一种双循环式环管反应器及系统装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种双循环式环管反应器及系统装置，所述双循环式环管反应器顶部的连通管道中设置有对向配置的正转泵和反转泵；所述正转泵和所述反转泵之间设置有物料通道；所述正转泵和所述反转泵连接桨叶的转轴上均设置有切割件；所述切割件的最大长度为所述桨叶半径的70

【技术实现步骤摘要】
一种双循环式环管反应器及系统装置


[0001]本技术涉及反应器领域，具体涉及一种双循环式环管反应器及系统装置。

技术介绍

[0002]环管反应器主要用于石油化工领域的淤浆法聚烯烃生产工艺中。烯烃聚合反应是一个强放热反应，反应物在催化剂表面聚合形成聚烯烃颗粒的同时，体系中也产生大量的反应热。工业生产过程中通常采用水冷夹套将这部分反应热撤出，以维持反应器中温度的相对稳定。但由于固体聚烯烃的导热性很差，所以当反应器中局部聚合物浓度过高时，反应热难以移出会导致高聚合物浓度区域换热效率变差、温度升高。而局部的高温使得聚烯烃颗粒溶胀、熔融，聚合物分子链间容易形成物理缠结，进而引发了颗粒的团聚结块，加剧了反应器堵塞的风险。因此要求反应器具有良好的微观和宏观混合性能，以达到避免颗粒团聚、反应器堵塞的目的。
[0003]CN108097174A和CN102399332A分别公开了环管反应器用于制备聚烯烃的生产方法，但公开的环管反应器大多采用单泵单循环的结构，且轴流泵一般设置于反应器下方横管中。研究表明：这类常规的环管反应器中容易发生颗粒团聚结块的位置一般为轴流泵前侧和上方横管的下壁面处。轴流泵前侧容易形成颗粒团聚的原因有两个方面：(1)轴流泵前后有巨大的压力差，对颗粒有较强的阻挡作用，使得颗粒容易在此堆积。(2)轴流泵前侧纵管中颗粒在重力的作用下运动速度增加，加剧了颗粒的堆积。而上方横管中颗粒堆积的主要原因是：当轴流泵前侧产生颗粒聚团时，团聚物阻碍了浆液的运动，使得反应器中颗粒的运动速度降低，而横管中的颗粒在重力和环管壁面的摩擦作用下易堆积于横管的下壁面处。在对环管反应器结构进行优化时，应着重考虑以上几点因素。
[0004]CN1083110088A公开了一种喷射式环管反应器，该反应器引入射流混合装置，虽然在一定程度上改善了反应器对浆液中固液两相的混合能力，有助于缓解固体颗粒的聚集结块；但射流装置的引入也使得反应器结构更加复杂，加工的要求有所提高。
[0005]目前，急需一种优化的环管反应器结构，在不影响环管中反应环境的情况下来降低由于局部温度过高、颗粒团聚结块而引发的反应器堵塞风险。

技术实现思路

[0006]鉴于现有技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种双循环式环管反应器和系统装置，通过对反应器内部的合理设置，有效提高了反应器的液固混合能力，降低了由于局部高温引发的颗粒溶胀熔融、团聚结块的风险，在很大程度上解决了环管反应器的黏壁堵塞问题。为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本技术提供了一种双循环式环管反应器，所述双循环式环管反应器的顶部的连通管道中设置有对向配置的正转泵和反转泵；
[0008]所述正转泵和所述反转泵之间设置有物料通道；
[0009]所述正转泵和所述反转泵连接桨叶的转轴上均设置有切割件；
[0010]所述切割件的最大长度为所述桨叶半径的70
‑
80％；
[0011]所述物料通道的出口通过返回管路和所述连通管道相连接。
[0012]本技术提供的技术方案通过调整物料泵的位置关系、增加物料通道和转轴上新增切割件对现有环管反应器进行改进，有效减缓了环管中颗粒团聚结块的现象，降低了环管反应器堵塞的风险，同时保证了反应过程中物料温度均恒，物料温度的极差值＜3
‑
7℃，较现有技术(10
‑
15℃)有明显的降低，反应效率也实现了进一步地的提升，相同时间内聚乙烯合成中的产率提升10
‑
15％。
[0013]本技术中，所述物料通道的出口通过返回管路和所述连通管道相连接，即环管反应器的物料从给料口给入后，经对向设置的泵传输后进入物料通道，之后分成两股经管路分别输送至正转泵和反转泵，循环一段时间后经出料口排出。
[0014]本技术中，环管反应器将轴流泵设置于环管上方，这使得轴流泵前侧纵管中的颗粒在重力的阻碍作用下向轴流泵处运动的速度降低，这有效缓解了由于轴流泵前后巨大压力差所造成的泵入口处颗粒堆积的现象，从而降低了反应器异常升温的风险。
[0015]示例性地，本技术中正转泵的旋转方向为逆时针时，反转泵的旋转方向为顺时针；当正转泵的旋转方向为顺时针时，反转泵的旋转方向为逆时针，即正转泵和反转泵的转向呈为不同的转向。至于泵的转速，可以选择不同，也可以选择相同。如为对称设计则可以选择相同，若为其他设计则可以依据工艺进行调整。
[0016]本技术中，所述连通管道可以是直管也可以是弯管。本技术中，所述切割件的最大长度为所述桨叶半径的70
‑
80％，例如可以是70％、70.2％、70.4％、70.6％、70.8％、71％、71.2％、71.4％、71.6％、71.8％、72％、72.2％、72.4％、72.6％、72.8％、73％、73.2％、73.4％、73.6％、73.8％、74％、74.2％、74.4％、74.6％、74.8％、75％、75.2％、75.4％、75.6％、75.8％、76％、76.2％、76.4％、76.8％、77％、77.2％、77.4％、77.6％、77.8％、78％、78.2％、78.4％、78.6％、78.8％、79％、79.2％、79.4％、79.6％、79.8％或80％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0017]作为本技术优选的技术方案，所述正转泵和所述反转泵之间的距离为连通管道长度的80
‑
85％，例如可以是80％、80.2％、80.4％、80.6％、80.8％、81％、81.2％、81.4％、81.6％、81.8％、82％、82.2％、82.4％、82.6％、82.8％、83％、83.2％、83.4％、83.6％、83.8％、84％、84.2％、84.4％、84.6％、84.8％或85％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0018]作为本技术优选的技术方案，所述物料管道设置于所述正转泵和所述反转泵的对称轴线上。
[0019]即所述双循环式环管反应器以物料通道对称设计，左右对称的双循环结构有利于引入双轴流泵后反应器内流场的稳定。浆液经过轴流泵后在连通管道汇合，这使得下降管路(物料通道)中浆液的运动速度明显大于返回管路中浆液的速度，这对下方横管中由于重力和粗糙壁面所引起的颗粒沉积起到冲刷作用，有效缓解了所述下方横管中颗粒的团聚结块，防止了环管反应器的堵塞。
[0020]本技术中，物料进料口设置于物料通道和正转泵，物料通道和反转泵之间的连通管道上，且进料口距离正转泵的最大距离为物料通道和正转泵之间的连通管道长度的20
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30％。即泵和进料口距离较近，远离物料通道，以确保物料可以充分的混合，但是也可以
采用其他距离参数，因为随之混合时间的延长，物料最终会达到均恒的状态。出料口设置于上升管路(连通管道)上，以确保物料在反应器中较为充足的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双循环式环管反应器，其特征在于，所述双循环式环管反应器的顶部的连通管道中设置有对向配置的正转泵和反转泵；所述正转泵和所述反转泵之间设置有物料通道；所述正转泵和所述反转泵连接桨叶的转轴上均设置有切割件；所述切割件的最大长度为所述桨叶半径的70
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80％；所述物料通道的出口通过返回管路和所述连通管道相连接。2.如权利要求1所述的双循环式环管反应器，其特征在于，所述正转泵和所述反转泵之间的距离为连通管道长度的80
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85％。3.如权利要求1所述的双循环式环管反应器，其特征在于，所述物料通道设置于所述正转泵和所述反转泵的对称轴线上。4.如权利要求1所述的双循环式环管反应器，其特征在于，所述正转泵中桨叶的直径为所述连通管道直径的85
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90％。5.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宁，许秋石，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：新型
国别省市：