CN219984401U - 三相静态混合器及使用其的糠醛液相加氢制备糠醇的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三相静态混合器及使用其的糠醛液相加氢制备糠醇的装置；包括静态混合器本体，静态混合器本体的底部设有固液混合物进口，静态混合器本体的下部一侧设有气相进口，静态混合器本体的顶部设有物料出口；静态混合器本体内部设有旋转叶片部，所述的旋转叶片部包括交错设置的左扭转螺旋片和右扭转螺旋片。本实用新型适用于气液固三项的混合，当气液固三项进入静态混合器本体内部时，由于左扭转螺旋片和右扭转螺旋片的作用使液固的混合物时而左旋时而右旋不断改变流动方向不仅将该混合物推向周边而且能够将氢气推向中心，上述物料的运动过程中能够是实现良好的径向混合效果。

Description

三相静态混合器及使用其的糠醛液相加氢制备糠醇的装置

技术领域

本实用新型涉及物料混合及糠醇生产技术领域，具体为一种三相静态混合器及使用其的糠醛液相加氢制备糠醇的装置。

背景技术

糠醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产呋喃树脂、酚醛树脂等。也用于制备果酸、增塑剂、溶剂和火箭燃料，另外在染料、合成纤维、橡胶、农药和铸造等工业部门也有广泛的用途。

目前糠醇的工业生产基本都是采用糠醛液相加氢的制备工艺，其工艺过程包括：催化剂与糠醛充分混合后同氢气一起从管式反应器的底部进入，经过特定的温度下进行反应，反应完毕后催化剂与产物从反应器的顶部流出。上述工艺中由于前期气相无法与催化剂和糠醛充分混合而造成反应迟滞，同时由于氢气和糠醛局部接触，从而氢化反应剧烈易造成催化剂结焦，缩短设备运行时间，造成产能浪费的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三相静态混合器及使用其的糠醛液相加氢制备糠醇的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种三相静态混合器，包括静态混合器本体，所述静态混合器本体的底部设有固液混合物进口，静态混合器本体的下部一侧设有气相进口，静态混合器本体的顶部设有物料出口；所述静态混合器本体内部设有旋转叶片部，所述的旋转叶片部包括交错设置的左扭转螺旋片和右扭转螺旋片。

本实用新型的有益效果：本实用新型适用于气液固三项的混合，所述的旋转叶片部与驱动装置相连，当气液固三项进入静态混合器本体内部时，由于左扭转螺旋片和右扭转螺旋片的作用使液固的混合物时而左旋时而右旋不断改变流动方向不仅将该混合物推向周边而且能够将氢气推向中心，上述物料的运动过程中能够是实现良好的径向混合效果。

优选的，所述左扭转螺旋片为向左扭转180°的螺旋片，右扭转螺旋片为向右扭转180°的螺旋片。

优选的，所述左扭转螺旋片和右扭转螺旋片之间按照90°交叉焊接相连。

优选的，所述气相进口处设有进气板，进气板上开设有若干个进气孔。

优选的，所述进气孔的形状为圆形、半圆形、椭圆形或半椭圆形。

优选的，所述静态混合器本体内壁上设有若干个凸起台阶。

优选的，所述凸起台阶为圆形、半圆形、椭圆形或半椭圆形。

本实用新型还提供了一种使用三相静态混合器的糠醛液相加氢制备糠醇的装置，包括上述三相静态混合器，三相静态混合器的固液混合物进口与糠醛和催化剂进料部相连，气相进口与氢气管网相连，物料出口通过夹套式反应器与粗糠醇存储罐相连，粗糠醇存储罐的顶部设有氢气出口，粗糠醇存储罐的底部设有粗糠醇出口。该糠醛液相加氢制备糠醇的装置中设有三相静态混合器，该静态混合器内部右扭转螺旋片和左扭转螺旋片的作用使流体时而左旋时而右旋不断改变糠醛流动方向不仅将糠醛流推向周边而且将周边糠醛及氢气推向中心从而造成良好的径向混合效果；上述过程中右扭转螺旋片和左扭转螺旋片能够对三相物料进行切割，以实现三者的分散，分散相粒径越小越均匀，三相接触面积越大，则上述三相混合的越好，以达到促进加氢反应的特点；通过上述混合能够实现气相与催化剂和糠醛之间的充分混合，以达到避免氢气和糠醛发生局部接触的现象，使夹套式反应器内部的氢化反应平稳进行，实现设备运行时间长和提高产能的优点。

优选的，所述糠醛和催化剂进料部包括液相糠醛进口管道和催化剂固相进口管道，液相糠醛进口管道和催化剂固相进口管道分别通过糠醛泵与固液混合物进口相连。

优选的，所述夹套式反应器上设有用于移除夹套式反应器内部热量的换热夹套；所述的换热夹套上设有换热介质进口管道和换热介质出口管道。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型进气板的结构示意图。

图3为本实用新型糠醛液相加氢制备糠醇装置示意图。

图中：1、静态混合器本体；2、固液混合物进口；3、气相进口；4、物料出口；5、左扭转螺旋片；6、右扭转螺旋片；7、凸起台阶；8、氢气管网；9、夹套式反应器；10、粗糠醇存储罐；11、氢气出口；12、粗糠醇出口；13、液相糠醛进口管道；14、催化剂固相进口管道；15、糠醛泵；16、换热夹套；17、换热介质进口管道；18、换热介质出口管道；19、进气板；20、进气孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，本实用新型为一种三相静态混合器及使用其的糠醛液相加氢制备糠醇的装置，其中，三相静态混合器包括静态混合器本体1，所述静态混合器本体1的底部设有固液混合物进口2，静态混合器本体1的下部一侧设有气相进口3，静态混合器本体1的顶部设有物料出口4；所述静态混合器本体1内部设有旋转叶片部，所述的旋转叶片部包括交错设置的左扭转螺旋片5和右扭转螺旋片6。本实用新型适用于固、液、气三项的混合，固液通过固液混合物进口2进入静态混合器本体1中，气相通过气相进口3进入静态混合器本体1内，上述三相在旋转叶片部搅拌下实现均匀混合，为了提高三相的混合效果，本实用新型的旋转叶片部包括交错设置的左扭转螺旋片5和右扭转螺旋片6，驱动装置驱动旋转叶片部旋转，能够使液固的混合物时而左旋时而右旋不断改变流动方向不仅将该混合物推向周边而且能够将氢气推向中心，上述物料的运动过程中能够是实现良好的径向混合效果。

进一步地，所述左扭转螺旋片5为向左扭转180°的螺旋片，右扭转螺旋片6为向右扭转180°的螺旋片。本实用新型优选的采用上述结构形式的螺旋片，能够使实现改变三相的行进路线从而实现物料均匀混合的目的；进一步地，上述螺旋片可以采用光滑的螺旋片。

进一步地，所述左扭转螺旋片5和右扭转螺旋片6之间按照90°交叉焊接相连。具体来说，左扭转螺旋片5和右扭转螺旋片6之间的连接处可以设置定位销，并且以点焊或者螺纹连接的方式对其进行安装和固定。

进一步地，参见图1、2，所述气相进口3处设有进气板19，进气板19上开设有若干个进气孔20。气体由进气板19进入到静态混合器本体1内，通过进气孔20对气相进行切割，切割后的气泡进入静态混合器本体1中后被左扭转螺旋片5和右扭转螺旋片6旋转的过程中打散形成微小气泡，液相糠醛则被打散成为细小的液滴，上述过程能够增大气相同固液物料的接触面积，此后液滴汇聚使粒径略微增大，气液固三相再一次经过混合元件时继续被切割，粒径进一步减小，旋转叶片部通过上述切割和汇集的过程能够实现三相均匀分布，并随着静态混合器本体1轴向的延伸，使气液固三相的破碎和汇聚达到动态的平衡。

进一步地，所述进气孔20的形状为圆形、半圆形、椭圆形或半椭圆形。本实用新型的进气孔20可以为上述其中一个形状，也可以为上述的两个或两个以上的形状组合。

进一步地，所述静态混合器本体1内壁上设有若干个凸起台阶7。本实用新型中所述的静态混合器本体1可以圆柱状，其内壁设置的台阶可以圆形、半圆形、椭圆形或半椭圆形，并且为若干个，以利于改变物料的行进方向，从而提高混合效果的目的。

进一步地，所述凸起台阶7为圆形、半圆形、椭圆形或半椭圆形。

参见图1、2、3，本实用新型还提供了一种使用三相静态混合器的糠醛液相加氢制备糠醇的装置，包括上述三相静态混合器，三相静态混合器的固液混合物进口2与糠醛和催化剂进料部相连，气相进口3与氢气管网8相连，物料出口4通过夹套式反应器9与粗糠醇存储罐10相连，粗糠醇存储罐10的顶部设有氢气出口11，粗糠醇存储罐10的底部设有粗糠醇出口12。糠醛液相加氢生产过程中需要气、液、固三相进行混合，本实用新型在糠醛液相加氢制备糠醇的装置中使用了三相静态混合器，使液相和固相通过三相静态混合器与气相实现充分混合，以达到满足夹套式反应器9进行加氢反应的目的；三相静态混合器针对气、液、固三相进行混合的方式包括了以下两种形式：(1)能够使液固的混合物时而左旋时而右旋不断改变流动方向不仅将该混合物推向周边而且能够将氢气推向中心，并配合若干个凸起台阶7，以改变物料的行进路线为目的来实现良好的径向混合效果；(2)通过进气孔20对气相进行切割，切割后的气泡进入静态混合器本体1中后被左扭转螺旋片5和右扭转螺旋片6旋转的过程中打散形成微小气泡，液相糠醛则被打散成为细小的液滴，上述过程能够增大气相同固液物料的接触面积，此后液滴汇聚使粒径略微增大，气液固三相再一次经过混合元件时继续被切割，粒径进一步减小，旋转叶片部通过上述切割和汇集的过程能够实现三相均匀分布，并随着静态混合器本体1轴向的延伸，使气液固三相的破碎和汇聚达到动态的平衡；以实现物料良好的径向混合效果。

进一步地，所述糠醛和催化剂进料部包括液相糠醛进口管道13和催化剂固相进口管道14，液相糠醛进口管道13和催化剂固相进口管道14分别通过糠醛泵15与固液混合物进口2相连。

进一步地，所述夹套式反应器9上设有用于移除夹套式反应器内部热量的换热夹套16；所述的换热夹套16上设有换热介质进口管道17和换热介质出口管道18。

本实用新型的工作原理为：本实用新型中所述的三相静态混合器可以应用于固、液、气三项的混合，尤其适用于糠醛加氢反应中，具体来说：液相糠醛进口管道13中的液相糠醛进入糠醛泵15内，催化剂固相进口管道14中的固相催化剂进入糠醛泵15中，两者混合后通过固液混合物进口2进入三相静态混合器内，氢气由氢气管网8进入三相静态混合器中，一方面上述三者的混合物料被时而左旋时而右旋不断改变流动方向不仅将该混合物推向周边而且能够将氢气推向中心，并配合若干个凸起台阶7，以改变物料的行进路线为目的来实现良好的径向混合效果；另一方面通过进气孔20对氢气进行切割，切割后的气泡进入静态混合器本体1中后被左扭转螺旋片5和右扭转螺旋片6旋转的过程中打散形成微小气泡，液相糠醛则被打散成为细小的液滴，上述过程能够增大气相同固液物料的接触面积，此后液滴汇聚使粒径略微增大，气液固三相再一次经过混合元件时继续被切割，粒径进一步减小，旋转叶片部通过上述切割和汇集的过程能够实现三相均匀分布，并随着静态混合器本体1轴向的延伸，使气液固三相的破碎和汇聚达到动态的平衡；以实现物料良好的径向混合效果。上述充分混合后的物料通过物料出口4进入夹套式反应器9中进行加氢反应，与此同时，换热夹套16内的换热介质不断循环移除加氢反应产生的热量，反应后的物料进入粗糠醇存储罐10中，氢气通过氢气出口11外排并可循环使用，粗糠醇存储罐通过粗糠醇出口12进入后续工序中；由于本实用新型能够实现气、固、液三相的充分混合，从而避免氢气和糠醛发生局部接触的现象，使夹套式反应器内部的氢化反应平稳进行，实现设备运行时间长和提高产能的优点。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种三相静态混合器，包括静态混合器本体(1)，其特征在于：所述静态混合器本体(1)的底部设有固液混合物进口(2)，静态混合器本体(1)的下部一侧设有气相进口(3)，静态混合器本体(1)的顶部设有物料出口(4)；

所述静态混合器本体(1)内部设有旋转叶片部，所述的旋转叶片部包括交错设置的左扭转螺旋片(5)和右扭转螺旋片(6)。

2.根据权利要求1所述的三相静态混合器，其特征在于：所述左扭转螺旋片(5)为向左扭转180°的螺旋片，右扭转螺旋片(6)为向右扭转180°的螺旋片。

3.根据权利要求1所述的三相静态混合器，其特征在于：所述左扭转螺旋片(5)和右扭转螺旋片(6)之间按照90°交叉焊接相连。

4.根据权利要求1所述的三相静态混合器，其特征在于：所述气相进口(3)处设有进气板(19)，进气板(19)上开设有若干个进气孔(20)。

5.根据权利要求4所述的三相静态混合器，其特征在于：所述进气孔(20)的形状为圆形、半圆形、椭圆形或半椭圆形。

6.根据权利要求1-5任一项所述的三相静态混合器，其特征在于：所述静态混合器本体(1)内壁上设有若干个凸起台阶(7)。

7.根据权利要求6所述的三相静态混合器，其特征在于：所述凸起台阶(7)为圆形、半圆形、椭圆形或半椭圆形。

8.一种使用三相静态混合器的糠醛液相加氢制备糠醇的装置，其特征在于：包括上述三相静态混合器，三相静态混合器的固液混合物进口(2)与糠醛和催化剂进料部相连，气相进口(3)与氢气管网(8)相连，物料出口(4)通过夹套式反应器(9)与粗糠醇存储罐(10)相连，粗糠醇存储罐(10)的顶部设有氢气出口(11)，粗糠醇存储罐(10)的底部设有粗糠醇出口(12)。

9.根据权利要求8所述的使用三相静态混合器的糠醛液相加氢制备糠醇的装置，其特征在于：所述糠醛和催化剂进料部包括液相糠醛进口管道(13)和催化剂固相进口管道(14)，液相糠醛进口管道(13)和催化剂固相进口管道(14)分别通过糠醛泵(15)与固液混合物进口(2)相连。

10.根据权利要求8所述的使用三相静态混合器的糠醛液相加氢制备糠醇的装置，其特征在于：所述夹套式反应器(9)上设有用于移除夹套式反应器内部热量的换热夹套(16)；

所述的换热夹套(16)上设有换热介质进口管道(17)和换热介质出口管道(18)。