CN105873675A - 具有扰流器的间歇反应器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有改进的扰流器安装结构的间歇反应器。所述间歇反应器包括：用于容纳反应物的反应器主体；搅拌桨叶，其安装在所述反应器主体的内部，用于搅拌所述反应物；马达，其与所述搅拌桨叶的旋转轴连接，用于使所述搅拌桨叶旋转；以及位于所述反应器主体的内壁和所述搅拌桨叶之间并且沿所述反应器主体的圆周方向彼此隔开安装的多个扰流器。所述多个扰流器的每个包括沿所述反应器主体的径向和圆周方向彼此毗邻布置的多个管。

Description

具有扰流器的间歇反应器

技术领域

本发明涉及一种间歇反应器。更具体地，本发明涉及扰流器的安装结构。

背景技术

典型的间歇反应器包括用于容纳反应物的反应器主体、设置在反应器主体内以搅拌反应物的搅拌桨叶以及使搅拌桨叶旋转的驱动马达。此外，间歇反应器可以包括反应器套、扰流器以及回流冷凝器作为用于控制反应物温度的组成元件。

扰流器被设置为流体流经以进行热交换的管，并且被布置为远离搅拌桨叶的外侧并靠近反应器主体的内壁。扰流器在垂直方向上改变由于搅拌桨叶的旋转的反应物圆周方向的流动而使反应物充分混合，并且通过与反应物热交换提供温控(即，热控制)性能以保持反应物的温度恒定。

然而，取决于扰流器的安装形式，搅拌桨叶的尺寸以及扰流器的表面积(热传递面积)的扩大存在限制。举例来说，当扰流器沿反应器主体的径向占据长的面积时，搅拌桨叶的尺寸不能够增加，并且相应地反应物的搅拌性能以及反应性能不能够无限地提高。此外，随着反应器尺寸增加，相对于具有相同的扰流器结构的反应器的体积，扰流器的热传递面积减少，并且相应地，扰流器的温控性能劣化。

发明内容

技术问题

本发明致力于提供一种间歇反应器，其能够通过扩大搅拌桨叶的尺寸或扰流器的热传递面积之一来提高反应物的混合性能或改善反应物的热控制性能。

技术方案

根据本发明的示例性实施方式的间歇反应器包括：用于容纳反应物的反应器主体；设置在所述反应器主体中以搅拌所述反应物的搅拌桨叶；与所述搅拌桨叶的旋转轴连接以使所述搅拌桨叶旋转的马达；以及多个扰流器，所述多个扰流器设置在所述反应器主体的内壁与所述搅拌桨叶之间，并且沿所述反应器主体的圆周方向彼此隔开布置。所述多个扰流器的每个包括多个管，所述多个管沿所述反应器主体的径向和圆周方向彼此毗邻地布置。

所述多个管与所述旋转轴平行并且通过U形连接部件以曲折样式彼此整体连接。所述多个管的一个可以穿透所述反应器主体的底部部分并且另一个管可以穿透所述反应器主体的侧壁。

所述多个管可以包括以三角的样式排布的至少三个管。此外，所述三个管中至少两个管可以沿所述反应器主体的径向排布。

或者，所述多个管可以以锯齿形样式排布。所述多个管可以包括以锯齿形样式排布同时形成两列的至少五个管。所述两列中的至少一列可与所述反应器主体的径向平行。

有益效果

根据本发明的示例性实施方式，可以通过扩大搅拌桨叶的尺寸来提高反应物的涡流以及混合性能。此外，可以通过扩大扰流器的热传递面积来改善反应物的热控制性能同时使搅拌性能保持在与常规的情形相同的水平。

附图说明

图1为根据本发明的第一示例性实施方式的间歇反应器的示意图。

图2为图1沿线I-I的横截面示意图。

图3为根据对比实施例的间歇反应器的横截面示意图。

图4为根据本发明的第二示例性实施方式的间歇反应器的横截面示意图。

-附图标记说明-

100,200：间歇反应器 20：反应器主体

31：搅拌桨叶 32：旋转轴

33：马达 40,401,50：扰流器

具体实施方式

下面将参考附图更完整地描述本发明，其中示出本发明的示例性实施方式。如本领域的技术人员所了解，所描述的实施方式可以以各种不同的方式改变，这都不脱离本发明的精神或范围。

图1是根据本发明的第一示例性实施方式的间歇反应器的示意图，而图2是图1沿线I-I的横截面示意图。

参考图1和图2，根据本发明的第一示例性实施方式的间歇反应器100包括用于容纳反应物10的反应器主体20，设置在反应器主体20中以使反应物10旋转的搅拌桨叶31，与搅拌桨叶31的旋转轴32连接以使搅拌桨叶31旋转的马达33，以及设置在反应器主体20的内壁和搅拌桨叶31之间的多个扰流器40。

间歇反应器100例如可以是用于聚合反应的聚合反应器。反应器主体20可以由圆柱形侧壁21、底部部分22和盖部分23形成。虽然没有图示出，但是反应器主体20可以具有双壁结构使得流体可以通过该壁循环以进行热交换。即，可以在反应器主体20中设置热交换套。

搅拌桨叶31、旋转轴32以及马达33形成搅拌装置30。在反应器主体20的中间，旋转轴32与马达33连接。在反应器主体20中，搅拌桨叶31与旋转轴32连接，并且搅拌桨叶31的长度方向与反应器主体20的径向平行。

可以将一组搅拌桨叶31设置在旋转轴32的较低端，或者可以将多组搅拌桨叶31在沿旋转轴32的长度方向彼此隔开设置。单组的搅拌桨叶31由至少两个搅拌桨叶31形成。在图1和图2中，两个搅拌桨叶31示例性地设置在旋转轴32的较低端，但是搅拌桨叶31的位置和数量不限于此。

搅拌桨叶31的搅拌性能影响间歇反应器100的反应性能。搅拌桨叶31包括桨式、螺旋桨式以及涡轮式，而在图1和图2中，示例性地图示桨式搅拌桨叶31，但这不是限制性的。

扰流器40将随搅拌桨叶31的旋转的反应物10的圆周方向流动改变为垂直方向流动从而适当地混合反应物10。此外，由于扰流器40由流体流经以进行热交换的管形成，所以扰流器40还通过与反应物10热交换来提供温控功能以保持反应物10的温度。

用于热交换的流体可具有大约4℃至大约35℃之间的温度，并且在高温的情形下，流体可具有大约50℃至大约200℃之间的温度。

将扰流器40沿反应器主体20的圆周方向彼此隔开设置。即，将多个扰流器40沿反应器主体20的圆周方向设置同时与搅拌桨叶31具有恒定的距离，并且优选地，这些扰流器沿圆周方向彼此等距隔开。

将与旋转轴32平行的多个管41、42以及43以曲折样式整体连接从而形成每个扰流器40。具体而言，扰流器40可以包括第一管41、通过U形第一连接部分44连接到第一管41的第二管42，以及通过U形第二连接部分45连接到第二管42的第三管43。第一管41可以穿透反应器主体20的底部部分22，并且第三管43可以穿透反应器主体20的侧壁21。第一连接部分44的形状和第二连接部分45的形状不限于U形。

在本发明的第一示例性实施方式中，每个扰流器40包括第一管到第三管41、42和43，并且第一管到第三管41、42和43沿反应器主体20的径向和圆周方向彼此毗邻地布置。即，一个管的至少一部分沿反应器主体20的径向面向另一个管，并且另一个管的至少一部分沿反应器主体20的圆周方向面向其他管。

例如，可以将第一管到第三管41、42和43以三角的样式彼此隔开排布。管的这种排列，可以减少扰流器40沿反应器主体20的径向占据的面积以扩大搅拌桨叶31。搅拌桨叶31的扩大可以使得反应物10的搅拌和反应得到改善。

在这种情形中，可以将第一管到第三管41、42和43中的两个管沿反应器主体20的径向排布。由此，通过搅拌桨叶31旋转的反应物10与扰流器40可以很好接触，从而提高扰流器40的热控制性能。

图3图示了根据对比实施例的间歇反应器的横截面示意图。

参考图3，在根据对比实施例的间歇反应器101中的多个扰流器401的每个由沿反应器主体201的径向排成一行的第一管到第三管411、421以及431形成。

参考图2和图3，根据本发明的第一示例性实施方式的第一管到第三管41、42和43与对比实施例的扰流器401具有相同的热传递面积，并且相应地，它们提供大体相同的热控制性能。

然而，在对比实施例中，扰流器401沿反应器主体201的径向占据相对大的面积，并且相应地，需要减小搅拌桨叶311的尺寸以避免与扰流器401碰撞。也就是说，扰流器401限制搅拌桨叶311尺寸的扩大。

即，在本发明的第一示例性实施方式中，第一管到第三管41、42和43以三角的样式密集排布，由此扰流器40不会沿反应器主体20的径向占据很大面积。相应地，由于在根据本发明的第一示例性实施方式的间歇反应器100中可以扩大搅拌桨叶31的尺寸，所以反应物10的涡流增加并且可以提高混合性能，从而提高反应物10的制造质量。

图4是根据本发明的第二示例性实施方式的间歇反应器的横截面示意图。

参考图4，除了扰流器50由五个管51、52、53、54和55形成以外，根据本发明的第二示例性实施方式的间歇反应器200由与第一示例性实施方式的间歇反应器100相似的结构形成。与在第一示例性实施方式中相同的元件使用相同的参考数字，并且下文中，将主要描述与第一示例性实施方式不同的构造。

多个扰流器50被布置为沿反应器主体20的圆周方向彼此等距同时远离搅拌桨叶31，并且每个扰流器50由与旋转轴32平行并且以曲折样式整体连接的第一管到第五管51、52、53、54和55形成。

第一管到第五管51、52、53、54和55通过U形连接部分(未示出)彼此整体连接从而形成单个扰流器50。第一管到第五管51、52、53、54和55中的一个可以穿透反应器主体20的底部部分22，并且另一个管可以穿透反应器主体20的侧壁21。

在本发明的第二示例性实施方式中，每个扰流器50包括第一管到第五管51、52、53、54和55，并且第一管到第五管51、52、53、54和55沿反应器主体20的径向和圆周方向彼此毗邻地布置。即，一个管的至少一部分沿反应器主体20的径向面向另一个管，并且另一个管的至少一部分沿反应器主体20的圆周方向面向另一个管。

例如，可以将第一管到第五管51、52、53、54和55排布成锯齿形样式同时形成两列。在图4中，连接在最右侧的扰流器50中的第一管到第五管51、52、53、54和55的中心的虚锯齿形连接线表示为点线。

在这种情形中，两列中的至少一列可以沿反应器主体20的径向排成一行。在这种情形中，通过搅拌桨叶31沿反应器主体20的圆周方向流动的反应物10与扰流器50之间的接触面积增加，从而改善扰流器50的热控制性能。

在图4中，第一管到第三管51、52和53示例性地沿反应器主体20的径向形成一列，并且第四管54和第五管55示例性地形成与其相邻的另一列。

在本发明的第二示例性实施方式中，与图3的对比实施例相比，形成扰流器50的管的数量增加同时搅拌桨叶31的宽度保持恒定，使得扰流器50的热传递面积可以增加50％或更多。相应地，根据本发明的第二示例性实施方式的间歇反应器200可以有效地提高反应物10的热控制性能同时保证与对比实施例的搅拌性能相同水平的搅拌性能。

虽然结合目前认为是实用的示例性实施方式来描述本发明，但应理解本发明不限于所公开的实施方式，而是，相反地，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同替换。

工业实用性

根据本发明的示例性实施方式，通过扩大搅拌桨叶的尺寸可以增加反应物的涡流并且可以提高混合性能，并且可以扩大扰流器的热传递面积同时使搅拌性能保持在与常规的情形的水平相同的水平，从而提高反应物的热控制性能。

Claims (8)

1.一种间歇反应器，其包括：

反应器主体，所述反应器主体用于容纳反应物；

搅拌桨叶，所述搅拌桨叶设置在所述反应器主体中以搅拌所述反应物；

马达，所述马达与所述搅拌桨叶的旋转轴连接以使所述搅拌桨叶旋转；以及

多个扰流器，所述多个扰流器设置在所述反应器主体的内壁与所述搅拌桨叶之间，并且沿所述反应器主体的圆周方向彼此隔开布置，

其中，所述多个扰流器的每个包括多个管，所述多个管沿所述反应器主体的径向和圆周方向彼此毗邻地布置。

2.如权利要求1所述的间歇反应器，其中，所述多个管与所述旋转轴平行并且通过U形连接部以曲折样式彼此整体连接。

3.如权利要求2所述的间歇反应器，其中，所述多个管的一个穿透所述反应器主体的底部部分并且另一个管穿透所述反应器主体的侧壁。

4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的间歇反应器，其中，所述多个管包括以三角的样式排布的至少三个管。

5.如权利要求4所述的间歇反应器，其中，所述三个管中的至少两个管沿所述反应器主体的径向排布。

6.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的间歇反应器，其中，所述多个管以锯齿形样式排布。

7.如权利要求6所述的间歇反应器，其中，所述多个管包括以锯齿形样式排布同时形成两列的至少五个管。

8.如权利要求7所述的间歇反应器，其中，所述两列中至少一列与所述反应器主体的径向平行。