[發明專利]一種多級、多功能噴射反應器系統及其操作方法

有效

• 申請號: 201710359380.1
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107185476B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 張鋒;羅華勛;張志炳;皮少峰;陸琛;孟為民
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: B01J19/26
• 分類號: B01J19/26;B01J19/00;B01J4/00
• 代理公司: 32230 江蘇致邦律師事務所
• 代理人: 徐蓓

一種多級、多功能噴射反應器系統，由多個噴射反應器組成，其下端設置有流體出口通過出料管道與循環泵連接，出料管上設有出料閥，循環泵出口通過進料管與同級噴射反應器的噴嘴進料口相連，噴射反應器頂部通過壓差旁通管道與吸入室相連；進料管上設置有支管，支管與下一級噴射反應器的液體進料口相連，支管上沿流體流動方向依次設置有支管產物排出閥和流量控制閥，最后一級噴射反應器的支管與產物排出閥相連，進料管上，沿流體流動方向依次設置支管和進料閥；第一原料進口通過管道連接每級噴射反應器的第一進料口，料液進口通過管道連接每級噴射反應器的液體進料口。該系統可多級連續反應也可多級并聯反應，具備優良的混合和反應性能及節能效果。

技術領域

本發明涉及一種噴射反應器，屬于化工裝置領域，具體涉及一種多級、多功能噴射反應器系統及其操作方法。

背景技術

化學反應器是實現反應過程的關鍵設備，廣泛應用于化工、煉油、制藥、輕工等工業部門。化學反應器的種類很多，按操作方式可分為間歇操作反應器、連續操作反應器和半連續操作反應器；按流體流動及混合方式可分為平推流反應器、理想混合反應器和非理想反應器。常見的反應器類型有管式反應器、釜式反應器、固體顆粒床層反應器、塔式反應器和噴射反應器等。

噴射反應器是一種具有高強度混合效果的反應器形式，其原理是利用氣相或液相被另一股高速流動的液相卷吸，使各相密切接觸并在反應器內均勻分散或懸浮，以此發生反應。噴射反應器是一大類反應器的總稱，主體部分一般由一個腔體和一個噴嘴所組成，并根據需要加入循環泵、輔助傳熱裝置、流量控制閥等其他附件。根據射流噴嘴在反應器內的不同位置上，有上噴式、下噴式及水平式噴射反應器之分。噴射反應器通過使反應物充分混合，達到強化傳質與傳熱，加快反應速率，改善濃度和溫度分布，抑制副反應，提高反應的選擇性的效果。因此，噴射反應器廣泛應用于氣液、液液、固液等多相反應過程。隨著經濟發展和工業生產規模的擴大以及降低能耗的需要，噴射反應器也越來越要求趨于大型化。

但在放大過程中，噴射反應器效果會受到射流的有效作用深度與射流的有效混合半徑的影響，如要增大反應器容積，或是對反應選擇性要求較高，則必須強化噴射循環系統的電機功率，而這往往是非線性的。因為噴射器的喉管直徑一定時，流體通過喉管的阻力與射流流量的平方成正比，流量增大，則阻力急劇增大，顯著降低噴射反應器的效率。同時，在保證兩種流體混合效果的前提下，喉管直徑也不能隨意放大。

由于上述原因，至今在工業上采用大規模噴射反應器時，尚沒有找到既能夠使產量提升并對選擇性有較高要求，同時又具有很好節能效果的兩全其美之策。因此，必須發明新的噴射反應系統以替代目前的方法。

發明內容

本發明旨在解決上述現在技術中存在的技術問題，提出了一種多級、多功能串聯噴射反應器系統及其操作方法，以達到既具優良的混合和反應性能，又有優良節能效果之目的。

為了上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種多級、多功能噴射反應器系統，包括至少2個噴射反應器（1-6），第一原料進口（1-1），料液進口（1-2），產物排出閥（1-12）；

所述的噴射反應器包括第一噴射反應器、第二噴射反應器、……和第N噴射反應器，N為大于等于2的整數，其中第一噴射反應器為第一級，第N噴射反應器為最后一級；

所述的每個噴射反應器均包括吸入室（1-15）、液體進料口（b）、噴嘴進料口（1-20）、位于頂部的第一進料口（a）、循環泵（1-10）、出料閥（1-9）、進料閥（1-4）、出料管道、進料管道和壓差旁通管道（1-14）；

所述的噴射反應器下端設置有流體出口，所述流體出口通過出料管道與循環泵（1-10）相連接；所述出料管道上設有出料閥（1-9）；所述循環泵（1-10）通過進料管道與同級所述噴射反應器的噴嘴進料口（1-20）相連；所述噴射反應器頂部通過壓差旁通管道（1-14）與吸入室（1-15）相連；