子、底座II、固定座、驅(qū)動裝置和滑動架；其中滑動架包括底座I和連接板；所述的臥式混合罐在往復(fù)運(yùn)動裝置上在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下做往復(fù)運(yùn)動。本發(fā)明的混合反應(yīng)器在保持大范圍高效混合傳質(zhì)性能的前提下，增強(qiáng)了裝置的穩(wěn)定性，并可以長期連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作維修容易以及運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混合反應(yīng)器。

背景技術(shù)

傳質(zhì)過程是化工單元操作常見的工藝過程之一，傳質(zhì)效果對反應(yīng)的質(zhì)量和效率有著重大的影響。傳質(zhì)設(shè)備使兩種物料密切接觸，進(jìn)行傳質(zhì)，從而達(dá)到組分分離的目的。在整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備中，傳質(zhì)設(shè)備占有很大比例，合理選擇和設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備，對節(jié)省投資、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要作用。

對于液液反應(yīng)，工業(yè)上常用的反應(yīng)器是帶攪拌設(shè)施的間歇式釜式攪拌反應(yīng)器，這種反應(yīng)器的缺點(diǎn)是返混不均勻，攪拌效率不高，且不適于連續(xù)操作。為解決這一問題，提出了一種新型的反應(yīng)器—撞擊流反應(yīng)器，由于反應(yīng)器內(nèi)物料相互對撞，增加了物料接觸面積，使傳熱、傳質(zhì)速率相應(yīng)增大，促進(jìn)了受傳質(zhì)過程影響的化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。

撞擊流通過兩股相向流體的高速撞擊，在撞擊瞬間達(dá)到極高的相對速度，從而達(dá)到物料之間強(qiáng)化傳質(zhì)的目的。撞擊流具有良好的混合特性，可以顯著地強(qiáng)化微觀混合。撞擊流作為科學(xué)概念，由前蘇聯(lián)學(xué)者Elperin于1961年首先提出，但其可追溯到20世紀(jì)50年代初開發(fā)的Koppers-Totzek粉煤氣化爐，只是當(dāng)時(shí)并未有“撞擊流”這一術(shù)語。20世紀(jì)60~70年代，以Elperin為首的學(xué)者對撞擊流進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究。70~90年代，Tamir團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了幾乎遍及所有化工單元過程的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，所有涉及傳遞過程的研究結(jié)果都表明，撞擊流可以大幅度提高物料間的傳遞系數(shù)，比傳統(tǒng)方法效率更高、能耗更低。

目前常用的撞擊流反應(yīng)器主要有有兩種結(jié)構(gòu)型式，一種是浸沒式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器，另一種是泵送式外循環(huán)撞擊流反應(yīng)器。

CN201046396Y公開了一種無旋立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)流筒，在各導(dǎo)流筒中對應(yīng)設(shè)有螺旋槳，所述螺旋槳的螺旋方向相反，分別用于推動流體從進(jìn)料口經(jīng)導(dǎo)流筒向流體撞擊區(qū)域流動，通過高速撞擊增大了接觸面積，從而達(dá)到強(qiáng)化傳質(zhì)的目的。但由于流體總是傾向于隨流線運(yùn)動，處于被分割的流體間相互接觸很難，因此撞擊區(qū)的強(qiáng)化混合具有一定的限度。而且容易引起螺旋槳及機(jī)軸的震動或軸封失效，導(dǎo)致機(jī)械故障。

CN1814344A公開了一種用于液相反應(yīng)的撞擊流反應(yīng)器，該反應(yīng)器中間安裝了兩個(gè)導(dǎo)流筒，反應(yīng)器外設(shè)置一或兩個(gè)泵，泵的出口對稱安裝于導(dǎo)流筒的進(jìn)料側(cè)，反應(yīng)物料經(jīng)泵的輸送經(jīng)導(dǎo)流筒高速流動并在中心處相向撞擊，有效地促進(jìn)了反應(yīng)物料的混合。該反應(yīng)器使用泵送式外循環(huán)撞擊流，取代了螺旋槳式的結(jié)構(gòu)，簡化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低了成本，同時(shí)減少了螺旋槳式結(jié)構(gòu)引起的震動、軸封失效等問題。但上述反應(yīng)器中心區(qū)域流體速度較大，而周邊流體速度小，混合也不是很均勻，此外采用泵送式循環(huán)撞擊流，需要外部機(jī)械驅(qū)動大量流體高速對撞，能耗較大。

CN1952048A公開了一種生物柴油的生產(chǎn)方法，該發(fā)明涉及一種采用撞擊流反應(yīng)器制備生物柴油的方法。在撞擊流反應(yīng)器內(nèi)，物料通過導(dǎo)流筒向中部運(yùn)動，并在該處相向撞擊，在撞擊面及周圍形成撞擊區(qū)。撞擊后，流體經(jīng)過導(dǎo)流筒與容器內(nèi)壁間的環(huán)室分別返回容器的左右兩端，然后又分別被進(jìn)料輸送通過左右兩個(gè)導(dǎo)流筒流向中部并再次撞擊，如此反復(fù)循環(huán)，達(dá)到混合均勻的目的，從而提高了傳質(zhì)速率。但上述方法也采用泵送式循環(huán)撞擊流，需要外部機(jī)械驅(qū)動大量流體高速對撞，能耗較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種混合反應(yīng)器，該混合反應(yīng)器在保持大范圍高效混合傳質(zhì)性能的前提下，增強(qiáng)了裝置的穩(wěn)定性，并可以長期連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作維修容易以及運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。