一种液-液非均相反应强化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液

【技术实现步骤摘要】
一种液
‑
液非均相反应强化方法及装置


[0001]本专利技术涉及石油化工、煤化工
，具体涉及一种液
‑
液非均相反应强化方法及装置。

技术介绍

[0002]在化学工业中，液液相反应过程应用广泛，如有机化工中的硝化、磺化和烷基化，高分子化工中的乳液聚合、悬浮聚合等。液液相反应是一个传质和反应串联的过程，相间传质往往成为液液相反应过程的速率控制步骤。采用传统的机械搅拌、高压混合等方法产生的液滴直径一般较大、分布均匀性较差，在改善液
‑
液相间传质效果方面的作用并不显著。
[0003]与常规液滴相比，微液滴具有直径小、比表面积大、传质效率高等特点，可大幅提高液液相界面积，提升液液接触效率，从而强化液液传质过程。在液液反应器中，离散相液滴在连续相中的分散特性对液液混合以及相间接触面积具有重要的影响，因此液滴的分散状态也需作为重要的评价指标。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种液
‑
液非均相反应强化方法及装置，采用本专利技术提供的装置，不仅可以产生尺寸为微米或毫米级的液滴，而且可以实现反应器内互不相溶的液液两相的均匀混合，提高反应速率和装置的利用效率。
[0005]本专利技术可通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术首先提供了一种液
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液非均相反应强化方法，其是将互不相溶的液
‑
液多相反应介质中的离散相液体分散成微米或毫米级液滴，并使其均匀分散，以增大多相反应过程中相间传质面积、提高反应效率；所述液
‑
液非均相反应发生在离散相液滴内，连续相中的反应介质传质进入液滴内参与反应，生成的产物停留在液滴内，和/或从液滴内传质进入连续相。
[0007]本专利技术的一种优选实施方式中，通过调控所述离散相液滴的空间分散状态和/或尺寸分布和/或形状可以调控反应的转化率和选择性。
[0008]本专利技术的一种优选实施方式中，所述离散相液滴的尺寸分布范围为1μm～10mm。
[0009]本专利技术的一种优选实施方式中，所述液
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液非均相反应强化方法是将互不相溶的液
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液多相反应介质中的离散相液体分散成微米级液滴，并使其均匀分散，所述液
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液非均相反应发生在离散相液滴内，连续相中的反应介质传质进入液滴内参与反应；进一步优选的，生成的产物从液滴内传质进入连续相。微米级液滴增大了液液两相传质面积，液液两相在反应器内的均匀分散，提升了液液传质速率以及反应效率。
[0010]本专利技术方法适用于包括但不限于硝化、磺化、烷基化、过氧化物分解、乳液聚合、悬浮聚合等液
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液非均相反应。
[0011]本专利技术进一步提供了一种实施上述方法的液液多相反应装置，其包括：
[0012]反应器主体，用以作为液
‑
液多相反应介质进行反应的场所；
[0013]液体入口，用于通入互不相溶的液
‑
液多相反应介质；
[0014]液滴发生器，用于将所述多相反应介质中离散相液体分散成微米或毫米级液滴；
[0015]混合构件，用于均匀分散和混合所述多相反应介质；
[0016]排液口，用于排出所述反应器主体内生成的反应液。
[0017]在本专利技术的优选实施方式中，所述液滴发生器通过微流道、流体剪切、机械搅拌、外场作用等作用方式中的一种或多种任意组合将离散相液体破碎成微米或毫米级液滴。
[0018]在一些优选的技术方案中：所述微流道作用方式选自微孔法、微孔膜法、微流控法中的一种或多种组合。
[0019]在一些优选的技术方案中：所述流体剪切作用方式选自射流剪切破碎法、旋流剪切破碎法、射流撞击破碎法中的一种或多种组合。
[0020]在一些优选的技术方案中：所述外场作用方式选自电场作用、超声波场作用、超重力场作用中的一种或多种组合。
[0021]本专利技术技术方案中：所述液滴发生器设置于所述反应器主体内部和/或所述反应器主体外部，且至少设置一个。
[0022]本专利技术技术方案中：所述混合构件包括但不限于搅拌器和/或射流喷嘴和/或导流筒和/或填料,优选射流喷嘴。
[0023]在一些优选的技术方案中：所述混合构件选自搅拌器时，所述搅拌器上至少设有一层搅拌桨。
[0024]在一些优选的技术方案中：所述混合构件选自射流喷嘴时，所述射流喷嘴中心设置和/或偏心设置于所述反应器主体。
[0025]在一些优选的技术方案中：所述混合构件选自导流筒时，所述导流筒直径为所述反应器主体直径的0.3
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0.9倍，高度为所述反应器主体高度的0.4
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0.7倍。
[0026]在一些优选的技术方案中：所述混合构件选填料时，所述填料至少装填一层，且填料层高度为所述反应器主体直径的0.5
‑
1.5倍。
[0027]在一些优选的技术方案中：实施本专利技术方法的液液多相反应装置，其包括：
[0028]反应器主体，用以作为液
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液多相反应介质进行反应的场所；
[0029]液体入口，用于通入互不相溶的液
‑
液多相反应介质；
[0030]微液滴发生器，用于将所述多相反应介质中离散相液体分散成微米级液滴；
[0031]射流喷嘴，用于均匀分散和混合所述多相反应介质；
[0032]排液口，用于排出所述反应器主体内生成的反应液。
[0033]与现有技术相比，本专利技术通过将液
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液多相反应介质经液滴发生器引入反应器，以产生大量微米或毫米级液滴，增大液液两相传质面积，同时与反应器内设置的混合构件相配合，促进液液两相在反应器内的均匀分散，提升了液液传质速率以及反应效率。
附图说明
[0034]图1是本专利技术提供的一种液
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液多相反应装置的结构示意图。
[0035]图2是本专利技术提供的另一种液
‑
液多相反应装置的结构示意图。
[0036]图3是本专利技术提供的另一种液
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液多相反应装置的结构示意图。
[0037]图4是本专利技术提供的另一种液
‑
液多相反应装置的结构示意图。
[0038]其中：1
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反应器主体；2
‑
液体入口；3
‑
液滴发生器；4
‑
混合构件；5
‑
排液口。
具体实施方式
[0039]下面结合实施例对本专利技术提供的液
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液多相反应强化方法及装置做进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于此：
[0040]图1
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4所示为本专利技术提供的一种液
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液多相反应器，包括反应器主体1、液体入口2、液滴发生器3、混合构件4和排液口5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液
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液非均相反应强化方法，其特征在于，将互不相溶的液
‑
液多相反应介质中的离散相液体分散成微米或毫米级液滴，并使其在连续相中均匀分散；所述液
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液非均相反应发生在离散相液滴内，连续相中的反应介质传质进入液滴内参与反应，生成的产物停留在液滴内，和/或从液滴内传质进入连续相。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过调控所述离散相液滴的空间分散状态和/或尺寸分布和/或形状来调控反应的转化率和选择性。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离散相液滴的尺寸分布范围为1μm～10mm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液
‑
液非均相反应包括但不限于硝化、磺化、烷基化、过氧化物分解、乳液聚合、悬浮聚合。5.一种实施权利要求1
‑
4中任意一项所述方法的装置，其包括：反应器主体(1)，用以作为液
‑
液多相反应介质进行反应的场所；液体入口(2)，用于通入互不相溶的液
...

【专利技术属性】
技术研发人员：帅云，黄正梁，王欣妍，王靖岱，阳永荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：