CN111111600B - 反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及反应设备的领域,公开了一种反应器,其中,所述反应器包括:壳体(3)、进料区(23)、混合区(8)、反应区(9)和收集区(24),其中,所述混合区(8)中设置有沿所述第一方向延伸的混合通道(14),所述反应器包括从所述壳体(3)外部延伸到所述混合通道(14)中的流体分布管(17),所述流体分布管(17)位于所述混合通道(14)中的一端连接有流体分布器(16)。本发明提供的反应器通过对混合通道的结构及其中的混合方式进行设计,可以实现反应体系的连续高效混合,能够保持流体近似平推流的流动,尽可能保证反应流体停留时间的一致性,避免由于停留时间分布造成的不理想的产物选择性。
Description
技术领域
本发明涉及反应设备,具体地涉及一种反应器。
背景技术
聚α-烯烃合成油(PAO)是一种高档润滑油基础油,在军工、航空和航天等领域具有重要的用途。PAO具有黏度指数高、挥发性低、流动性低和剪切性能好的特点,并且在高温条件下具有良好的氧安定性。
现有技术中公开了一些合成PAO的方法,包括:
1、两釜并联间歇合成PAO的方法,其中,该方法以BF3为催化剂,以醇为引发剂,在0~80℃,0~1MPa的反应条件下,反应1~6h,可以得到PAO,产物中四聚体(PAO-4)最多;
2、连续两级合成PAO的方法,其中,第一级采用连续搅拌釜,内置取热盘管,第二级为浸没于换热介质中的管式反应器。通过改变实验条件,可以实现产物中三聚体(PAO-3)和四聚体比例的改变。
也就是说,目前PAO合成设备多采用搅拌釜的形式。随着处理量的增加,搅拌釜的放大会越来越困难,并会导致物料产生明显的停留时间分布,进而影响三聚体和四聚体等重要产物的选择性。因此需要提供一种用于气液混合流体反应的反应设备,以消除混合流体的停留时间分布对反应产物转化率的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种反应器,以解决混合流体混合不均匀、停留时间不一致导致的产物转化率偏低的问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种反应器,其中,所述反应器包括:
壳体;
在所述壳体中沿第一方向依次排列并连通的进料区、混合区、反应区和收集区,
其中,所述壳体设置有与所述进料区连通的进料管和与所述收集区连通的出料管,所述混合区中设置有沿所述第一方向延伸的混合通道,所述反应器包括从所述壳体外部延伸到所述混合通道中的流体分布管,所述流体分布管位于所述混合通道中的一端连接有流体分布器。
优选地,所述流体分布器包括具有微孔的粉末烧结体、丝网、具有条缝或微孔的管中的至少一者。
优选地,所述流体分布器为圆柱形的粉末烧结体,所述混合通道的截面为圆形。
优选地,所述流体分布器的横截面积为0.01cm2-200cm2,长度为1mm-2000mm,所述混合通道的横截面积为0.05cm2-400cm2,长度为50mm-5000mm。
优选地,所述混合区中设置有多个所述混合通道,所述流体分布管包括从所述壳体外部延伸到所述进料区中的主管以及从所述进料区延伸到每个所述混合通道中的支管。
优选地,所述混合通道中设置有位于所述流体分布器下游的第一混合件。
优选地,所述第一混合件中设置有沿第一方向交替排列连通的主流部和支流部,所述主流部中设置有单个的主流路,所述支流部中设置有多个支流路。
优选地,所述支流部的下游设置有连通于多个支流路的收集腔。
优选地,所述混合区包括设置在所述壳体中的第一换热腔,所述混合通道设置在所述第一换热腔中,所述壳体上设置有与所述第一换热腔连通的第一换热介质入口和第一换热介质出口。
优选地,所述第一换热腔与所述混合通道的容积比为2-50。
优选地,所述第一换热腔与所述混合通道的容积比为5-30。
优选地,所述混合区和所述反应区之间设置有过渡区,所述过渡区设置有沿第一方向排列连通的截面恒定的稳定通道和截面逐渐扩大的扩散通道,所述稳定通道连通于所述混合通道,所述扩散通道连通于所述反应区。
优选地,所述稳定通道上连接有延伸到所述壳体外部的排料管。
优选地,所述扩散通道中设置有具有筛孔或条缝的扩散板。
优选地,所述反应区中设置有多个沿第一方向延伸的、与所述混合通道连通的反应通道。
优选地,所述反应通道中设置有第二混合件,所述第二混合件包括沿所述第一方向延伸的基条和连接于所述基条并横向于所述基条延伸的齿部。
优选地,所述齿部为三角形、弓形、波浪形、螺旋形中的一种,所述反应通道的截面为圆形、矩形、三角形中的一种。
优选地,所述齿部为三角形,在所述三角形邻近所述基条的一条边上,其中一个角连接于所述基条,另一个角与所述基条相距0.01mm-20mm。
优选地,每个所述反应通道中设置有多个层叠间隔的所述第二混合件,所述第二混合件的所述齿部彼此交错。
优选地,所述反应通道的截面为矩形,所述齿部在所述矩形的一组对边之间延伸。
优选地,所述反应通道的横截面积为1mm2-150mm2,长度为50mm-5000mm,所述反应通道之间的最小间距为1mm-50mm,所述第二混合件的厚度为0.1mm-3mm,相邻的所述齿部的间距为1mm-50mm。
优选地,所述反应通道的长度为100mm-3000mm,所述反应通道之间的最小间距为3mm-30mm,所述第二混合件的厚度为0.1mm-3mm,相邻的所述齿部的间距为5mm-20mm。
优选地,所述反应区设置有位于所述壳体中的第二换热腔,所述反应通道设置在所述第二换热腔中,所述壳体上设置有与所述第二换热腔连通的第二换热介质入口和第二换热介质出口。
优选地,所述第二换热腔与所述反应通道的容积比为2-50。
优选地,所述第二换热腔与所述反应通道的容积比为5-30。
优选地,所述反应器能够用于合成聚α-烯烃合成油,所述进料管能够用于输入α-烯烃与醇类物质的混合物,所述流体分布管能够用于输入气态BF3。
通过上述技术方案,本发明提供的反应器通过对混合通道的结构及其中的混合方式进行设计,可以实现反应体系的连续高效混合,能够保持流体近似平推流的流动,尽可能保证反应流体停留时间的一致性,避免由于停留时间分布造成的不理想的产物选择性。
附图说明
图1是本发明实施方式所述的反应器的结构示意图;
图2是本发明实施方式所述的第一混合件的剖视图;
图3是本发明实施方式所述的第二混合件的结构示意图;
图4是本发明实施方式所述的多个第二混合件叠加的结构示意图。
附图标记说明
1 出料管 2 进料管
3 壳体 4 第一换热介质入口
5 第一换热介质出口 6 第二换热介质入口
7 第二换热介质出口 8 混合区
9 反应区 10 反应通道
11 第二混合件 12 第二换热腔
13 第一换热腔 14 混合通道
15 第一混合件 16 流体分布器
17 流体分布管 18 排料管
19 第一隔板 20 过渡区
21 稳定通道 22 扩散通道
23 进料区 24 收集区
25 第二隔板 26 基条
27 齿部 28 主流路
29 支流路 30 收集腔
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
在本发明中,所述使用的术语“连通”、“连接”可以为直接连通、连接的形式,也可以为通过其他结构、部件间隔连通、连接的形式。
本发明提供了一种反应器,其中,所述反应器包括:
壳体3;
在所述壳体3中沿第一方向依次排列并连通的进料区23、混合区8、反应区9和收集区24,
其中,所述壳体3设置有与所述进料区23连通的进料管2和与所述收集区24连通的出料管1,所述混合区8中设置有沿所述第一方向延伸的混合通道14,所述反应器包括从所述壳体3外部延伸到所述混合通道14中的流体分布管17,所述流体分布管17位于所述混合通道14中的一端连接有流体分布器16。
壳体3为容纳反应物及生成物的主要容器,而进料区23、混合区8、反应区9和收集区24即为壳体3内部空间的不同区域(均可以存储物料),这些区域沿直线排列,使得反应物(及生成物)沿直线推进。所述第一方向可以为水平方向、竖直方向等,优选地,如图1所示,壳体3放置为使得所述第一方向为竖直方向,并且进料区23、混合区8、反应区9和收集区24沿从下向上的方向排列。
通过壳体3上的进料管2可以向进料区23中输入提供第一组反应物料,进料区23具有相对较大的腔体,可以起到存储第一组反应物料,进料区23中的第一组反应物料可以进入到相邻的混合区8中,即混合通道14中;通过流体分布管17可以向混合通道14中提供输入第二组反应物料,以使得第一组和第二组反应物料彼此混合,其中,流体分布管17的出口端设置有流体分布器16,流体分布器16可以将第二组反应物料形成更微小的液滴或气泡,使得第二组反应物料更为均匀地分布到混合通道14中的第一组反应物料中。其中,所述混合通道14中的混合结构更适用于液相物料与气相物料的反应,第一组反应物料可以为液相物料,而第二组反应物料为气相物料,通过流体分布器16可以将气相物料形成为分散的微小气泡,增加与液相物料的接触面积,同时也可以更大程度地冲击液相物料,从而提高二者混合的均匀度。
另外,如图1所示,混合通道14为沿第一方向延伸的腔体,即混合通道14形成为大致为管状结构,从而允许其中的物料沿第一方向流动,形成稳定的平推流。
本发明提供的反应器通过对混合通道的结构及其中的混合方式进行设计,可以实现反应体系的连续高效混合,能够保持流体近似平推流的流动,尽可能保证反应流体停留时间的一致性,避免由于停留时间分布造成的不理想的产物选择性。
具体地,所述流体分布器16包括具有微孔的粉末烧结体、丝网、具有条缝或微孔的管中的至少一者。所述粉末烧结体可以通过粉末冶金过程将粉末烧结为具有微孔的结构,所述丝网为具有微孔的网状结构,所述管设置有微型条缝或微孔,以上结构均可以将来自流体分布管17的流体分散为更小的气泡或液滴。
优选地,所述流体分布器16为圆柱形的粉末烧结体,所述混合通道14的截面为圆形。流体分布器16可以为与流体分布管17的外径大致相同的结构,流体分布器16的截面形状与混合通道14的截面形状基本对应,并且流体分布器16可以与混合通道14同轴设置,从而允许流体分布器16发出的流体物料与混合通道14中的物料更为均匀地混合,并且形成稳定、均匀的平推流,避免出现物料停留时间不一致。
其中,所述流体分布器16的横截面积为0.01cm2-200cm2,长度为1mm-2000mm;所述混合通道14的横截面积为0.05cm2-400cm2,长度为50mm-5000mm。
另外,所述混合区8中设置有多个所述混合通道14,所述流体分布管17包括从所述壳体3外部延伸到所述进料区23中的主管以及从所述进料区23延伸到每个所述混合通道14中的支管。多个混合通道14分别连通于进料区23,将第一组反应物料分为多个部分,起到了分散第一组反应物料的作用,流体分布管17包括主管和支管,其中,所述主管从壳体3与进料区23对应的位置延伸到进料区23中,所述支管从进料区23延伸到混合通道14中,也就是说,流体分布管17从进料区23延伸到混合通道14中。混合区8与进料区23可以通过第一隔板19分隔,第一隔板19上设置有多个通孔,混合通道14对齐该通孔,以与进料区23连通。
另外,所述混合通道14中设置有位于所述流体分布器16下游的第一混合件15。混合通道14中,流体分布器16的下游是指流体流动方向的下游,即相对于流体分布器16更靠近反应区9的位置。通过第一混合件15,可以进一步地对流体进行混合,提高两组物料的混合均匀度。
具体地,所述第一混合件15中设置有沿第一方向交替排列连通的主流部和支流部,所述主流部中设置有单个的主流路28,所述支流部中设置有多个支流路29。如图2所示,所述主流部和所述支流部可以分别设置一个或多个并交替地排列,其中,主流部中仅设置单个主流路28,而支流部中设置多个支流路29,流体在主流路28中汇合,并在每个支流部的支流路29中分散,通过这样的汇合-分散过程,可以充分地提高湍动程度,提高流体的混合均匀性。
进一步地,所述支流部的下游设置有连通于多个支流路29的收集腔30。如图2所示,所述收集腔30的容积(特别是截面积)大于所述主流路28的容积(特别是截面积),收集腔30可以将上游的多个支流路29汇合在一起,并连通到主流路28或下一级的反应区9或过渡区20。
如图2所示,显示了本发明一种实施方式的第一混合件15,其通过沿第一方向排列的多个板件(厚度约为0.2mm-10mm)拼接形成,每个板件上形成为对应于主流路28、支流路29以及收集腔30的孔、腔等结构,便于加工制造。
另外,所述混合区8包括设置在所述壳体3中的第一换热腔13,所述混合通道14设置在所述第一换热腔13中,所述壳体3上设置有与所述第一换热腔13连通的第一换热介质入口4和第一换热介质出口5。在混合区8中,混合通道14与第一换热腔13彼此隔离不连通,但彼此之间可以实现热传导,混合通道14可以采用导热性能良好的管件。通过向第一换热介质入口4提供换热介质,并通过第一换热介质出口5排出换热介质,可以在第一换热腔13中形成循环流动的换热介质流,实现与混合通道14及其中的流体的换热,即实现混合通道14及其中流体的散热,保证混合通道14中流体混合、反应产生的热量及时散发,使得其中的流体处于合适的温度范围。
其中,所述第一换热腔13与所述混合通道14的容积比为2-50,优选地,所述第一换热腔13与所述混合通道14的容积比为5-30。第一换热腔13的容积大于混合通道14的容积,以及时地将第一组反应物料和第二组反应物料的反应热传导出去。
另外,所述混合区8和所述反应区9之间设置有过渡区20,所述过渡区20设置有沿第一方向排列连通的截面恒定的稳定通道21和截面逐渐扩大的扩散通道22,所述稳定通道21连通于所述混合通道14,所述扩散通道22连通于所述反应区9。过渡区20可以将多个混合通道14的混合流体汇合到一起,实现又一次的均匀混合,然后将混合流体输送到反应区9中。其中,过渡区20设置有稳定通道21和扩散通道22,稳定通道21主要实现流体的汇合及混合,而扩散通道22为喇叭口状,可以将混合流体进行扩散,例如,可以分散到多个以下所述的反应通道10中。过渡区20的两端分别为具有通孔的隔板,以分别与混合区8(主要为第一换热腔13)和反应区9(主要为第二换热腔12)隔离,并通过隔板上的通孔连通于混合通道14和反应通道10,而扩散通道22和稳定通道21可以为设置在两个隔板之间的管件。
另外,所述稳定通道21上连接有延伸到所述壳体3外部的排料管18。如上所述,稳定通道21具有汇合及混合作用,排料管18可以将稳定通道21中积累的气泡和物料排出,避免气泡积累影响混合均匀度以及物料堵塞。排料管18上可以设置阀门件,当需要排出气泡或物料时打开阀门件即可。
另外,所述扩散通道22中设置有具有筛孔或条缝的扩散板。扩散板可以大致垂直于所述第一方向。扩散通道22中的流体可以流动穿过扩散板上的筛孔或条缝,使得流体被分散开,加强混合流体的均匀度。
具体地,所述反应区9中设置有多个沿第一方向延伸的、与所述混合通道14连通的反应通道10。反应通道10为混合流体提供反应空间,并承载混合流体沿所述第一方向向下一级的收集区24流动,使得混合流体在反应通道10中形成稳定的平推流,避免由于停留时间分布不一致造成的不理想产物。如上所述,反应区9与混合区8之间可以设置过渡区20,多个反应通道10可以连通于扩散通道22,使得扩散通道22中的混合流体均匀地分散到多个反应通道10中。
另外,所述反应通道10中设置有第二混合件11,所述第二混合件11包括沿所述第一方向延伸的基条26和连接于所述基条26并横向于所述基条26延伸的齿部27。在第二混合件11中,基条26为多个齿部27提供支撑,使得齿部27可以稳定地保持在反应通道10中,齿部27大致横向于反应通道10延伸,可以提高反应通道10中的流体的湍动程度,进而提高反应物料之间的混合均匀性。
其中,所述齿部27为三角形、弓形、波浪形、螺旋形中的一种,所述反应通道10的截面为圆形、矩形、三角形中的一种。齿部27可以为各种形状,只要是横向于反应通道10延伸即可实现提高流体湍动程度的作用,反应通道10可以为圆形、矩形、三角形形状的管件。
优选地,所述齿部27为三角形,在所述三角形邻近所述基条26的一条边上,其中一个角连接于所述基条26,另一个角与所述基条26相距0.01mm-20mm。齿部27可以为三角形的板件,并且仅通过一个角与基条26相连。
进一步地,每个所述反应通道10中设置有多个层叠间隔的所述第二混合件11,所述第二混合件11的所述齿部27彼此交错。多个第二混合件11层叠间隔设置,相应地,齿部27也层叠间隔,并且不同第二混合件11的齿部27交错设置,使得第二混合件11更为不规则,可以更好地提高反应通道10中流体的湍动程度。
优选地,所述反应通道10的截面为矩形,所述齿部27在所述矩形的一组对边之间延伸。反应通道10包括四个侧壁,即两组平行侧壁,基条26设置在反应通道10的一个侧壁处,齿部27向与之相对的另一个侧壁延伸,多个第二混合件11可以更好地适应反应通道10的方柱形的内部腔体结构。
具体地,所述反应通道10的横截面积为1mm2-150mm2,长度为50mm-5000mm,所述反应通道10之间的最小间距为1mm-50mm,所述第二混合件11的厚度为0.1mm-3mm,相邻的所述齿部27的间距为1mm-50mm。
优选地,所述反应通道10的长度为100mm-3000mm,所述反应通道10之间的最小间距为3mm-30mm,所述第二混合件11的厚度为0.1mm-3mm,相邻的所述齿部27的间距为5mm-20mm。反应通道10的最小间距体现了反应区9中反应通道10的密集度;第二混合件11中,齿部27为板件,并且可以与基条26共面,第二混合件11的厚度大致为齿部27的厚度。
另外,所述反应区9设置有位于所述壳体3中的第二换热腔12,所述反应通道10设置在所述第二换热腔12中,所述壳体3上设置有与所述第二换热腔12连通的第二换热介质入口6和第二换热介质出口7。第二换热腔12可以主要由壳体3形成,并且两端分别为反应区9与收集区24之间的第二隔板25以及过渡区20。通过第二换热介质入口6和第二换热介质出口7,可以将换热介质引入第二换热腔12中实现对反应通道10的换热处理,保证反应通道10中的流体在合适的温度范围下反应,避免产生不理想的产物。
另外,第一换热腔13和第二换热腔12可以彼此串联并设置在单个换热循环流路中,也可以并联设置在单个换热循环流路中,也可以分别设置在两个不同的换热循环流路中。
其中,所述第二换热腔12与所述反应通道10的容积比为2-50,优选地,所述第二换热腔12与所述反应通道10的容积比为5-30。第二换热腔12的容积大于反应通道10的容积,可以及时地将反应通道10中的热量排出,保证反应通道10处于合适的温度。
优选地,所述反应器能够用于合成聚α-烯烃合成油,所述进料管2能够用于输入α-烯烃与醇类物质的混合物,所述流体分布管17能够用于输入气态BF3。反应物α-烯烃(C6~C13)与醇类物质(与α-烯烃的重量比为0.01~2%)的混合物作为连续相由进料管2进入反应器的进料区23,气态BF3(与α-烯烃的重量比为0.1~4%)作为分散相由流体分布管17进入反应器的混合通道14中,BF3以气泡的形式存在,并通过流体分布器16部分溶解于连续相中,在反应通道10中完成反应的混合流体进入收集区24,最后由出料管1排出。
以下为根据本发明优选实施方式反应器的多个实施例。
实施例1
采用如附图1所示的反应器。
反应器包含5个反应通道10,每个反应通道10的横截面为矩形,横截面积为20mm2,反应通道10的长度为2000mm。反应通道10内的第二混合件11具有三角形齿部27,相邻齿部27间距为5mm。反应通道10内共设置如图4所示的4层叠加的第二混合件11。反应器包含2个混合通道14,每个混合通道14的横截面积10cm2,长度为800mm。流体分布器16为金属粉末烧结体,平均孔径为5微米,横截面积为8.5cm2,长度为150mm。每个混合通道14内设置3个第一混合件15。反应温度为25℃,反应压力为0.6MPa。烯烃为1-癸烯,进料量为18g/min。进料中BF3与癸烯的质量比为3%。进料中引发剂为丁醇,与癸烯的质量比为0.3%。经检测反应的转化率为98.6%,其中三聚体与四聚体占产物总质量的75.3%。
实施例2
采用如附图1所示的反应器。
反应器包含5个反应通道10,每个反应通道10的横截面为矩形,横截面积为20mm2,反应通道10的长度为2000mm。反应通道10内的第二混合件11具有三角形齿部27,相邻齿部27间距为5mm。反应通道10内共设置如图4所示的4层叠加的第二混合件11。反应器包含2个混合通道14,每个混合通道14的横截面积10cm2,长度为800mm。流体分布器16为金属粉末烧结体,平均孔径为5微米,横截面积为8.5cm2,长度为150mm。每个混合通道14内设置3个第一混合件15。反应温度为25℃,反应压力为0.6MPa。烯烃为1-癸烯,进料量为18g/min。进料中BF3与癸烯的质量比为6%。进料中引发剂为丁醇,与癸烯的质量比为0.8%。经检测反应的转化率为99.4%,其中三聚体与四聚体占产物总质量的70.1%。
实施例3
采用如附图1所示的反应器。
反应器包含5个反应通道10,每个反应通道10的横截面为矩形,横截面积为20mm2,反应通道10的长度为2000mm。反应通道10内的第二混合件11具有三角形齿部27,相邻齿部27间距为5mm。反应通道10内共设置如图3所示的单层的第二混合件11。反应器包含2个混合通道14,每个混合通道14的横截面积10cm2,长度为800mm。流体分布器16为金属粉末烧结体,平均孔径为5微米,横截面积为8.5cm2,长度为150mm。每个混合通道14内设置3个第一混合件15。反应温度为25℃,反应压力为0.6MPa。烯烃为1-癸烯,进料量为18g/min。进料中BF3与癸烯的质量比为6%。进料中引发剂为丁醇,与癸烯的质量比为0.8%。经检测反应的转化率为80.7%,其中三聚体与四聚体占产物总质量的52.4%。
实施例4
采用如附图1所示的反应器。
反应器包含5个反应通道10,每个反应通道10的横截面为矩形,横截面积为20mm2,反应通道10的长度为2000mm。反应通道10内的第二混合件11具有三角形齿部27,相邻齿部27间距为5mm。反应通道10内共设置如图4所示的4层叠加的第二混合件11。反应器包含2个混合通道14,每个混合通道14的横截面积10cm2,长度为800mm。流体分布器16为金属粉末烧结体,平均孔径为5微米,横截面积为8.5cm2,长度为150mm。每个混合通道14内设置3个第一混合件15。反应温度为30℃,反应压力为1.0MPa。烯烃为1-癸烯,进料量为18g/min。进料中BF3与癸烯的质量比为3%。进料中引发剂为丁醇,与癸烯的质量比为0.3%。经检测反应的转化率为98.6%,其中三聚体与四聚体占产物总质量的78.5%。
通过以上实施例可以看出,在本发明的反应器中合成聚α-烯烃合成油过程具有很高的转化率,这是由于反应通道10和混合通道14均为沿同一方向设置的管状结构,使得混合流体能够沿第一方向形成稳定的平推流,提高混合流体停留时间的一致性,避免或减少不理想产物产生,另外,反应通道10设置有第二混合件11,并且混合通道14中设置有流体分布器16及第一混合件15,可以进一步提高混合流体的湍动程度,提高混合的均匀度,进一步避免或减少不理想产物产生,提高了目标产物的转化率。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (21)
1.一种反应器,其特征在于,所述反应器包括:
壳体(3);
在所述壳体(3)中沿第一方向依次排列并连通的进料区(23)、混合区(8)、反应区(9)和收集区(24),
其中,所述壳体(3)设置有与所述进料区(23)连通的进料管(2)和与所述收集区(24)连通的出料管(1),所述混合区(8)中设置有沿所述第一方向延伸的混合通道(14),所述反应器包括从所述壳体(3)外部延伸到所述混合通道(14)中的流体分布管(17),所述流体分布管(17)位于所述混合通道(14)中的一端连接有流体分布器(16);
其中,所述混合区(8)中设置有多个所述混合通道(14),所述流体分布管(17)包括从所述壳体(3)外部延伸到所述进料区(23)中的主管以及从所述进料区(23)延伸到每个所述混合通道(14)中的支管;
其中,所述混合通道(14)中设置有位于所述流体分布器(16)下游的第一混合件(15),所述第一混合件(15)中设置有沿第一方向交替排列连通的主流部和支流部,所述主流部中设置有单个的主流路(28),所述支流部中设置有多个支流路(29),所述支流部的下游设置有连通于多个支流路(29)的收集腔(30);
其中,所述混合区(8)和所述反应区(9)之间设置有过渡区(20),所述过渡区(20)设置有沿第一方向排列连通的截面恒定的稳定通道(21)和截面逐渐扩大的扩散通道(22),所述稳定通道(21)连通于所述混合通道(14),所述扩散通道(22)连通于所述反应区(9)。
2.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述流体分布器(16)包括具有微孔的粉末烧结体、丝网、具有条缝或微孔的管中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述流体分布器(16)为圆柱形的粉末烧结体,所述混合通道(14)的截面为圆形。
4.根据权利要求3所述的反应器,其特征在于,所述流体分布器(16)的横截面积为0.01cm2-200cm2,长度为1mm-2000mm,所述混合通道(14)的横截面积为0.05 cm2-400cm2,长度为50mm-5000mm。
5.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述混合区(8)包括设置在所述壳体(3)中的第一换热腔(13),所述混合通道(14)设置在所述第一换热腔(13)中,所述壳体(3)上设置有与所述第一换热腔(13)连通的第一换热介质入口(4)和第一换热介质出口(5)。
6.根据权利要求5所述的反应器,其特征在于,所述第一换热腔(13)与所述混合通道(14)的容积比为2-50。
7.根据权利要求6所述的反应器,其特征在于,所述第一换热腔(13)与所述混合通道(14)的容积比为5-30。
8.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述稳定通道(21)上连接有延伸到所述壳体(3)外部的排料管(18)。
9.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述扩散通道(22)中设置有具有筛孔或条缝的扩散板。
10.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述反应区(9)中设置有多个沿第一方向延伸的、与所述混合通道(14)连通的反应通道(10)。
11.根据权利要求10所述的反应器,其特征在于,所述反应通道(10)中设置有第二混合件(11),所述第二混合件(11)包括沿所述第一方向延伸的基条(26)和连接于所述基条(26)并横向于所述基条(26)延伸的齿部(27)。
12.根据权利要求11所述的反应器,其特征在于,所述齿部(27)为三角形、弓形、波浪形、螺旋形中的一种,所述反应通道(10)的截面为圆形、矩形、三角形中的一种。
13.根据权利要求12所述的反应器,其特征在于,所述齿部(27)为三角形,在所述三角形邻近所述基条(26)的一条边上,其中一个角连接于所述基条(26),另一个角与所述基条(26)相距0.01mm-20mm。
14.根据权利要求13所述的反应器,其特征在于,每个所述反应通道(10)中设置有多个层叠间隔的所述第二混合件(11),所述第二混合件(11)的所述齿部(27)彼此交错。
15.根据权利要求14所述的反应器,其特征在于,所述反应通道(10)的截面为矩形,所述齿部(27)在所述矩形的一组对边之间延伸。
16.根据权利要求15所述的反应器,其特征在于,所述反应通道(10)的横截面积为1mm2-150mm2,长度为50mm-5000mm,所述反应通道(10)之间的最小间距为1mm-50mm,所述第二混合件(11)的厚度为0.1mm-3mm,相邻的所述齿部(27)的间距为1mm-50mm。
17.根据权利要求16所述的反应器,其特征在于,所述反应通道(10)的长度为100mm-3000mm,所述反应通道(10)之间的最小间距为3mm-30mm,所述第二混合件(11)的厚度为0.1mm-3mm,相邻的所述齿部(27)的间距为5mm-20mm。
18.根据权利要求10所述的反应器,其特征在于,所述反应区(9)设置有位于所述壳体(3)中的第二换热腔(12),所述反应通道(10)设置在所述第二换热腔(12)中,所述壳体(3)上设置有与所述第二换热腔(12)连通的第二换热介质入口(6)和第二换热介质出口(7)。
19.根据权利要求18所述的反应器,其特征在于,所述第二换热腔(12)与所述反应通道(10)的容积比为2-50。
20.根据权利要求19所述的反应器,其特征在于,所述第二换热腔(12)与所述反应通道(10)的容积比为5-30。
21.根据权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述反应器能够用于合成聚α-烯烃合成油,所述进料管(2)能够用于输入α-烯烃与醇类物质的混合物,所述流体分布管(17)能够用于输入气态BF3。
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