反应器制造技术

本发明专利技术涉及反应设备的领域，公开了一种反应器，其中，所述反应器包括：壳体(3)、进料区(23)、混合区(8)、反应区(9)和收集区(24)，其中，所述混合区(8)中设置有沿所述第一方向延伸的混合通道(14)，所述反应器包括从所述壳体(3)外部延伸到所述混合通道(14)中的流体分布管(17)，所述流体分布管(17)位于所述混合通道(14)中的一端连接有流体分布器(16)。本发明专利技术提供的反应器通过对混合通道的结构及其中的混合方式进行设计，可以实现反应体系的连续高效混合，能够保持流体近似平推流的流动，尽可能保证反应流体停留时间的一致性，避免由于停留时间分布造成的不理想的产物选择性。

Reactor

【技术实现步骤摘要】
反应器
本专利技术涉及反应设备，具体地涉及一种反应器。
技术介绍
聚α-烯烃合成油(PAO)是一种高档润滑油基础油，在军工、航空和航天等领域具有重要的用途。PAO具有黏度指数高、挥发性低、流动性低和剪切性能好的特点，并且在高温条件下具有良好的氧安定性。现有技术中公开了一些合成PAO的方法，包括：1、两釜并联间歇合成PAO的方法，其中，该方法以BF3为催化剂，以醇为引发剂，在0～80℃，0～1MPa的反应条件下，反应1～6h，可以得到PAO，产物中四聚体(PAO-4)最多；2、连续两级合成PAO的方法，其中，第一级采用连续搅拌釜，内置取热盘管，第二级为浸没于换热介质中的管式反应器。通过改变实验条件，可以实现产物中三聚体(PAO-3)和四聚体比例的改变。也就是说，目前PAO合成设备多采用搅拌釜的形式。随着处理量的增加，搅拌釜的放大会越来越困难，并会导致物料产生明显的停留时间分布，进而影响三聚体和四聚体等重要产物的选择性。因此需要提供一种用于气液混合流体反应的反应设备，以消除混合流体的停留时间分布对反应产物转化率的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种反应器，以解决混合流体混合不均匀、停留时间不一致导致的产物转化率偏低的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种反应器，其中，所述反应器包括：壳体；在所述壳体中沿第一方向依次排列并连通的进料区、混合区、反应区和收集区，其中，所述壳体设置有与所述进料区连通的进料管和与所述收集区连通的出料管，所述混合区中设置有沿所述第一方向延伸的混合通道，所述反应器包括从所述壳体外部延伸到所述混合通道中的流体分布管，所述流体分布管位于所述混合通道中的一端连接有流体分布器。优选地，所述流体分布器包括具有微孔的粉末烧结体、丝网、具有条缝或微孔的管中的至少一者。优选地，所述流体分布器为圆柱形的粉末烧结体，所述混合通道的截面为圆形。优选地，所述流体分布器的横截面积为0.01cm2-200cm2，长度为1mm-2000mm，所述混合通道的横截面积为0.05cm2-400cm2，长度为50mm-5000mm。优选地，所述混合区中设置有多个所述混合通道，所述流体分布管包括从所述壳体外部延伸到所述进料区中的主管以及从所述进料区延伸到每个所述混合通道中的支管。优选地，所述混合通道中设置有位于所述流体分布器下游的第一混合件。优选地，所述第一混合件中设置有沿第一方向交替排列连通的主流部和支流部，所述主流部中设置有单个的主流路，所述支流部中设置有多个支流路。优选地，所述支流部的下游设置有连通于多个支流路的收集腔。优选地，所述混合区包括设置在所述壳体中的第一换热腔，所述混合通道设置在所述第一换热腔中，所述壳体上设置有与所述第一换热腔连通的第一换热介质入口和第一换热介质出口。优选地，所述第一换热腔与所述混合通道的容积比为2-50。优选地，所述第一换热腔与所述混合通道的容积比为5-30。优选地，所述混合区和所述反应区之间设置有过渡区，所述过渡区设置有沿第一方向排列连通的截面恒定的稳定通道和截面逐渐扩大的扩散通道，所述稳定通道连通于所述混合通道，所述扩散通道连通于所述反应区。优选地，所述稳定通道上连接有延伸到所述壳体外部的排料管。优选地，所述扩散通道中设置有具有筛孔或条缝的扩散板。优选地，所述反应区中设置有多个沿第一方向延伸的、与所述混合通道连通的反应通道。优选地，所述反应通道中设置有第二混合件，所述第二混合件包括沿所述第一方向延伸的基条和连接于所述基条并横向于所述基条延伸的齿部。优选地，所述齿部为三角形、弓形、波浪形、螺旋形中的一种，所述反应通道的截面为圆形、矩形、三角形中的一种。优选地，所述齿部为三角形，在所述三角形邻近所述基条的一条边上，其中一个角连接于所述基条，另一个角与所述基条相距0.01mm-20mm。优选地，每个所述反应通道中设置有多个层叠间隔的所述第二混合件，所述第二混合件的所述齿部彼此交错。优选地，所述反应通道的截面为矩形，所述齿部在所述矩形的一组对边之间延伸。优选地，所述反应通道的横截面积为1mm2-150mm2，长度为50mm-5000mm，所述反应通道之间的最小间距为1mm-50mm，所述第二混合件的厚度为0.1mm-3mm，相邻的所述齿部的间距为1mm-50mm。优选地，所述反应通道的长度为100mm-3000mm，所述反应通道之间的最小间距为3mm-30mm，所述第二混合件的厚度为0.1mm-3mm，相邻的所述齿部的间距为5mm-20mm。优选地，所述反应区设置有位于所述壳体中的第二换热腔，所述反应通道设置在所述第二换热腔中，所述壳体上设置有与所述第二换热腔连通的第二换热介质入口和第二换热介质出口。优选地，所述第二换热腔与所述反应通道的容积比为2-50。优选地，所述第二换热腔与所述反应通道的容积比为5-30。优选地，所述反应器能够用于合成聚α-烯烃合成油，所述进料管能够用于输入α-烯烃与醇类物质的混合物，所述流体分布管能够用于输入气态BF3。通过上述技术方案，本专利技术提供的反应器通过对混合通道的结构及其中的混合方式进行设计，可以实现反应体系的连续高效混合，能够保持流体近似平推流的流动，尽可能保证反应流体停留时间的一致性，避免由于停留时间分布造成的不理想的产物选择性。附图说明图1是本专利技术实施方式所述的反应器的结构示意图；图2是本专利技术实施方式所述的第一混合件的剖视图；图3是本专利技术实施方式所述的第二混合件的结构示意图；图4是本专利技术实施方式所述的多个第二混合件叠加的结构示意图。附图标记说明1出料管2进料管3壳体4第一换热介质入口5第一换热介质出口6第二换热介质入口7第二换热介质出口8混合区9反应区10反应通道11第二混合件12第二换热腔13第一换热腔14混合通道15第一混合件16流体分布器17流体分布管18排料管19第一隔板20过渡区21稳定通道22扩散通道23进料区24收集区25第二隔板26基条27齿部28主流路29支流路30收集腔具体实施方式以下结合附图对本专利技术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专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，所述使用的术语“连通”、“连接”可以为直接连通、连接的形式，也可以为通过其他结构、部件间隔连通、连接的形式。本专利技术提供了一种反应器，其中，所述反应器包括：壳体3；在所述壳体3中沿第一方向依次排列并连通的进料区23、混合区8、反应区9和收集区24，其中，所述壳体3设置有与所述进料区23连通的进料管2和与所述收集区24连通的出料管1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应器，其特征在于，所述反应器包括：/n壳体(3)；/n在所述壳体(3)中沿第一方向依次排列并连通的进料区(23)、混合区(8)、反应区(9)和收集区(24)，/n其中，所述壳体(3)设置有与所述进料区(23)连通的进料管(2)和与所述收集区(24)连通的出料管(1)，所述混合区(8)中设置有沿所述第一方向延伸的混合通道(14)，所述反应器包括从所述壳体(3)外部延伸到所述混合通道(14)中的流体分布管(17)，所述流体分布管(17)位于所述混合通道(14)中的一端连接有流体分布器(16)。/n

【技术特征摘要】
1.一种反应器，其特征在于，所述反应器包括：
壳体(3)；
在所述壳体(3)中沿第一方向依次排列并连通的进料区(23)、混合区(8)、反应区(9)和收集区(24)，
其中，所述壳体(3)设置有与所述进料区(23)连通的进料管(2)和与所述收集区(24)连通的出料管(1)，所述混合区(8)中设置有沿所述第一方向延伸的混合通道(14)，所述反应器包括从所述壳体(3)外部延伸到所述混合通道(14)中的流体分布管(17)，所述流体分布管(17)位于所述混合通道(14)中的一端连接有流体分布器(16)。


2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述流体分布器(16)包括具有微孔的粉末烧结体、丝网、具有条缝或微孔的管中的至少一者。


3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述流体分布器(16)为圆柱形的粉末烧结体，所述混合通道(14)的截面为圆形。


4.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述流体分布器(16)的横截面积为0.01cm2-200cm2，长度为1mm-2000mm，所述混合通道(14)的横截面积为0.05cm2-400cm2，长度为50mm-5000mm。


5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述混合区(8)中设置有多个所述混合通道(14)，所述流体分布管(17)包括从所述壳体(3)外部延伸到所述进料区(23)中的主管以及从所述进料区(23)延伸到每个所述混合通道(14)中的支管。


6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述混合通道(14)中设置有位于所述流体分布器(16)下游的第一混合件(15)。


7.根据权利要求6所述的反应器，其特征在于，所述第一混合件(15)中设置有沿第一方向交替排列连通的主流部和支流部，所述主流部中设置有单个的主流路(28)，所述支流部中设置有多个支流路(29)。


8.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，所述支流部的下游设置有连通于多个支流路(29)的收集腔(30)。


9.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述混合区(8)包括设置在所述壳体(3)中的第一换热腔(13)，所述混合通道(14)设置在所述第一换热腔(13)中，所述壳体(3)上设置有与所述第一换热腔(13)连通的第一换热介质入口(4)和第一换热介质出口(5)。


10.根据权利要求9所述的反应器，其特征在于，所述第一换热腔(13)与所述混合通道(14)的容积比为2-50。


11.根据权利要求10所述的反应器，其特征在于，所述第一换热腔(13)与所述混合通道(14)的容积比为5-30。


12.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述混合区(8)和所述反应区(9)之间设置有过渡区(20)，所述过渡区(20)设置有沿第一方向排列连通的截面恒定的稳定通道(21)和截面逐渐扩大的扩散通道(22)，所述稳定通道(21)连通于所述混合通道(14)，所述扩散通道(22)连通于所述反应区(9)。


13.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓津，黄涛，韩颖，毛俊义，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11