CN215464294U - 一种反应分离一体式离子液烷基化用旋流反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种反应分离一体式离子液烷基化用旋流反应器，包括反应室及导叶、锥段，其特征在于所述反应室底部壁面设有连续相入口，所述反应室内部设有分隔板，以及供分散相进入的分布环，所述分布环套设在分隔板外周侧，所述分隔板的位于反应室顶部位置处设有切向缝，所述分隔板的中心设有轴向向上伸出反应室顶部的溢流管，所述溢流管与分隔板之间形成混合液流通区域，所述切向缝供分布环所在空间与混合液流通区域相连通，所述反应室下方设有轴流导叶及锥段；其通过结构设计实现了旋流器内反应与分离同时进行，保证离子液与C4烃充分接触混合，且及时分离反应生成的烷基化油。

Description

一种反应分离一体式离子液烷基化用旋流反应器

技术领域

本实用新型涉及液相与液相非均相混合及分离设备领域，具体涉及一种反应分离一体式离子液烷基化用旋流反应器。

背景技术

为了生产高辛烷值、无硫、无烯、无芳的烷基化油，开发了离子液烷基化技术，目前烷基化反应器仍以传统静态混合器或者搅拌釜为主，配以沉降分离器，将导致工艺过程复杂，目标产率降低，且重力沉降分离耗时长，难以实现高效分离。

中国专利CN112657439 A公布了一种基于多维剪切作用的液-液非均相旋流反应器和反应方法，为了增大相间接触面积，提高目标产物产量，利用切向孔与螺旋状导叶来实现连续相与分散相的快速混合及分离，但这一过程反应时间极短，两相来不及充分接触即开始分离，进入锥段的产物夹杂大量反应物，增加了原料成本且造成后续分离困难。

常见的搅拌釜式反应器由于分离困难，不利于提高离子液烷基化反应的产品收率，且外置沉降器占地面积大；旋流器主要用于混合物的分离，难以做到充分混合，由此设计了一种反应分离一体式离子液烷基化用旋流反应器，在实现两相接触混合反应的同时，将反应生成的产物通入导叶及锥段进行分离。

实用新型内容

基于上述目的，本实用新型提供了一种反应分离一体式离子液烷基化用旋流反应器，其通过结构设计实现了旋流器内反应与分离同时进行，保证离子液(连续相)与C4烃(分散相)充分接触混合，且及时分离反应生成的烷基化油。

本实用新型采用的技术方案如下：一种反应分离一体式离子液烷基化用旋流反应器，包括反应室及导叶、锥段，其特征在于所述反应室底部壁面设有连续相入口，所述反应室内部设有分隔板，以及供分散相进入的分布环，所述分布环套设在分隔板外周侧，所述分隔板的位于反应室顶部位置处设有切向缝。

所述分隔板的中心设有轴向向上伸出反应室顶部的溢流管，所述溢流管与分隔板之间形成混合液流通区域，所述切向缝供分布环所在空间与混合液流通区域相连通，所述反应室下方设有轴流导叶及锥段，所述锥段连接在构成反应室及安装导叶的柱段的下方，所述混合液流通区域与导叶所在空间以及锥段内部空间连通。

所述连续相入口共两个，呈圆心对称式分布，连续相切向流入，而分散相分布环由分散相入口管及支架固定于反应室内连续相入口上方，所述分散相入口管向外伸出柱段壁面，以供分散相输入。

所述分散相分布环内外两侧设有均匀分布的倾斜的射流孔各八个，在其它实例中，所述射流孔也可以设置为其它数量，如四个或六个，射流孔的倾斜方向即射流方向与连续相流入反应室的旋向相反。

所述分隔板包括一个筒体，所述筒体下端连接于分隔反应室与反应室下部空间的环形板的内径处，所述筒体上端连接于反应室上顶板，所述切向缝共四个，四个切向缝圆周阵列分布在分隔板上部位置，在其它实例中，所述切向缝也可以设置为其它数量，如两个或三个，其开缝方向为切向，且切向的旋向与连续相入口的入流旋向相反；所述导叶旋向与切向缝的旋向相同。

本实用新型的旋流反应器的工作过程简单介绍如下：

本实用新型的旋流反应器，用于离子液烷基化反应，生产高辛烷值的烷基化油，连续相通过连续相入口进入反应室，形成旋流；分散相通过分散相入口管进入分布环，分布环两侧设有射流孔，在压力作用下分散相射入反应室，与连续相混合反应。

反应生成的产物与催化剂在反应室内向上运动，通过分隔板上开设的切向缝形成旋流，初步分离混合液，持续向下流动，经过导叶加强分离，在锥段的共同作用下，实现产物与催化剂的分离，分别由溢流管及底流口排出，以此实现反应与分离一体化。

与现有的反应器相比，本实用新型具有以下优点：

连续相与分散相流入方向相反，在反应室内部交错流动，分隔板保证两相充分接触反应，避免重力影响下未反应原料迅速分离；反应生成的产物与催化剂由切向缝及导叶进行两次分离，提高整体分离效率，高效地实现了反应分离一体化。

附图说明

附图的图面说明如下：

图1为本实用新型旋流反应器整体结构示意图；

图2为图1中A-A截面示意图；

图3为本实用新型旋流反应器剖面图；

图中，1-分散相分布环；2-连续相入口；3-溢流管；4-锥段；5-切向缝；6-导叶；7-分散相射流孔；8-支架；9-分隔板；10-分散相入口管。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型旋流反应器整体结构示意图，图3为本实用新型旋流反应器剖面图，如图所示，一种反应分离一体式离子液烷基化用旋流反应器，包括反应室及导叶、锥段，其特征在于所述反应室底部壁面设有连续相入口2，所述反应室内部设有分隔板9，以及供分散相进入的分布环1，所述分布环1套设在分隔板9外周侧，所述分隔板9的位于反应室顶部位置处设有切向缝5。

所述分隔板9的中心设有轴向向上伸出反应室顶部的溢流管3，所述溢流管3与分隔板9之间形成混合液流通区域，所述切向缝5供分布环1所在空间与混合液流通区域相连通，所述反应室下方设有轴流导叶6及锥段4，所述锥段4连接在构成反应室及安装导叶6的柱段的下方，所述混合液流通区域与导叶6所在空间以及锥段4内部空间连通。

所述连续相入口2共两个，呈圆心对称式分布，连续相切向流入，而分散相分布环1由分散相入口管10及支架8固定于反应室内连续相入口上方，所述分散相入口管10向外伸出柱段壁面，以供分散相输入。

如图2所示，是A-A截面示意图，所述分散相分布环1内外两侧设有均匀分布的倾斜的射流孔7各八个，在其它实例中，所述射流孔7也可以设置为其它数量，如四个或六个，射流孔7的倾斜方向即射流方向与连续相流入反应室的旋向相反。

如图3所示，所述分隔板9包括一个筒体，所述筒体下端连接于分隔反应室与反应室下部空间的环形板的内径处，所述筒体上端连接于反应室上顶板，所述切向缝5共四个，四个切向缝5圆周阵列分布在分隔板9上部位置，在其它实例中，所述切向缝5也可以设置为其它数量，如两个或三个，其开缝方向为切向，且切向的旋向与连续相入口2的入流旋向相反；所述导叶6旋向与切向缝5的旋向相同。

本实用新型的反应分离一体式旋流反应器，用于实现离子液(连续相)与C4烃(分散相)的烷基化反应，对反应产物及催化剂进行分离，通过连续相入口2注入反应室，在切向入流的作用下形成旋流；分散相从分散相入口管10流入分布环1，由内外两侧的射流孔7注入反应室，与连续相的旋向相反。这一过程中，两相交错对流，分散相被连续相冲击形成大量微小液滴，增大相间接触面积，使反应更充分。

由于反应室持续进料，反应生成的产物与催化剂向上运动，通过分隔板9上切向缝5流入溢流管3与分隔板9之间的混合液流通区域，在切向缝5的作用下，混合液形成旋流，对产物与催化剂进行初步的分离。初步分离的混合液继续向下流动，通过轴流导叶6再次分离，在锥段4的共同作用下，密度大的催化剂向下旋流排出，循环利用；密度小的烷基化油向轴心运动，由溢流管3引出，进入后续的生产工艺。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种反应分离一体式离子液烷基化用旋流反应器，其特征在于，包括反应室及导叶、锥段，所述反应室底部壁面设有连续相入口，所述反应室内部设有分隔板，以及供分散相进入的分布环，所述分布环套设在分隔板外周侧，所述分隔板的位于反应室顶部位置处设有切向缝；

所述分隔板的中心设有轴向向上伸出反应室顶部的溢流管，所述溢流管与分隔板之间形成混合液流通区域，所述切向缝供分布环所在空间与混合液流通区域相连通，所述反应室下方设有轴流导叶及锥段，所述锥段连接在构成反应室及安装导叶的柱段的下方，所述混合液流通区域与导叶所在空间以及锥段内部空间连通。

2.根据权利要求1所述的旋流反应器，其特征还在于，所述连续相入口共两个，呈圆心对称式分布，连续相切向流入，而分散相分布环由分散相入口管及支架固定于反应室内连续相入口上方，所述分散相入口管向外伸出柱段壁面，以供分散相输入。

3.根据权利要求1所述的旋流反应器，其特征还在于，所述分散相分布环内外两侧设有均匀分布的倾斜的射流孔各八个。

4.根据权利要求1所述的旋流反应器，其特征还在于，所述分隔板包括一个筒体，所述筒体下端连接于分隔反应室与反应室下部空间的环形板的内径处，所述筒体上端连接于反应室上顶板，所述切向缝共四个，四个切向缝圆周阵列分布在分隔板上部位置。

5.根据权利要求3所述的旋流反应器，其特征还在于，射流孔的射流方向为切向，且切向方向与连续相流入反应室的旋向相反。

6.根据权利要求4所述的旋流反应器，其特征还在于，所述切向缝的切向的旋向与连续相入口的入流旋向相反；所述导叶旋向与切向缝的旋向相同。

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