CN203291868U - 一种喷射反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于化工设备技术领域，涉及一种喷射反应装置。主要包括反应釜、喷射器、循环泵、过滤器、换热器、静态混合器，其特征在于喷射器安装在反应釜内，反应釜底部用管道依次连接循环泵、过滤器、换热器和静态混合器。所述喷射反应装置中液体物料通过循环泵增压，然后依次通过过滤器、换热器和静态混合器后经文丘里喷射器喷射产生高速液流，在喷嘴处形成稳定的湍流，且在喷嘴周围形成负压将气体吸入混合室内，实现充分混合反应。本实用新型可以根据工艺要求实现间歇或连续运行，可用于烷氧基化、胺化、羰基化、氢化和氧化反应等，具有快速混合、快速反应，产品转化率高和结构简单等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于化工设备技术领域，涉及一种喷射反应装置。
背景技术
气液反应被广泛地应用于有机中间体的化工制造业，包括烷氧基化、胺化、羰基化、氢化和氧化反应等，所采用的反应器有机械搅拌釜式反应器、固定床反应器和喷射反应器。
传统的工业反应器，如搅拌釜反应器和固定床反应器都存在一定的问题。搅拌釜反应器的搅拌速度限制对反应器内物料的混合程度有一定的限制，传质效果一般，含有运动部件，对反应器的密封性能要求较高；而固定床反应器存在反应时间长、传质和传热效果差、容易发生飞温等不可避免的缺点。
发明内容
气液反应被广泛地应用于有机中间体的化工制造业，许多化学反应是在均相或飞均相催化剂的作用下进行的，包括烷氧基化、胺化、羰基化、氢化和氧化反应等，目前已工业化应用的反应器有机械搅拌釜式反应器、固定床反应器。
传统的工业反应器，如搅拌釜反应器和固定床反应器都存在一定的问题。搅拌釜反应器的搅拌速度限制对反应器内物料的混合程度有一定的限制，传质效果一般，含有运动部件，对反应器的密封性能要求较高；而固定床反应器存在反应时间长、传质和传热效果差、容易发生飞温等不可避免的缺点。
喷射反应器的工作原理是利用高速流动相去卷吸其它相，使各相密切接触，产生剧烈的搅拌，达到充分混合的效果来完成反应。喷射反应器使反应物充分混合，有利于强化传质与传热，加快反应速率，改善浓度和温度分布，抑制副反应，提高反应的选择性。
喷射反应器作为一类新型的多相反应器，较上述两种传统反应器有许多独特、优异的性能：①传质性能好；②传热能效大；③操作弹性和工作体积大；④ 单位体积输入功率大；⑤ 结构简单，无搅动件，易于反应过程的连续；⑥密封性能好，因此适用于高压反应；⑦ 易于工程放大。因此，研究开发新型喷射反应装置具有广阔的发展前景，尤其在气-液、气-液-固等多相反应领域中比其它多相反应器体现出众多的优异性能。
本实用新型的目的在于提供一种气-液或气-液-固多相反应的喷射反应装置，以实现烷氧基化、胺化、羰基化、氢化或氧化反应的快速高效进行。
本实用新型主要包括：用于气-液反应和分离的反应釜、实现物料混合反应的文丘里喷射器、用于催化剂过滤的过滤器、反应物料预热的换热器和反应物料预混的静态混合器。
本实用新型的主要技术方案：喷射反应装置，主要包括反应釜、喷射器、循环泵、过滤器、换热器、静态混合器，其特征在于喷射器安装在反应釜内，反应釜底部用管道依次连接循环泵、过滤器、换热器和静态混合器。
所述喷射器为文丘里喷射器，由喷嘴、混合室、扩散室和反应室组成，其中喷嘴与反应釜顶部以螺纹相连，喷嘴与混合室之间的距离可调。
所述喷射器吸气口在反应釜内，气体在反应釜内实现内循环。
所述喷射反应装置采用稳压装置控制反应釜内气体压力恒定。
所述喷射反应装置的换热器前设置物料和催化剂进料口。
本实用新型中喷射器为文丘里喷射器，以液态物料为动力流体，经喷嘴喷射产生高速液流，在喷嘴处形成稳定的湍流，且在喷嘴周围形成负压将气体吸入混合室内，实现气液充分混合反应。
本实用新型提及的反应装置有两大循环系统。其一是有循环泵带动的经过过滤器、换热器、喷射器和静态混合器的液体循环系统；其二是由喷射器引起的自吸式气体循环系统，未反应的气体将从液相中分离出来，被收集在反应釜的顶端，然后再被喷射器吸回到液相中去。
本实用新型中，进行气液固反应时，所述反应釜出料经过过滤浓缩，过滤后出口清液为所得产品，浓缩液返回液体循环系统；进行气液反应时，反应釜出料经过循环泵后直接进入换热器。
在过滤器与换热器之间设置进料口，连续运行时用于补充原料或催化剂。换热器与喷射器之间设置静态混合器使物料预混。
本实用新型可以根据工艺要求实现间歇或连续运行，可用于烷氧基化、胺化、羰基化、氢化和氧化反应等，具有快速混合、快速反应，产品转化率高和结构简单等特点。
附图说明
图1为本实用新型实施例喷射反应装置的结构示意图。
图2为本实用新型实施例中文丘里喷射器结构示意图。
附图中，1—反应釜；2—喷射器；3—循环泵；4—过滤器；5—换热器；6—进气口；7—过滤清液出口；8—进料口；9—静态混合器；10—喷嘴；11—混合室；12—扩散室；13—反应室。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对实用新型作进一步说明。
如图1所示：包括反应釜1和与之连接的喷射器2、循环泵3、过滤器4、换热器5、静态混合器9及循环管路和阀门。其中，反应釜1上部设有进气口6，过滤器4和换热器5中间设有进料口8；喷射器2按文丘里原理设计，由喷嘴10、混合室11、扩散室12和反应室13组成，其中喷嘴与反应釜顶部以螺纹相连，喷嘴与混合室之间的距离可调，混合室10、扩散室11和反应室12通过支撑柱固定在反应釜1内壁上，支撑柱之间的间隙可以使物料顺畅通过。
在气液喷射反应过程中，以一定压力的工作液体物料为动力流体，经喷嘴10喷射产生高速液流，在喷嘴10处形成稳定的湍流，并在喷嘴10周围形成负压将气体吸入混合室11内实现气液快速混合，然后进入扩散室12和反应室13，实现气液充分混合反应。反应产物经管道吸入循环泵3，根据工艺要求，对于没有催化剂参与的气液混合反应，经循环泵3后直接进入换热器5；而对于有催化剂参与的气液固混合反应，则先经过过滤器4浓缩后再进入换热器5。连续运行条件下，反应物通过进料口8以一定的流速泵入，与过滤浓缩液混合进入换热器5，换热后物料经过静态混合器9预混后进入喷射器。
喷射反应以高速流动液体为动力卷吸气体，并产生剧烈搅拌，使气液充分混合来完成反应；由于气液充分混合接触，因而具有较高的气液传质性能，可加快反应速率，抑制副反应发生；同时，由于装置没有活动部件，结构简单，因而具有更好的密封性能和操作弹性。
Claims (5)
1.一种喷射反应装置，包括反应釜、喷射器、循环泵、过滤器、换热器、静态混合器，其特征在于喷射器安装在反应釜内，反应釜底部用管道依次连接循环泵、过滤器、换热器和静态混合器。
2. 根据权利要求1所述喷射反应装置，其特征在于喷射器为文丘里喷射器，由喷嘴、混合室、扩散室和反应室组成，其中喷嘴与反应釜顶部以螺纹相连，喷嘴与混合室之间的距离可调。
3. 根据权利要求1和2所述喷射反应装置，其特征在于喷射器吸气口在反应釜内，气体在反应釜内实现内循环。
4. 根据权利要求1所述喷射反应装置，其特征在于采用稳压装置控制反应釜内气体压力恒定。
5. 根据权利要求1所述喷射反应装置，其特征在于在换热器前设置物料和催化剂进料口。
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