CN1814344A - 一种用于液相反应的撞击流反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于液相反应的撞击流反应器。反应器采用圆桶形、管形或方形结构，两个导流筒安装于反应器中间，反应器外设置一个或两个泵，泵的出口对称安装于导流筒的进料侧，反应物料经泵的输送经导流筒高速流动并在中心处相向撞击，有效地促进了反应物料的混合。本发明的撞击流反应器既保持了目前撞击流反应器高效率混合和反应均匀性的优点，又克服了目前撞击流反应器的一些缺点。由于使用泵在反应器外循环，取代了螺旋桨式的结构，简化了结构设计，降低了成本，而且还减少了螺旋桨式结构引起的振动、轴封失效等工程问题。还有利于维修，故障率更低，更适合工业规模的反应过程。

Description

一种用于液相反应的撞击流反应器
技术领域
本发明涉及一种用于石油和化工行业中液--液相反应过程撞击流反应器。
背景技术
对于石油和化工过程中属于外扩散控制的液液反应，要求反应器能为反应物料提供充分的混合空间和最大限度的返混。
工业上液液反应最常用的反应器是带搅拌设施的间歇式釜式搅拌反应器。这种反应器的缺点是器内返混不均匀，搅拌效率不高，而且不适合连续操作。撞击流反应器是一种新型的化学反应器，由于反应器内物料相互对撞，增加了物料的接触面积，使传热、传质速率相应增大，促进了受传递过程影响的化学反应进行。但目前的撞击流反应器均为在导流筒内设置螺旋桨的结构，如中国专利ZL 00230326.4介绍了一种浸没循环撞击流反应器，这种结构的撞击流反应器虽然提高了混合效率，使得器内物料混合比常规搅拌釜式反应器均匀，但也存在一些不足。首先，由于安装螺旋桨的电机轴是悬臂结构，如果轴较长或转速较快，容易引起螺旋桨及电机轴的振动。其次，安装螺旋桨的电机轴在反应器壁上需安装轴封结构，增加了反应器的制造成本，长期运转轴封结构容易损坏，影响反应器的长期运行。最后，这种结构将运动部件设置在反应器内，而运动部件在运转过程中可能发生故障的机率较大，此时需要将反应过程停下来进行维修，影响装置的连续稳定运转，也对上下游配套装置产生一定的影响。
发明内容
本发明的目的是克服上述装置的不足，提供一种可以适应石油化工过程中要求连续反应，又要求物料在器内快速混合均匀，且结构简单、运行可靠的反应器。
本发明用于液相反应的撞击流反应器结构包括反应器外壳，对称安装在反应器壳体内左右两侧中部的导流筒，导流筒出口之间形成流体撞击区域，反应器壳体上设置物料入口和出口，反应器壳体上设置循环物料出口，循环物料出口通过循环管路和物料输送泵与导流筒入口相通。
上述反应器壳体可以是各种形状，如圆筒形、管形或方形等，反应器两端可以采用平板密封或封头密封结构。导流筒可以设置对称的一对，也可以根据反应器的规模设置对称的几对，如2～6对，导流筒的结构可以是各种适宜的筒形结构。物料入口可以设置在反应器壳体上任意位置，物料出口可以设置在液面以下任意位置，入口优先设置在壳体的中上部，最好设置在顶部，出口优选设置在壳体的中下部，优选设置在底部。循环物料出口设置在反应器壳体的中下部，可以设置一个、两个或多个，最好设置在反应器壳体的底部。物料循环管路可以设置一路、两路或多路，可以采用一个物料输送泵、两个物料输送泵或多个物料输送泵，物料循环管路及输送泵一般采用一套或两套。上述具本结构和数量可以根据反应器规模及物料的性质，按本领域一般知识设计确定。
本发明的撞击流反应器既保持了目前撞击流反应器高效率混合和反应均匀性的优点，又克服了目前撞击流反应器的一些缺点，由于使用泵在反应器外循环，取代了螺旋桨式的结构，简化了结构设计，降低了成本，而且还减少了螺旋桨式结构引起的振动、轴封失效等工程问题。运动部件设置在反应器外，还有利于维修，还可以采用备用物料输送泵，不影响故障时装置的正常运转。本发明的撞击流反应器采用反应器外泵循环的方式，使该反应器的结构简单，故障率更低，因此更适合工业规模的反应过程。
附图说明
图1、2、3、4是本发明四种撞击流反应器结构示意图。
其中1为反应器壳体，2为导流筒，3为物料输送泵，4为泵出口，5为进料入口，6为产物出口，8为撞击反应区。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明撞击流反应器结构和功能。
图1和图2中采用两个物料循环输送泵，图3和图4中采用一个物料循环输送泵，采用一个物料循环输送泵时，可以用三通等结构将泵出口物料分别输送至导流筒入口。图1和图3中物料输送泵出口与导流筒联接处设计为锥形管，锥形管的角度可以在30℃-60℃之间，目的是将反应原料在导流筒出口能扩散到导流筒的整个截面，导流筒与锥形管之间可以有一环隙结构，使反应器内物料形成一定的循环。图2和图4中物料输送泵出口直接通过管线与导流筒相联通，导流筒物料入口端可以与反应器壳体侧壁或封头密封连接，为避免反应器底部形成流动死角，可以将循环物料出口设置在反应器壳体底部边缘。反应器进料口5、出口6及泵入口7可以安装在反应器液面下的任一位置。为了检修和清理方便，也可以在反应器底部设一排净口。
本发明的撞击流反应器工作过程如下：原料经进料口5引入反应器，泵将反应器内的反应物料抽出，再将该物料送入反应器内的导流筒进料端，经扩散锥扩散后(采用图2和图4结构时，无此功能)，均匀分散到导流筒的出口处，在撞击面8与另一相向而来的液体高速相撞发生强力混合，然后部分物料经导流筒外反应器壳内的空间循环(采用图2和图4结构时，无此功能)，再进入泵的人口进行再次加速、撞击。可根据工艺条件要求及反应时间确定泵的流量，部分反应物料经出料口6排出装置送到下一工序。按照本发明的设计，该反应器既可以是间歇式操作，也可以是连续式操作。

Claims (8)

1、一种用于液相反应的撞击流反应器，包括反应器外壳，对称安装在反应器壳体内左右两侧中部的导流筒，导流筒出口之间形成流体撞击区域，反应器壳体上设置物料入口和出口，其特征在于反应器壳体上设置循环物料出口，循环物料出口通过循环管路和物料输送泵与导流筒入口相通。
2、按照权利要求1所述的反应器，其特征在于所述的反应器壳体圆筒形、管形或方形，反应器两端采用平板密封或封头密封结构。
3、按照权利要求1所述的反应器，其特征在于所述的导流筒设置对称的一对或几对，导流筒的结构可以是各种适宜的筒形结构。
4、按照权利要求1所述的反应器，其特征在于所述的物料入口设置在壳体的中上部，出口设置在壳体液面以下的位置。
5、按照权利要求1所述的反应器，其特征在于所述的循环物料出口设置在反应器壳体的中下部，可以设置一个、两个或多个。
6、按照权利要求1所述的反应器，其特征在于所述的物料循环管路设置一路、两路或多路，可以采用一个物料输送泵、两个物料输送泵或多个物料输送泵。
7、按照权利要求1所述的反应器，其特征在于物料输送泵出口与导流筒联接处设计为锥形管，锥形管的角度可以在30℃-60℃之间，导流筒与锥形管之间有一环隙结构，使反应器内物料形成一定的循环。
8、按照权利要求1所述的反应器，其特征在于物料输送泵出口直接通过管线与导流筒相联通，导流筒物料入口端与反应器壳体侧壁或封头密封连接，将循环物料出口设置在反应器壳体底部边缘。
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