專利名稱：噴霧管式反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種霧化管式反應(yīng)設(shè)備，尤其涉及一種將液相高度分散在氣相的噴霧管式反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
氣-液反應(yīng)廣泛應(yīng)用于石油、化工、醫(yī)藥和環(huán)保等到行業(yè)。但氣相不能很好地溶于液相時(shí)，傳質(zhì)就成為影響反應(yīng)速度的主要因素，因此提高氣相在液相中分散度便是解決前述問題的有效辦法之一。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)了許多類型的氣-液反應(yīng)器。按其外型可分為塔式、管式、機(jī)械攪拌槽式；按氣液接觸方式，可分為液膜型、液滴型、氣泡型和氣環(huán)型。其中液滴型、塔式裝置是工業(yè)上有效的氣-液反應(yīng)器，這是一種將液相高度分散在氣相的噴霧反應(yīng)器。高壓液體通過噴嘴、篩板等，將靜壓能轉(zhuǎn)為動能，高速噴出而分散為霧滴。然后與逆向運(yùn)動的氣體接觸，進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱和反應(yīng)。但能耗高，氣-液相的返混較嚴(yán)重，限制了它的應(yīng)用。
中國專利申請?zhí)枮?5117459.2，公布的大慶石油化工總公司“制備低碳α-烯烴的方法”中，對反應(yīng)器的噴嘴描述為“置換反應(yīng)器為噴霧反應(yīng)器，液體噴嘴和氣體噴嘴同時(shí)噴射，形成霧化物系”。即該噴霧反應(yīng)器氣、液相都需要噴射。要使液體噴射需要高壓，且噴嘴直徑很小，其能耗會高，且容易造成堵塞；上述專利說明附圖3給出的反應(yīng)器，是一種帶錐底的罐。噴射到罐中的霧化物料，在罐中容易形成旋渦，而造成返混等。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種噴霧管式反應(yīng)器。
一種噴霧管式反應(yīng)器，其特征在于該反應(yīng)器包括(A)與底座下部內(nèi)壁呈圓臺形的短管相連接的中空反應(yīng)管；(B)底座內(nèi)設(shè)有外混噴嘴的錐形空腔，于該空腔同一水平面上，對應(yīng)設(shè)有兩個(gè)呈切線方向進(jìn)氣管，該二進(jìn)氣管與底座下側(cè)的兩個(gè)氣相入口管相連接；(C)處于上述錐形空腔內(nèi)的液相出口錐體，該液相出口錐體與錐形空腔下垂直小圓孔之間的環(huán)隙構(gòu)成上述的外混噴嘴；(D)通過其下部筒內(nèi)壁與該液相出口錐體的外側(cè)，用螺紋相連接的液相導(dǎo)管，液相出口錐體上口與該液相導(dǎo)管下部筒底之間設(shè)有密封墊；(E)通過上部內(nèi)側(cè)壁與液相導(dǎo)管中部以螺紋相連接的上座；(F)將上座與底座連為一體的螺帽；(G)通過其外壁與上座內(nèi)壁，以螺紋相連接的壓蓋下端口與上座上部筒內(nèi)圓臺之間設(shè)有密封填料。
上述反應(yīng)器，其所述的液相導(dǎo)管上端的接管設(shè)有螺帽。
本實(shí)用新型提供的噴霧管式反應(yīng)器，是由一個(gè)外混噴嘴及與底座下部短管相連接的反應(yīng)管組成。噴嘴由液相出口錐體與錐形的空腔垂直下小圓孔之間形成的環(huán)隙構(gòu)成。液相出口錐體通過螺紋與液相導(dǎo)管下面的圓筒內(nèi)壁相連，而液相導(dǎo)管中段與上座以螺紋相連。與液相導(dǎo)管上端接管相連接的螺帽，該螺帽擰緊后，即可轉(zhuǎn)動液相導(dǎo)管，使其上、下移動，以改變噴嘴的環(huán)形面積，從而改變氣相噴出的速度，也就改變霧滴的直徑。在錐形空腔同一平面上對應(yīng)設(shè)有兩個(gè)呈切線方向的進(jìn)氣管與底座上兩個(gè)入氣管相連接。氣相以切線方向進(jìn)入錐形空腔形成高速向下的旋流，快速在噴嘴處將連續(xù)、穩(wěn)定、流速緩慢的液相分散霧化后，將其噴入反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。此時(shí)，氣相為連續(xù)相，液相以直徑為微米級的液滴分散在氣相中，使氣、液接觸面積很大，有利傳質(zhì)。因此，該反應(yīng)器無渦流形成，無返混，節(jié)能，噴嘴不容易被堵塞。結(jié)構(gòu)簡單緊湊。


圖 為噴霧管式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1-反應(yīng)管 2-液相出口錐體3-底座 4-壓緊螺帽5-液相導(dǎo)管6-上座7-壓蓋 8-螺帽具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明如下實(shí)施例見圖，本實(shí)用新型提供的噴霧管式反應(yīng)器包括與底座3下部內(nèi)壁呈圓臺形的短管用螺紋連接的中空反應(yīng)管1。在該底座3內(nèi)設(shè)有外混噴嘴的錐形空腔，在該空腔的同一水平面上，對應(yīng)設(shè)有兩個(gè)呈切線方向進(jìn)氣管，該二進(jìn)氣管與底座3下側(cè)的兩個(gè)氣相入口管相連接。在上述的錐形空腔內(nèi)的液相出口錐體2，與錐形空腔下垂直的小圓孔之間環(huán)隙，構(gòu)成了所說的外混噴嘴。與該液相出口錐體2的外側(cè)，通過其下部筒內(nèi)壁以螺紋相連接的液相導(dǎo)管5；與液相導(dǎo)管5上端的接管相連接螺帽8。用該螺帽8將其擰緊，就可轉(zhuǎn)動所說的液相導(dǎo)管5，使其上、下移動，改變噴嘴的環(huán)隙面積，從而改變氣相噴出速度，也就改變霧滴的直徑。在液相出口錐體2上口與液相導(dǎo)管5下部筒體底部之間，設(shè)有密封墊。通過上部內(nèi)壁與液相導(dǎo)管5中部以螺紋相連接的上座6。通過其外壁與上座6內(nèi)壁以螺紋相連接的壓蓋7。該壓蓋7下端口與上蓋7上部的筒體內(nèi)圓臺之間設(shè)有密封填料。將上座6與底座3連為一體的壓緊螺帽4。
將本實(shí)用新型-噴霧管式反應(yīng)器，用于用聚合級乙烯置換C4-26高碳烷基鋁混合物中的烷基，來制備C4-26α-烯烴的混合物工藝中。高碳烷基鋁(液相)用雙柱塞計(jì)量泵，以0.25mol/h的流量，送入高碳烷基鋁預(yù)熱爐內(nèi)，預(yù)熱至120℃后，經(jīng)液相導(dǎo)管5進(jìn)入所述反應(yīng)器中；同時(shí)乙烯(氣相)經(jīng)氣體質(zhì)量流量計(jì)，以12.5mol/h的流量，送入乙烯預(yù)熱爐，預(yù)熱至300℃，高速旋轉(zhuǎn)的乙烯在噴嘴處將高碳烷基鋁分散霧化后，噴入反應(yīng)管1中，于1Mpa壓力、260℃反應(yīng)溫度下，進(jìn)行置換反應(yīng)。高碳烷基鋁的單程轉(zhuǎn)化率為84％，α-烯烴的選擇性大于99％，經(jīng)氣相色譜檢測無產(chǎn)物異構(gòu)化。
權(quán)利要求1.一種噴霧管式反應(yīng)器，其特征在于該反應(yīng)器主要包括A、與底座(3)下部內(nèi)壁呈圓臺形的短管相連接的反應(yīng)管(1)；B、在底座(3)內(nèi)設(shè)有外混噴嘴的錐形空腔，于該錐形空腔同一水平面上，對應(yīng)設(shè)有兩個(gè)呈切線方向的進(jìn)氣管，該二進(jìn)氣管與底座(3)下側(cè)的兩個(gè)入氣管相連接；C、處于上述錐形空腔內(nèi)的液相出口錐體(2)，該液相出口錐體(2)與錐形空腔下垂直小孔之間形成環(huán)隙，構(gòu)成上述的外混噴嘴；D、通過其下部筒內(nèi)壁與該液相出口錐體(2)的外側(cè)，用螺紋相連接的液相導(dǎo)管(5)，液相出口錐體(2)上口與該液相導(dǎo)管(5)下部筒底之間設(shè)有密封墊；E、通過上部內(nèi)側(cè)壁與液相導(dǎo)管(5)中部以螺紋相連接的上座(6)；F、將上座(6)與底座(3)連為一體的螺帽(4)；G、通過其外壁與上座(6)內(nèi)壁，以螺紋相連接的壓蓋(7)，該壓蓋(7)下端口與上座(6)上部筒內(nèi)圓臺之間設(shè)奪密封填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述的液相導(dǎo)管(5)上端接管設(shè)有螺帽(8)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于噴霧管式反應(yīng)器，涉及將液相高度分散在氣相中的噴霧管式反應(yīng)器，主要由一個(gè)外混噴嘴及與底座下端短管相連接的反應(yīng)管組成。噴嘴由液相出口錐體與錐形空腔下垂直小圓孔形成環(huán)隙面構(gòu)成。該液相出口錐體上部與液相導(dǎo)管下部相連，該液相導(dǎo)管上端的接管與螺帽相連，擰緊后轉(zhuǎn)動液相導(dǎo)管，使液相出口錐體上、下移動，改變噴嘴的環(huán)形面積，即改變霧滴直徑。氣相從切線方向進(jìn)入錐形空腔內(nèi)，形成高速向下旋流，在噴嘴處將液相分散成微米級的霧滴，進(jìn)入反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行置換反應(yīng)。其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，具有節(jié)能、噴嘴不易堵塞，反應(yīng)速度快，無返混等優(yōu)點(diǎn)，特別適于用作制備高碳α－烯烴的單級噴霧管式反應(yīng)器。
文檔編號B01J19/26GK2550054SQ0227351
公開日2003年5月14日 申請日期2002年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月24日
發(fā)明者何仁, 白晨曦, 周斌, 李寶軍, 孔祥國, 聶金泉, 劉和平 申請人:吉化集團(tuán)公司, 大連理工大學(xué)