[發(fā)明專(zhuān)利]一種噴射環(huán)流反應(yīng)器及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010967220.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114177876A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫清;趙陸海波;唐志永
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海睿碳能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J19/26
• 分類(lèi)號(hào): B01J19/26
• 代理公司: 上海專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 江磊

1.一種噴射環(huán)流反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括筒體，位于該筒體頂部的出氣口和至少一個(gè)流體導(dǎo)入管，位于該筒體內(nèi)部的噴嘴、導(dǎo)流筒和擋板，以及位于該筒體底部的出液口，所述至少一個(gè)流體導(dǎo)入管與所述噴嘴流體連通，其特征在于，

所述導(dǎo)流筒的上部和下部均開(kāi)放，所述導(dǎo)流筒與所述筒體共中心，所述噴嘴從上至下延伸入所述導(dǎo)流筒內(nèi)，所述導(dǎo)流筒的橫截面形狀是中心對(duì)稱(chēng)的，該橫截面的周邊輪廓由三至三十個(gè)選自半圓形、半橢圓形、三角形、圓角三角形、梯形、圓角梯形、和瓣形的形狀組成。

2.如權(quán)利要求1所述噴射環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于，所述導(dǎo)流筒的橫截面形狀由以下式I的函數(shù)確定：

f(x)＝A+(B+cSin(ax))^k1+(C+dCos(bx))^k2 式I

其中-100≤A≤100，-100≤B≤100，-100≤C≤100，-10≤a≤10,-10≤b≤10,-10≤c≤10,-10≤d≤10,0≤k1≤10,0≤k2≤10。

3.如權(quán)利要求2所述噴射環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于，所述導(dǎo)流筒的橫截面形狀由式I的函數(shù)確定，并且

a＝1.5,b＝1.5,c＝0,d＝3,A＝0,B＝0,C＝0,k1＝1,k2＝1；

a＝2.5,b＝0,c＝2.5,d＝0,A＝15,B＝0,C＝0,k1＝2,k2＝1；

a＝10,b＝0,c＝0.1,d＝0,A＝1,B＝0,C＝0,k1＝1,k2＝1；

a＝3,b＝3,d＝1,A＝3,B＝0,C＝0,k1＝2,k2＝1；或者

a＝4,b＝4,d＝-0.5,A＝1,B＝0,C＝0,k1＝2,k2＝1。

4.如權(quán)利要求1所述噴射環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器滿足以下結(jié)構(gòu)限定中的至少一種：

a)所述筒體的內(nèi)徑或等效內(nèi)徑與筒體的高度之比為1:2至1:5；

b)所述流體導(dǎo)入管的橫截面直徑與筒體直徑之比為1:50至1:5；

c)所述導(dǎo)流筒的直徑與筒體直徑的比值為(0.2-0.6):1；

d)所述導(dǎo)流筒的長(zhǎng)度與筒體直徑的比值為(2.2-4.5):1；

e)所述導(dǎo)流筒上端與反應(yīng)器頂部之間的垂直距離與筒體直徑的比值為(0.2-0.9):1；

f)所述擋板設(shè)置在導(dǎo)流筒下端開(kāi)口與出液口之間，擋板與出液口之間的垂直距離與筒體直徑的比值為(0.1-1):1；

g)所述導(dǎo)流筒下端位于擋板上方，導(dǎo)流筒下端與擋板之間的垂直距離與筒體直徑的比值為(0.1-1):1。

5.如權(quán)利要求1所述噴射環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于，所述噴嘴從上到下包括吸氣室、混合段和擴(kuò)散段，且所述至少一個(gè)流體導(dǎo)入管至少包括第一流體導(dǎo)入管和第二流體導(dǎo)入管。

6.一種進(jìn)行氣-液相反應(yīng)的方法，該方法使用如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的噴射環(huán)流反應(yīng)器進(jìn)行，該方法包括以下步驟：

將氣相原料和液相原料經(jīng)由筒體頂部的至少一個(gè)流體導(dǎo)入管引入，經(jīng)由噴嘴噴射入導(dǎo)流筒內(nèi)部，

所述氣相原料和液相原料在所述導(dǎo)流筒內(nèi)下降，在導(dǎo)流筒下口和擋板之間至少部分地折回，在筒體內(nèi)表面和導(dǎo)流筒外表面之間上升至導(dǎo)流筒上口處，再至少部分地從導(dǎo)流筒上口處折返進(jìn)入導(dǎo)流筒內(nèi)并下降，由此構(gòu)成反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)循環(huán)，

在上述流動(dòng)循環(huán)的過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)，并生成液相產(chǎn)物、液相副產(chǎn)物、氣相原料和氣相副產(chǎn)物中的至少一種，

任選地，將液相產(chǎn)物和/或液相副產(chǎn)物至少部分地從出液口引出，

任選地，將氣相產(chǎn)物和/或氣相副產(chǎn)物至少部分地從出氣口引出。

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法使用如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的噴射環(huán)流反應(yīng)器進(jìn)行，所述導(dǎo)流筒的形狀抑制流動(dòng)循環(huán)中的渦流耗散，提高流動(dòng)循環(huán)的方向有序性。