气液喷射式环流反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种气液喷射式环流反应器，包括外筒，设置于所述外筒内并与所述外筒同轴安装的导流筒以及分别设置于外筒底部两侧的固液两相物料进料管和气相物料进料管，所述外筒内设置位于所述导流筒底部的气体喷嘴和液体喷嘴，所述气体喷嘴位于液体喷嘴的上方，所述气相物料进料管与气体喷嘴连通，所述液相物料进料管与所述液体喷嘴连通。采用本实用新型专利技术的气液喷射式环流反应器可有效避免反应物搅拌不均易存在死角等问题并能应用于气液固三相反应。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种气液喷射式环流反应器，包括外筒，设置于所述外筒内并与所述外筒同轴安装的导流筒以及分别设置于外筒底部两侧的固液两相物料进料管和气相物料进料管，所述外筒内设置位于所述导流筒底部的气体喷嘴和液体喷嘴，所述气体喷嘴位于液体喷嘴的上方，所述气相物料进料管与气体喷嘴连通，所述液相物料进料管与所述液体喷嘴连通。采用本技术的气液喷射式环流反应器可有效避免反应物搅拌不均易存在死角等问题并能应用于气液固三相反应。【专利说明】气液喷射式环流反应器
本技术涉及一种环流反应器，特别涉及一种气液喷射式环流反应器，具体涉及环流反应器在生产聚甲氧基二甲醚等三相反应中的应用。
技术介绍
现有化工工艺中的气-液-固反应器，一般采用机械搅拌釜式反应器或固定床反应器，两种反应器内进行的都是半连续半间歇式反应，存在催化剂分离问题，因此，通常需要几个反应器串联使用，增加了投资成本。另外，釜式反应器还存在搅拌不均，易存在死角等问题，并且机械搅拌会对反应器壁及催化剂造成一定的磨损。而固定床反应器对催化剂寿命要求严格，整体固定式结构不仅不易拆卸，还易形成内部沟流。所以，反应釜及固定床反应器应用于聚甲氧基二甲醚工艺中或其它三相反应时，很难实现反应的连续性，大大降低了生产效率,增加了运营成本。BASF公司在美国专利US2007/0260094中描述了一种采用釜式反应器，以三聚甲醛与甲缩醛为原料制备聚甲氧基二甲醚的方法，但该方法不能连续生产，不易于实现工业化。中科院兰州化物所以离子液体为催化剂制备聚甲氧基二甲醚，分别在中国专利CN101182367H和CN101665414中报道了以甲醇、三聚甲醛为原料和以甲缩醛、三聚甲醛为原料制备聚甲氧基二甲醚的研究，两种制备方法均是在釜式反应器中进行。中国石油化工股份有限公司分别在中国专利CN102372611和CN102372614中报道了甲缩醛和三聚甲醛在有效反应条件下，在催化蒸馏塔中进行反应来制备聚甲氧基二甲醚。该反应方式对催化剂寿命要求很高，需要经常更换催化剂，操作不便，或者需要同时使用几个蒸馏塔切换使用，投资大，成本高。该公司在中国专利CN202052537中报道了另外一种使用反应釜制备聚甲氧基二甲醚的工艺，同样也存在气固液相混合不均的问题。北京科尔帝美工程技术有限公司在中国专利CN102701923和CN202808649分别报道了以甲醇、三聚甲醛为原料，使用环管反应器合成聚甲氧基二甲醚。但该反应器存在持液量低，容易堵塞等问题，不易实现工业化。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是，提供一种可避免反应物搅拌不均易存在死角并能应用于气液固三相连续反应的气液喷射式环流反应器。为了解决上述问题，本技术提供一种气液喷射式环流反应器，包括外筒，设置于所述外筒内并与所述外筒同轴安装的导流筒以及分别设置于外筒底部两侧的固液两相物料进料管和气相物料进料管，所述外筒内设置位于所述导流筒底部的气体喷嘴和液体喷嘴，所述气体喷嘴位于液体喷嘴的上方，所述气相物料进料管与气体喷嘴连通，所述固液两相物料进料管与所述液体喷嘴连通。作为优选，所述气体喷嘴和液体喷嘴均为中间设有十字通道的封闭型环管，所述十字通道和封闭型环管朝上的一面上均设置有多个喷射孔。作为优选，所述气体喷嘴和液体喷嘴上的喷射孔的数量均为100-300个；所述喷射孔的直径为0.作为优选，其特征在于，所述导流筒的横截面积与液体喷嘴的横截面积之比为3-30。作为优选，所述导流筒的横截面积与液体喷嘴的横截面积之比为3-4。作为优选，位于所述外筒内导流筒的上方设有用于过滤产物的滤网，所述滤网上部连接从外筒侧壁伸出的固液产物循环导出管，所述外筒的顶部连有气相产物循环导出管。作为优选，所述气相产物循环导出管与气相物料进料管之间连有回路管道，所述回路管道自与所述气相产物循环导出管连接的一端起依次连接有冷凝器、分液罐和换热器。本技术的气液喷射式环流反应器的有益效果在于，通过气体及液体喷嘴提供的动力可在反应器内形成良好的环流体系，使反应物料与催化剂混合更均匀，且该反应器持液量大使得催化剂用量相对较小，有效避免了堵塞。尤其是将气体喷嘴和液体喷嘴叠摞设置，使喷射的力度提高了至少一倍。另外，本技术中的外筒和导流筒的直径比的特别设置可以维持较高的气含率及稳定的环流状态，对反应物的搅拌也更充分彻底。【专利附图】【附图说明】图1为本技术的气液喷射式环流反应器的结构示意图。图2为本技术的气液喷射式环流反应器的液体喷嘴的俯视图。附图标记:1-固液两相物料进料管；2_气相物料进料管；3_液体喷嘴；4_下部物料采出口 ；5-导流筒；6-固液产物循环导出管；7_气相产物导出管；8_冷凝器；9_分液罐；10_视镜；11-滤网；12-换热器；13-气体喷嘴；14_喷射孔；15_外筒；16_回路管道。【具体实施方式】以下结合附图对本技术的进行详细描述。如图1所示，本技术提供的一种气液喷射式环流反应器，包括外筒15，与外筒15同轴安装的并位于外筒15内的导流筒5以及设置于导流筒5底部的气体喷嘴13和位于气体喷嘴13下方的液体喷嘴3，外筒15底部两侧设置有气相物料进料管2与固液两相物料进料管I。其中，气相物料进料管2顶端与气体喷嘴13相连通，固液两相物料进料管I顶端与液体喷嘴3连通。外筒15内的导流筒5上方装有用来过滤产物的滤网11，滤网11上部与位于外筒15侧壁处且伸出其侧壁的固液产物循环导出管6连通，外筒15顶部连接气相产物导出管7。继续结合图1，进一步地，该环流反应器外还设有一循环回路，具体为:在气相产物导出管7与气相物料进料管2间连接有回路管道16，回路管道16自与气相产物导出管7连接的一端起依次连接有冷凝器8、分液罐9和换热器12，即气相产物导出管7将产物导出后先经过冷凝器8或压缩机将气体进行液化，液化后的产物流向分液罐9，该分液罐9内的液体再经换热器12气化，最后将被气化的所有气相产物直接接入气相物料进料管2使其进入外筒15内继续参与反应。其中的固液产物循环导出管6可连接化工分离装置(图中未示出)，将固体分离出后继续将液相物料投入到筒内进行反应。另外，优选地，位于外筒15侧壁下半段并且位置高于导流筒5底部处设有下部物料采出口 4，采出的物料为固体催化剂及一些未完全反应的液体物料或积存的杂质，可防止堵塞。外筒15上与该下部物料采出口 4相对位置处还设有用来观察内部反应情况的视镜10。采用本技术的气液喷射式环流反应器，通过气体喷嘴13和液体喷嘴3提供的动力可在反应器内形成良好的环流体系，使反应物料与催化剂混合更均匀，不会出现打旋现象及反应物死角，且该反应器持液量大使得催化剂用量相对较小，有效避免了堵塞。尤其是将气体喷嘴和液体喷嘴叠摞设置，使喷射的力度提高了至少一倍。优选地，如图2所示，本实施例中的液体喷嘴3为中间设有十字通道的封闭型环管，该环管表面设有200个直径为0.6mm的喷射孔14，当然喷射孔14也可在数量为100-300个，直径为0.1mm-1mm范围内根据实际需要选取，其中将环管中间设置十字通道不仅可以增加喷射孔14的数量而且对环管起到固定支撑作用，延长其使用寿命。气体喷嘴13的结构与液体喷嘴3的结构相同。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
气液喷射式环流反应器，其特征在于，包括外筒，设置于所述外筒内并与所述外筒同轴安装的导流筒以及分别设置于外筒底部两侧的固液两相物料进料管和气相物料进料管，所述外筒内设置位于所述导流筒底部的气体喷嘴和液体喷嘴，所述气体喷嘴位于液体喷嘴的上方，所述气相物料进料管与气体喷嘴连通，所述固液两相物料进料管与所述液体喷嘴连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张英伟，秦少鹏，王耀红，孙长江，魏善兆，郑丽国，
申请(专利权)人：北京旭阳化工技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11