JP2010505609A5 - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010505609A5 JP2010505609A5 JP2009531346A JP2009531346A JP2010505609A5 JP 2010505609 A5 JP2010505609 A5 JP 2010505609A5 JP 2009531346 A JP2009531346 A JP 2009531346A JP 2009531346 A JP2009531346 A JP 2009531346A JP 2010505609 A5 JP2010505609 A5 JP 2010505609A5
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchange
- ports
- fluid
- exchange reactor
- reactor according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 48
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 230000003068 static Effects 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- -1 etc. Substances 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
Description
本発明は、混合ゾーンを有する熱交換型反応器に関する。
多くのプロセスでは、反応物または流体が、熱交換ゾーンに進入する前に混合されてから、その混合物が熱交換ゾーン内で所望の温度に調節される。いくつかのプロセスでは、直列に連結された熱交換器によって流体の流れから熱が伝達され、各熱交換器の前に、1つまたは2つ以上の反応物または流体がバッチ式部分に添加される。温度の上昇を制限するために、別の実施によると、反応流が循環される。使用される更なる解決策は、1つまたは2つ以上の混合容器を混合容器のいわゆるカスケードとして直列に連結することである。
上述したすべての解決策は、複雑でありコストがかかるため欠点を有する。
したがって、本発明では上述の問題の解決手段が提供される。そのため、本発明は、混合ゾーンを有する熱交換型反応器であって、容器と、プレート、壁、または螺旋状シートから選択された少なくとも1つの分離部材であって1つまたは2つ以上の熱交換ゾーンを1つまたは2つ以上の混合ゾーンから分離する分離部材と、流体用の1つまたは2つ以上のポートまたは孔を有する少なくとも1つの流れ方向付け装置と、を有し、流れ方向付け装置は、混合ゾーンに挿入されており、混合ゾーンへの熱または混合ゾーンからの熱が、熱交換ゾーンから直接与えられるかまたは熱交換ゾーンに直接与えられる熱交換型反応器に関する。
混合ゾーンを有する熱交換型反応器は、反応−混合冷却器(RMC)、1つまたは2つ以上の混合ゾーンで流体の混合が行われる熱交換器、化学反応が生じる混合ゾーンを有する熱交換器、流体の希釈が生じる混合ゾーンを有する熱交換器など、またはこれらの組み合わせであってよい。
熱交換型反応器は、熱交換流体用の少なくとも1つのゾーンと、混合すべき流体、反応させるべき流体、希釈すべき流体など用の少なくとも1つの混合ゾーンとに分割された容器を有し、熱交換型反応器は、プレート、壁、または螺旋状シートから選択された少なくとも1つの分離部材であって混合ゾーン内の流体から熱交換流体を分離する分離部材をさらに有する。混合ゾーンへの熱および混合ゾーンからの熱は、熱交換ゾーン内の熱交換流体と熱交換される。流れ方向付け装置は、チューブ、パイプ、コンジット、チャンバ、流体シートチャンバ、またはこれらの組み合わせであってよく、流れ方向付け装置は、1つまたは2つ以上のノズルまたはジェットノズル、1つまたは2つ以上の噴霧器、1つまたは2つ以上のスプリンクラ、流体用の1つまたは2つ以上のポートまたは孔など、あるいはこれらの組み合わせを有する。流れ方向付け装置は混合ゾーンもしくはゾーンに挿入され、混合ゾーンへの熱または混合ゾーンからの熱は、熱交換ゾーンから直接与えられるかまたは熱交換ゾーンに直接与えられる。
本発明の一の実施態様では、流れ方向付け装置全体を加圧し、流れ方向付け装置内部の流体の圧力を混合ゾーンの流体の圧力より高くすることができる。他の実施態様によれば、流れ方向付け装置の流体と混合ゾーンの流体との圧力差はまったくまたはほとんどない。この発明によれば、流体は液体、気体、微粒子、およびそれらの組み合わせと定義される。したがって、流体は、任意の種類の流体、または液体−液体、液体−気体、気体−気体のような流体の組み合わせであってよい。本発明の一の実施態様では、流体の混合を混合ゾーン内のスタティックミキサーまたは任意の種類の混合部材によって行うことで、乱流を増大させることができる。流体を混合する他の方法として、混合ゾーン内で、ある流体を他の流体に噴射する方法がある。
前述のように、流体の混合または反応物の混合は熱交換器内で行われる。発熱反応からの熱は、伝導によってただちに反応から伝達される。プロセスの制御は、流れ方向付け装置のポート、地点、孔、噴射ポートなどの数量、混合ゾーンの数などに依存し、プロセスは、動力学および懸案の反応に基づいて算出された所定の温度範囲、圧力範囲などによってバランスが取られる。一の実施態様によれば、熱交換ゾーンは螺旋形熱交換器であってよい。螺旋形熱交換器は、圧力降下を妨害することなく流体の流れに所望の乱流を生じさせるように構成することができる。螺旋形熱交換器を使用する1つの利点は、標準ユニットを使用することができることと、入口管に連結された、ノズルでかまわない入口点または混合点の配置である。ノズルが連結された入口管の設置は本発明の一の実施態様である。他の実施態様によれば、熱交換ゾーンはプレート形熱交換器であってよい。
流れ方向付け装置は、流体用のポート、ノズル、噴射ポート、スプリンクラ、噴霧器などを有する1つまたは2つ以上のチューブもしくはパイプ、流体用の孔を有する1つまたは2つ以上の流体シートチャンバ、あるいはそれらの組み合わせであってよい。一の実施態様によれば、流れ方向付け装置のチューブを螺旋状入口管に取り付けることができる。ポート、ノズル、噴射ポート、スプリンクラ、噴霧器などのサイズと直径は用途に応じて調整することができる。
螺旋形熱交換器内の入口管またはパイプの配置を安定させるために、ノズル同士の間のチューブに定置部材が取り付けられている。定置部材は、流体がノズルを通過する際にチューブの振動を低減させ、また、材料が温度によって膨張したときにチューブを所定の位置に維持する。
ノズルは任意の適切な種類のノズルであっても、ジェットノズルであっても、所定の穴、所定のスロット、またはそれらの組み合わせを有する微細分散システムであってもよい。本発明の一の実施態様によれば、入口管に沿って分散されたノズルは、すべて同じ種類のノズルであってよく、したがって、すべてのノズルは同一である。一の実施態様によれば、ユニット内、すなわち混合ゾーン内の位置に応じてそれぞれの異なるノズル、ポート、噴射ポート、スプリンクラ、噴霧器などを分散させることができる。他の実施態様によれば、各ノズルはチューブにおける流速および構成が同一であっても異なっていてもよく、各ノズルは入口管上に同一の間隔、異なる間隔などを置いて配置することができる。生成物の濃度、エンタルピー、エントロピーなどのプロセス特性に応じて、ユニット内の位置および分散装置の種類を変えることを含め、ユニットの構成を変えてよい。
本発明は、化学反応、流体の希釈、流体の混合などにおける本発明による熱交換型反応器の使用法にも関する。本発明の更なる実施態様は特許請求の範囲によって定義される。
以下に、図1〜4を使用することによって本発明について説明する。各図は、本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
図1の螺旋形熱交換器2の中へパイプあるいはチューブ1が挿入されている。螺旋形熱交換器2の混合ゾーンへ流体を導入するために1つまたは2つ以上のノズル3がチューブ1上に配置されている。複数の定置部材4がチューブ1に沿って配置されて該チューブが混合ゾーン内に固定される。図2は、ノズル3を有するチューブ1の拡大図である。図3では、流体、すなわち水がノズル3から散布されている。水はそれぞれの異なる方向に散布されて拡散し、熱交換器内の混合ゾーンをおおう。図3はまた、定置部材4を詳しく示している。定置部材4は、該定置部材を側方に動かないように固定するペグまたはピンを有する平面構造から成っている。
図4では、螺旋状入口チューブ5あるいは螺旋状入口パイプ5上に数本のチューブ1が取り付けられている。この螺旋状チューブ5は、チューブ1を熱交換器2の中へ挿入するのを容易にするように螺旋形熱交換器2の螺旋と形状が類似している。また、図4には示されていない混合部材を螺旋形熱交換器の中へ挿入することもできる。混合部材はスタティックミキサーであってよい。
本発明の混合ゾーンを有する熱交換型反応器は、たとえば、30〜60トンの範囲内であってよいプロセス流体、0.1〜4トンの範囲内であってよい反応流体を有するプロセスに使用することができ、温度は、30℃から200℃の温度範囲にわたって変動することができる。この例の目的は、本発明の熱交換型反応器の性能を示すことであり、本発明の範囲を制限することではない。
Claims (11)
- 容器と、1つまたは2つ以上の熱交換ゾーンと、1つまたは2つ以上の混合ゾーンと、前記熱交換ゾーンを前記混合ゾーンから分離する少なくとも1つの分離部材と、を有し、前記分離部材の伝導性によって前記熱交換ゾーンと前記混合ゾーンの間を熱が移動する熱交換型反応器であって、
1つまたは2つ以上の流れ方向付け装置をさらに備え、
前記流れ方向付け装置は、1本または2本以上のチューブ、1本または2本以上のパイプ、またはこれらの組み合わせであり、1つまたは2つ以上の流体用ポートまたは1つまたは2つ以上の流体用噴射ポートを有し、前記流れ方向付け装置は前記1つまたは2つ以上の混合ゾーンの中に挿入されており、前記パイプまたは前記チューブは複数の定置部材を有している、熱交換型反応器。 - 前記1つまたは2つ以上の混合ゾーンは1つまたは2つ以上のスタティックミキサーを有する、請求項1に記載の熱交換型反応器。
- 前記流れ方向付け装置は、流体用のポートを有する1本または2本以上のチューブであり、該チューブは螺旋状注入口チューブに取り付けられる、請求項1または2に記載の熱交換型反応器。
- 前記流れ方向付け装置は、流体用のポートを有する1本または2本以上のチューブであり、該チューブは、流体用の孔を有する1つまたは2つ以上の流体シートチャンバと組み合わされた螺旋状注入口チューブに取り付けられる、請求項1または2に記載の熱交換型反応器。
- 1つまたは2つ以上のポートは、1つまたは2つ以上のノズル、1つまたは2つ以上のジェットノズル、1つまたは2つ以上の噴霧器、1つまたは2つ以上のスプリンクラ、流体用の孔を有する1つまたは2つ以上のポート、穴もしくはスロットが形成された微細分散システムを有する1つまたは2つ以上のポート、またはそれらの組み合わせである、請求項1から4のいずれかに記載の熱交換型反応器。
- 前記熱交換ゾーンは螺旋形熱交換器である、請求項1から5のいずれかに記載の熱交換型反応器。
- 前記熱交換ゾーンはプレート形熱交換器である、請求項1から6のいずれかに記載の熱交換型反応器。
- 前記少なくとも1つの分離部材は、プレート、壁、または螺旋状シートから選択される、請求項1から7のいずれかに記載の熱交換型反応器。
- 前記ポートはノズルまたはジェットノズルである、請求項1から8のいずれかに記載の熱交換型反応器。
- すべての前記ポートまたは噴射ポートは同一であるか、あるいはすべての前記ポートまたは噴射ポートは、ノズル、ジェットノズル、噴射ポート、スプリンクラ、噴霧器から成る群から選択される互いに異なるポートである、請求項1から9のいずれかに記載の熱交換型反応器。
- 前記ポートまたは噴射ポートは、前記注入口チューブ上に同一の間隔または互いに異なる間隔を置いて配置される、請求項1から10のいずれかに記載の熱交換型反応器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0602092A SE530767C2 (sv) | 2006-10-03 | 2006-10-03 | Värmeväxlarreaktor med blandningszoner och användning av värmeväxlarreaktorn |
SE0602092-9 | 2006-10-03 | ||
PCT/SE2007/000879 WO2008041910A1 (en) | 2006-10-03 | 2007-10-03 | Heat-exhanger reactor having mixing zones |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010505609A JP2010505609A (ja) | 2010-02-25 |
JP2010505609A5 true JP2010505609A5 (ja) | 2011-12-15 |
JP5523100B2 JP5523100B2 (ja) | 2014-06-18 |
Family
ID=39268688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009531346A Expired - Fee Related JP5523100B2 (ja) | 2006-10-03 | 2007-10-03 | 混合ゾーンを有する熱交換型反応器 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8075845B2 (ja) |
EP (1) | EP2066993A1 (ja) |
JP (1) | JP5523100B2 (ja) |
KR (1) | KR101396050B1 (ja) |
CN (1) | CN101523147B (ja) |
SE (1) | SE530767C2 (ja) |
WO (1) | WO2008041910A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108026190B (zh) | 2015-09-29 | 2019-11-15 | 埃克森美孚化学专利公司 | 使用螺旋换热器的聚合 |
US10598376B2 (en) * | 2016-03-04 | 2020-03-24 | Lee Alan Schunk | Apparatus and method for improving campfire heat distribution and airflow |
CN109496261B (zh) | 2016-06-09 | 2020-12-08 | 流体处理有限责任公司 | 3d螺旋热交换器 |
WO2018044395A1 (en) | 2016-08-31 | 2018-03-08 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Spiral heat exchanger as a preheater in polymer devolatilization processes |
WO2019156802A1 (en) | 2018-02-12 | 2019-08-15 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Metallocene catalyst feed system for solution polymerization process |
WO2021086678A1 (en) | 2019-10-29 | 2021-05-06 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Reactor for polymerization process |
WO2021086584A1 (en) | 2019-10-29 | 2021-05-06 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Reactor for polymerization processes |
WO2023114815A1 (en) | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes for making polyolefins with composition control |
WO2023114813A1 (en) | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes for making propylene-based copolymers having broad cds and mwds |
CN114505021B (zh) * | 2022-01-14 | 2024-01-30 | 华东理工大学 | 用于丁二烯液相氯化制备二氯丁烯的螺旋板式多段反应器及二氯丁烯制备 |
US11703285B1 (en) * | 2023-02-27 | 2023-07-18 | Helen Skop | Apparatus and method for latent energy exchange |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54150731A (en) * | 1978-05-18 | 1979-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquid fuel combustion device |
JPH0227920Y2 (ja) * | 1985-01-07 | 1990-07-26 | ||
US5346564A (en) * | 1993-06-16 | 1994-09-13 | Nelson Brothers, Inc. | Method of safely preparing an explosive emulsion composition |
US6362367B2 (en) * | 1998-04-21 | 2002-03-26 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corp. | Preparation of organic acids |
DE19905572A1 (de) * | 1999-02-11 | 2000-08-31 | Bayer Ag | Vorrichtung zum Mischen und Reagieren mehrphasiger gasförmiger und flüssiger Gemische und Verwendung dieser Vorrichtung |
US6190623B1 (en) * | 1999-06-18 | 2001-02-20 | Uop Llc | Apparatus for providing a pure hydrogen stream for use with fuel cells |
US6800269B2 (en) * | 1999-07-30 | 2004-10-05 | Conocophillips Company | Short contact time catalytic sulfur recovery system for removing H2S from a waste gas stream |
US6946111B2 (en) * | 1999-07-30 | 2005-09-20 | Conocophilips Company | Short contact time catalytic partial oxidation process for recovering sulfur from an H2S containing gas stream |
US6818189B1 (en) * | 2000-05-05 | 2004-11-16 | Saudi Basic Industries Corporation | Tubular reactor with gas injector for gas phase catalytic reactions |
JP4385541B2 (ja) * | 2001-04-02 | 2009-12-16 | 三菱化学株式会社 | 流通型微小反応流路,反応装置及び反応方法 |
JP3558131B2 (ja) * | 2002-04-17 | 2004-08-25 | 松本重工業株式会社 | 2重管式熱交換器 |
DE102004029147B4 (de) | 2004-06-17 | 2008-01-03 | Uhde Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan mittels Direktchlorierung |
JP2006162154A (ja) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Ebara Corp | 積層プレート式吸収器、吸収式ヒートポンプ及び吸収式冷凍機 |
-
2006
- 2006-10-03 SE SE0602092A patent/SE530767C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-10-03 CN CN2007800372816A patent/CN101523147B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-03 EP EP07835081A patent/EP2066993A1/en not_active Withdrawn
- 2007-10-03 US US12/441,914 patent/US8075845B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-03 KR KR1020097006764A patent/KR101396050B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2007-10-03 JP JP2009531346A patent/JP5523100B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-03 WO PCT/SE2007/000879 patent/WO2008041910A1/en active Application Filing
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5523100B2 (ja) | 混合ゾーンを有する熱交換型反応器 | |
JP2010505609A5 (ja) | ||
JP6245787B2 (ja) | モジュール式リアクタ | |
KR100431367B1 (ko) | 열교환 장치 및 그 사용 방법 | |
EP1973648B1 (en) | A heat exchanger mixing system | |
TWI451903B (zh) | 多個流動路徑微流體設計 | |
US8123398B2 (en) | Fluid-processing device | |
RU2288028C2 (ru) | Устройство для смешивания по меньшей мере двух текучих сред | |
US8434933B2 (en) | Network mixer and related mixing process | |
US20130330246A1 (en) | Micro-fluidic device | |
JPH01230989A (ja) | 中空熱交換板による内部温度制御反応装置,および同装置を用いる炭化水素の吸熱または発熱処理方法 | |
JP2010534313A (ja) | 無炎燃焼加熱器 | |
JP2006305505A (ja) | マイクロリアクタ | |
RU2557599C1 (ru) | Устройство для смешивания и охлаждения двух реакционноспособных жидкостей и способ производства пероксомоносерной кислоты с помощью этого устройства | |
JP2007136253A (ja) | マイクロリアクタシステム | |
KR200496561Y1 (ko) | 네트워크 열 교환기 장치, 그 방법 및 용도 | |
CN114225858A (zh) | 一种套管结构微反应器及应用 | |
JP2011036773A (ja) | 反応装置及び反応プラント | |
JP2006281071A (ja) | マイクロデバイス | |
JP2007007570A (ja) | マイクロリアクタ | |
CN117414774A (zh) | 管式微通道装置的内芯结构、管式微通道装置及方法 | |
SU1414444A1 (ru) | Вихревой аппарат | |
CN113181853A (zh) | 一种具有交叉形混合结构微通道反应混合装置和混合方法 | |
KR20140108805A (ko) | 다노즐 혼합기 |