搅拌装置和进行气-液反应的方法制造方法及图纸

本发明专利技术描述了一种由一气体搅拌器和一液体混合器或两个液体混合器制造成的搅拌装置，这些搅拌器被安装在一根轴上并且各自具有一个进料口和至少一个出料口，其中搅拌器和混合器的出料口之间或两个混合器的出料口之间有一定距离，距离的比率ａ／ｄ在大约０．０２到大约０．５，其中ａ指出料口之间的距离，而ｄ指搅拌器或混合器的直径；比率ｂ／ｄ在大约０．０１到大约０．４，其中ｂ指两搅拌器外沿之间的距离，而ｄ指搅拌器或混合器的直径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由一个气体搅拌器和一个液体混合器或由两个液体混合器制造成的搅拌装置，和利用本专利技术的搅拌装置进行气-液反应的方法。
技术介绍
化学加工技术经常用到气-液反应。例如氧化反应、氢化反应、氯化反应或耗氧的生化反应。在很多情况下，进行这些反应需要加入固体成份，例如催化剂。现有很多关于进行这样反应的反应器的提议，这些提议经常设想到一种用于混合气体反应物的气体搅拌器。因此，例如，M.Zolkarnik，Rührtechnik，p.174etseq.，Springer Verlag，1999或EKATO混合技术手册(Handbook of MixingTechnology)，p.HY.1 et seq.，Ekato Rühr-und Mischtechnik GmbH，Schopfheim，德国，就描述了气体搅拌器。EP 784 505 A描述了一种用于放热反应，尤其适用于芳香族硝基化合物的氢化反应的淤浆反应器，它有一个使反应混合物循环的搅拌器和一个附加的气体搅拌器。反应组分(reaction partners)由紧靠着搅拌器的计量管引入反应器，而该搅拌器用于循环反应混合物。不同的输送方向和性质使反应物以径向或轴向偏转，从而混合进由搅拌器吸入的体积流(volume stream)中。US 3 761 521揭示了一种用于进行连续反应(例如芳香族硝基化合物的氢化)的装置和方法。在该装置中，通过在液体介质中混合气相和第二种固相或液相而得到反应混合物。在混合过程中，气体快速分散到液相中。一些液相连续地溢出搅拌反应空间进入放催化剂的分离器中。气体和液相通过管子从顶部加料进搅拌器，搅拌器通过空心的轴吸入更多的气体。M.Assirelli，W.Bujalski，A.W.Nienow，A.Eaglesham，“Intensifying MicromixingWith a Rushton Turbine”，5thInternational Symposium on Mixing in IndustrialProcess，Sevilla，Spain，2004描述了一种在搅拌反应器中的反应，在该反应器中反应混合物的一种反应物是在接近搅拌器的地方加入的。该反应物经由一根空心轴加料，该轴分岔为三根弯管。这些弯管的末端在垂直和水平方向离搅拌器叶片的边缘有一些距离。所描述的径向输送的盘式搅拌器(disc stirrer)有六个叶片。此外，该文没有描述气体搅拌器的用途。在气-液反应中，经由空心轴与液面上方的气体空间相连的气体搅拌器也用于强化通气。气体搅拌器尤其适用于重新分散未完全反应的气体反应组分。M.Zlokarnik，H.Judat，“Rohr-und Scheibenrührer-Zwei Leistungsfhige Rührer zurFlüssigkeitsbegasung”，Chemie-Ingenieur-Technik39，volume 20，p.1163-1168，1967，描述了一种制造成“四臂”管式反应器。两条相反的臂状物吸入气体而另两条吸入液体。当气体尾流到达并包住下一条臂状物时，液体搅拌器的输送能力大幅下降。BE 869 961 A描述了一种盘状的搅拌器，其中搅拌器上装了各种用于喷气体和液体的喷嘴。气体或液体经喷嘴加压引入，所以如果搅拌器的马达发生故障，在一定时间内悬浮液也不会滞留下来。该装置不适用于独立输送或在普通搅拌操作中计量。除了气相要达到良好的分散效果，用于气-液反应的反应器的难点还在于要尽可能均匀地将液体反应物混合进反应混合物中，因为任何局部浓度过高都会形成副产物，并且在使用固体催化剂的情况下，局部过量也会导致催化剂丧失活性。使气体和液体的混合最优化，而二者之间不互相干扰是更进一步的目标。例如，在使用四臂管式反应器的情况下(如M.Zlokarnik，H.Judat，“Rohr-und Scheibenrührer-ZweiLeistungsfhige Rührer zur Flüssigkeitsbegasung”，Chemie-Ingenieur-Technik39，volume20，p.1163-1168，1967所述)，气体尾流的形成造成液体搅拌器的输送能力下降。这种输送能力的下降同样对搅拌效果产生了不利影响。专利技术简述因此，本专利技术提供了一种搅拌装置，它能使液体和任选的气体反应物均匀地分散在反应混合物中，避免了本领域中固有的缺点。附图说明以下将结合附图描述本专利技术，其目的是说明性而非限制性。其中图1显示本专利技术搅拌装置的第一个具体实施例；图1a是图1的搅拌装置沿A-B线的剖视图；图1b是图1的搅拌装置沿C-D线的剖视图；图2显示本专利技术搅拌装置的第二个具体实施例；图2a是图2的搅拌装置沿A-B线的剖视图；图2b是图2的搅拌装置沿C-D线的剖视图；图3是使用图1的搅拌装置进行本专利技术反应的反应器的示意图。
技术实现思路
以下将以阐述性而非限制性目的描述本专利技术。除了在操作实施例或其它专门提到的地方，说明书中所有表示数量、百分率等的数字在所有例子中均理解为可用术语“大约”来修饰。本专利技术提供一种由一气体搅拌器和一液体混合器或由两个液体混合器制成的搅拌装置，它们被安排在一根轴上并且各自有一个进料口和至少一个出料口。其中气体搅拌器和液体混合器的出料口之间或是各液体混合器的出料口之间有一定距离。距离的比率a/d优选0.02到0.5，更优选0.05到0.3，其中a指出料口之间的距离，而d指气体搅拌器或液体混合器的直径。距离的比率b/d优选0.01到0.4，更优选0.02到0.2，其中b指外沿之间的距离，而d指气体搅拌器或液体混合器的直径。本专利技术的搅拌装置至少有两个搅拌器。在第一个具体实施例中，它们是一气体搅拌器和一液体混合器，而在第二个具体实施例中，是两个液体混合器。拥有多于两个搅拌器，并将气体搅拌器和/或液体混合器以任何希望的方式组合起来的搅拌装置也是可能的。气体搅拌器是本领域普通技术人员所熟知的。大致上，任何希望的气体搅拌器都可用于本专利技术的搅拌装置。优选使用管式搅拌器或涡轮搅拌器。本
技术实现思路
中的液体搅拌器可以理解为与气体搅拌器类似的用于混合液体反应物的混合器或搅拌器。液体混合器有至少一个用于液体反应物进料的入口。液体混合器有至少一个用于液体反应物出料的出口。因此，液体反应器可以是例如空心搅拌器，尤其是管状搅拌器，或是泵推进器。可以按所需的方式组合各种类型的气体搅拌器和液体混合器，例如气体搅拌器和液体混合器均是管状搅拌器，或者气体搅拌器是涡轮搅拌器而液体混合器是泵推进器，或者是管状搅拌器和涡轮搅拌器或泵推进器。尤其优选轴向运输的搅拌器，例如有转角叶的搅拌器。气体搅拌器和液体混合器或两个液体混合器被安装在一根轴上。照此，两个搅拌器或混合器是一个安放在另一个上面，并能以任何希望的次序将气体搅拌器和液体混合器中的一个装配在另一个之上。气体搅拌器和液体混合器或两个液体混合器中的任何一个要有一个用于将反应物送入搅拌器或混合器的进料口。轴能用于如进料，因为它是空心的。空心轴可用于气体或反应物的进料。如果本专利技术的搅拌装置有两个液体混合器，空心轴也可用于两种液体反应物的进料，因为该空心轴由两根集中安排的管子构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种搅拌装置，包括安装在一根轴上具有一个进料口和至少一个出料口的一气体搅拌器和一液体混合器或两个液体搅拌器，其中搅拌器和混合器的出料口之间或各混合器的出料口之间有一定距离，使得各出料口之间的距离ａ与搅拌器和混合器或各混合器的直径ｄ的比值ａ／ｄ约为０．０２－０．５，各外沿之间的距离ｂ与搅拌器或混合器的直径ｄ之间的比值ｂ／ｄ约为０．０１－０．４。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：R布什，B凯根霍夫，J芒尼格，F斯特芬斯，J里特，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]