混合-反应元件、混合-反应模块及烷基化反应器制造技术

本公开涉及一种混合‑反应元件、混合‑反应模块及烷基化反应器。本公开的混合‑反应元件和混合‑反应模块具有相对设置的第一开孔和第二开孔，进入该混合‑反应元件内的两股反应物料能够分别通过第一开孔和第二开孔以“对冲喷射”方式进入第二液体通道内的反应区进行混合反应，在混合‑反应元件内反应物料能够得到充分混合接触，混合和反应效率高。将该混合‑反应元件和混合‑反应模块用于烷基化反应器能够有效促进液体催化剂与反应进料混合反应、提高烷基化反应的选择性和产品质量。通过在烷基化反应器内设置多个混合‑反应元件或多级混合‑反应模块能够优化烷烯比，提高反应效率，减少反应器投资和占地面积。

Mixing reaction element, mixing reaction module and alkylation reactor

The present disclosure relates to a mixing reaction element, a mixing reaction module and an alkylation reactor. The mixed reaction element and the mixed reaction module have a first opening and a second opening in which two strands of the reaction material into the mixed reaction element can be mixed by a first opening and a second opening in the reaction zone of the \hedging jet\ way into the second liquid channel, respectively. The reaction material in the reaction element can be fully mixed, and the mixing and reaction efficiency is high. The mixed reaction element and the mixed reaction module can effectively promote the mixture of liquid catalyst and reaction feed, improve the selectivity and product quality of the alkylation reaction. The alkene ratio can be optimized by setting a number of mixed reactive elements in the alkylation reactor, and the ratio of alkene to alkene can be optimized, the reaction efficiency is improved, and the investment and area of the reactor can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
混合-反应元件、混合-反应模块及烷基化反应器
本公开涉及石油化工领域，具体地，涉及一种混合-反应元件、混合-反应模块及烷基化反应器。
技术介绍
石油化工行业的烷基化反应器中发生的反应是在催化剂的作用下进行的，催化剂分为固体和液体两种形式，液体催化剂通常为酸性离子液体。由反应机理的研究可知，对于采用液体催化剂的烷基化反应过程，反应主要是在液相催化剂和烃类反应原料两相的界面完成，并且界面的更新速率以及界面附近的烷烃与烯烃的比例(烷烯比)是影响主反应选择性的关键因素。为了达到更高的烷基化产品选择性，烷基化反应需要强烈的液液混合和较高的反应烷烯比。现有液体烷基化技术基本都采用类似静态混合器类反应器，并采用多个反应器多段进料的方式，以提高反应器内部的烷烯比，强化液液混合传质，以达到提高烷基化油的选择性和产品质量的目的。但这种型式的反应器混合效果差，并且需要多台独立的卧式反应器，投资高占地面积大。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种混合-反应元件、混合-反应模块及烷基化反应器，该混合-反应元件及混合-反应模块液液混合传质效果好，将其用于烷基化反应器能够有效促进烷基化反应，抑制副反应，与其它混合形式相比，可大幅度提高烷基化油的选择性和产品质量。为了实现上述目的，本公开的第一方面提供一种混合-反应元件，该混合-反应元件包括第一管状件和第二管状件；所述第一管状件的内部形成为第一液体通道，所述第二管状件套设在所述第一管状件之外以在二者的管壁之间形成为第二液体通道；所述第一管状件的底端封闭、管壁具有多个第一开孔、顶端具有第一开口；所述第二管状件的管壁具有多个第二开孔、底端具有第二开口、顶端与第一管状件的顶端之间密封连接。可选地，所述第一管状件为上端开口的圆管或锥形管，所述第二管状件为下端开口的圆管或锥形管。可选地，所述第一开孔的直径为1～10mm，每个所述混合-反应元件中所有所述第一开孔的开孔面积之和占所述第一管状件侧壁面积的1％～60％。可选地，所述第二开孔的直径为1～10mm，每个所述混合-反应元件中所有所述第二开孔的开孔面积之和占所述第二管状件侧壁面积的1％～70％。可选地，所述混合-反应元件还包括封闭盖板，所述第二管状件的顶端通过所述封闭盖板与所述第一管状件密封连接。本公开的第二方面，提供一种用于烷基化反应器的混合-反应模块，该混合-反应模块包括本公开的第一方面提供的混合-反应元件。可选地，该混合-反应模块还包括平行间隔设置的上隔板和下隔板；所述上隔板和下隔板分别用于通过端边与所述烷基化反应器的壳体内壁密封固定连接，以在上隔板和下隔板之间形成反应进料区，每一个所述混合-反应元件上下贯穿所述反应进料区并分别与所述上隔板和下隔板密封固定连接；所述上隔板之上的空间仅通过所述第一开口与所述混合-反应元件的内部空间流体连通，所述反应进料区仅通过所述第二开孔与所述第二液体通道流体连通，所述下隔板之下的空间仅通过所述第二开口与所述混合-反应元件的内部空间流体连通。可选地，所述混合-反应模块包括在所述反应进料区内均匀分布的多个所述混合-反应元件。可选地，所述混合-反应元件还包括封闭盖板，所述第二管状件的顶端通过所述封闭盖板与所述第一管状件密封连接；所述上隔板具有与混合-反应元件数量相同的通孔，所述通孔的直径大于混合-反应元件的第二管状件的外径，每个混合-反应元件的封闭盖板的外缘与上隔板上相对应的通孔的圆周密封固定连接；所述下隔板也具有与混合-反应元件数量相同的通孔，下隔板的通孔与上隔板的通孔的水平位置一一同心对应，每个混合-反应元件的第二开口与所述下隔板上相对应的通孔的圆周密封固定连接。本公开的第三方面，提供一种烷基化反应器，该反应器包括本公开的第一方面提供的混合-反应元件或本公开的第二方面提供的混合-反应模块。通过上述技术方案，本公开的混合-反应元件和混合-反应模块具有相对设置的第一开孔和第二开孔，进入该混合-反应元件内的两股反应物料能够分别通过第一开孔和第二开孔以“对冲喷射”方式进入第二液体通道内的反应区进行混合反应，在混合-反应元件内反应物料能够得到充分混合接触，混合和反应效率高。将该混合-反应元件和混合-反应模块用于烷基化反应器能够有效促进液体催化剂与反应进料混合反应、提高烷基化反应的选择性和产品质量。通过在烷基化反应器内设置多个混合-反应元件或多级混合-反应模块能够优化烷烯比，提高反应效率，减少反应器投资和占地面积。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是本公开提供的混合-反应元件的一种具体实施方式的结构示意图。图2是本公开提供的混合-反应元件的另一种具体实施方式的结构示意图。图3是本公开提供的混合-反应元件的一种具体实施方式的内部液体流向示意图。图4是本公开提供的混合-反应模块结构的一种具体实施方式的结构示意图。图5是本公开提供的混合-反应模块的一种具体实施方式的俯视示意图(即图4的AA剖面示意图)。图6是本公开提供的烷基化反应器的一种具体实施方式的结构示意图。图7是本公开提供的烷基化反应器的一种具体实施方式的反应器内液体流向示意图。附图标记说明1壳体2上部封头3下部封头4混合-反应模块5液体催化剂入口6反应进料入口7出料口8混合-反应元件9上隔板10下隔板11第一管状件12第二管状件13反应进料区14第一开口15第二开口16封闭盖板17第二液体通道具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的“上”和“下”，具体可以参考图1-图4、图5-图6的图面方向。“内、外”是指针对装置的轮廓而言的。如图1所示，本公开的第一方面提供一种混合-反应元件，该混合-反应元件包括第一管状件11和第二管状件12；所述第一管状件11的内部形成为第一液体通道，所述第二管状件12套设在所述第一管状件11之外以在二者的管壁之间形成为第二液体通道17；所述第一管状件11的底端封闭、管壁具有多个第一开孔、顶端具有第一开口14；所述第二管状件12的管壁具有多个第二开孔、底端具有第二开口15、顶端与第一管状件11的顶端之间密封连接。本公开的混合-反应元件和混合-反应模块具有相对设置的第一开孔和第二开孔，进入该混合-反应元件内的两股反应物料能够分别通过第一开孔和第二开孔以“对冲喷射”方式进入第二液体通道内的反应区进行混合反应，在混合-反应元件内反应物料能够得到充分混合接触，混合和反应效率高。将该混合-反应元件和混合-反应模块用于烷基化反应器能够有效促进液体催化剂与反应进料混合反应、提高烷基化反应的选择性和产品质量。根据本公开，第一管状件11和第二管状件12的形状没有特殊的要求，可以为常规种类的任何形状，只要保证第一管状件11和第二管状件12管壁的第一开孔和第二开孔方向相对即可，第一管状件11和第二管状件12的材质也可以为常规材质，优选为多孔隙金属粉末冶金或丝网烧制管。第一管状件11优选为上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合‑反应元件，其特征在于，该混合‑反应元件包括第一管状件(11)和第二管状件(12)；所述第一管状件(11)的内部形成为第一液体通道，所述第二管状件(12)套设在所述第一管状件(11)之外以在二者的管壁之间形成为第二液体通道(17)；所述第一管状件(11)的底端封闭、管壁具有多个第一开孔、顶端具有第一开口(14)；所述第二管状件(12)的管壁具有多个第二开孔、底端具有第二开口(15)、顶端与第一管状件(11)的顶端之间密封连接。

【技术特征摘要】
1.一种混合-反应元件，其特征在于，该混合-反应元件包括第一管状件(11)和第二管状件(12)；所述第一管状件(11)的内部形成为第一液体通道，所述第二管状件(12)套设在所述第一管状件(11)之外以在二者的管壁之间形成为第二液体通道(17)；所述第一管状件(11)的底端封闭、管壁具有多个第一开孔、顶端具有第一开口(14)；所述第二管状件(12)的管壁具有多个第二开孔、底端具有第二开口(15)、顶端与第一管状件(11)的顶端之间密封连接。2.根据权利要求1所述的混合-反应元件，其特征在于，所述第一管状件(11)为上端开口的圆管或锥形管，所述第二管状件(12)为下端开口的圆管或锥形管。3.根据权利要求1所述的混合-反应元件，其特征在于，所述第一开孔的直径为1～10mm，每个所述混合-反应元件(8)中所有所述第一开孔的开孔面积之和占所述第一管状件(11)侧壁面积的1％～60％。4.根据权利要求1所述的混合-反应元件，其特征在于，所述第二开孔的直径为1～10mm，每个所述混合-反应元件(8)中所有所述第二开孔的开孔面积之和占所述第二管状件(12)侧壁面积的1％～70％。5.根据权利要求1所述的混合-反应元件，其特征在于，所述混合-反应元件还包括封闭盖板(16)，所述第二管状件(12)的顶端通过所述封闭盖板(16)与所述第一管状件(11)密封连接。6.一种用于烷基化反应器的混合-反应模块，其特征在于，该混合-反应模块包括权利要求1～5中任意一项所述的混合-反应元件。7.根据权利要求6所述的混合-反应模块，其特征在于，该混合-反应模块还包括平行间隔设置的上隔板(9)和下隔板(10)；所述上隔板(9)和下隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁忠勋，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11