專利名稱：氣噴動(dòng)外環(huán)流反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬有機(jī)化工領(lǐng)域，為有機(jī)化工反應(yīng)設(shè)備。
根據(jù)各類反應(yīng)對傳質(zhì)、傳熱的不同要求以及反應(yīng)物料物性的不同，所述的循環(huán)管4、調(diào)節(jié)閥3、換熱器5及與之相連的引射管11可以為單根或多根。當(dāng)多根時(shí)，以對稱安裝為宜。反射板9可以在節(jié)流元件7的垂直上方的不同位置，其形狀以球冠狀為宜。節(jié)流元件7與噴嘴6的相對尺寸可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整通常引射段a、混合段b、擴(kuò)散段c的高度分別為噴嘴6直徑的2～5、2～10、5～20倍；混合段b的直徑一般為噴嘴6直徑的1.5～5.5倍；筒體8可為柱型或錐型，一般以錐型為宜，錐角通常為25～65度。
本裝置以氣體介質(zhì)噴射引射代替其它能量輸入方式，可用于多種氣-液和氣-液-固接觸式常壓或加壓有機(jī)化工反應(yīng)，如氧化、羧化、磺化、還原等的合成反應(yīng)。依據(jù)反應(yīng)的不同要求，可選用不同的氣體如空氣、氧氣、二氧化碳、三氧化硫、氫氣等。
反應(yīng)過程通過如下方式實(shí)現(xiàn)在帶有冷凝器1的筒體8內(nèi)，以具有足夠動(dòng)能的氣體介質(zhì)通過噴嘴6不斷的帶動(dòng)液體進(jìn)入特定結(jié)構(gòu)的節(jié)流元件7中，液體被高速氣流剪切成霧狀，同時(shí)溶解了大量氣體后，沿節(jié)流元件7壁面上行進(jìn)入液相主體區(qū)域完成第一次也是主要的質(zhì)量傳遞過程，經(jīng)氣液分離器2后進(jìn)入冷凝器1，氣體夾帶的少量液體被冷凝器1冷凝回到液相主體，氣體排空或循環(huán)使用；而液相由一根或多根外循環(huán)管4在氣體引射及密度差的作用下，實(shí)現(xiàn)環(huán)流，與氣體形成往復(fù)接觸進(jìn)行質(zhì)量傳遞，循環(huán)流量可由調(diào)節(jié)閥3控制，同時(shí)在循環(huán)管路上連接熱交換器5完成熱量傳遞。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1、以氣體噴射引射代替其它能量輸入方式，降低了能量消耗，提高了能量的利用率。
2、沒有能量輸入設(shè)備與反應(yīng)介質(zhì)接觸，避免了運(yùn)動(dòng)部件的腐蝕、密封以及設(shè)備和顆粒物料磨損等問題。
3、以引射的剪切力作為混合動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡單，傳質(zhì)、傳熱效率高，經(jīng)過對一些化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，可明顯縮短反應(yīng)時(shí)間，有些反應(yīng)條件變得溫和而容易實(shí)現(xiàn)，選擇性和轉(zhuǎn)化率明顯提高。
4、本裝置可用于多種氣-液或氣-液-固接觸式常壓及加壓反應(yīng)。
如


圖1所示，冷凝器1、氣液分離器2及筒體8垂直相連，在筒體8的底部裝有節(jié)流元件7；噴嘴6位于節(jié)流元件7的同軸的下方；引射管11位于噴嘴6的側(cè)下方并與之垂直。引射管11的端面低于噴嘴6的上緣；加料器10位于筒體8的側(cè)面上部；在筒體8內(nèi)、節(jié)流元件7的垂直上方裝有反射板9；循環(huán)管4上配有流量調(diào)節(jié)閥3和熱交換器5，一端連接在筒體8上側(cè)，另一端與引射管11和出料口12相連。應(yīng)用實(shí)施例
應(yīng)用本裝置進(jìn)行非水介質(zhì)法DSD酸生產(chǎn)中對硝基甲苯鄰磺酸鈉空氣催化氧化生成4，4’-二硝基二苯乙烯-2，2’-二磺酸鈉的反應(yīng)。
反應(yīng)所采用的氣噴動(dòng)外環(huán)流反應(yīng)裝置筒高1100毫米、錐角35度、帶有單根外循環(huán)管。其節(jié)流元件的構(gòu)造為引射段、混合段、擴(kuò)散段的高度分別為15毫米、30毫米和50毫米；、混合段直徑17毫米、噴嘴直徑5毫米。按一定比例加入對硝基甲苯鄰磺酸鈉、溶劑、液堿、催化劑，以7.5米3/小時(shí)的流量通入空氣進(jìn)行催化氧化反應(yīng)。與通氣攪拌反應(yīng)器的反應(yīng)結(jié)果相比反應(yīng)時(shí)間由6小時(shí)縮短為30分鐘，液堿耗量降低50％，目的產(chǎn)物含量提高10％，能量消耗降低25％。
權(quán)利要求1.一種氣噴動(dòng)外環(huán)流反應(yīng)裝置，包括冷凝器(1)、氣液分離器(2)、調(diào)節(jié)閥(3)、循環(huán)管(4)、熱交換器(5)、噴嘴(6)、節(jié)流元件(7)、筒體(8)、反射板(9)、加料器(10)、引射管(11)、出料口(12)，其特征在于冷凝器(1)、氣液分離器(2)及筒體(8)由上至下垂直相連，在筒體(8)的底部裝有節(jié)流元件(7)，噴嘴(6)位于節(jié)流元件(7)下方同一軸線上；引射管(11)位于噴嘴(6)的側(cè)下方并與之垂直，引射管(11)的端面低于噴嘴(6)的上緣；反射板(9)位于筒體(8)內(nèi)節(jié)流元件(7)的垂直上方；加料器(10)位于筒體(8)的側(cè)面上部；循環(huán)管(4)上配有流量調(diào)節(jié)閥(3)和熱交換器(5)，一端連接在筒體(8)上側(cè)，另一端與引射管(11)和出料口(12)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于所述的的節(jié)流元件(7)為一變截面的管狀構(gòu)件，包括引射段(a)、混合段(b)和擴(kuò)散段(c)；引射段(a)、混合段(b)、擴(kuò)散段(c)的高度分別為噴嘴(6)直徑的2～5、2～10、5～20倍；混合段(b)的直徑為噴嘴(6)直徑的1.5～5.5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于循環(huán)管(4)及與之相連的引射管(11)可以是一根或多根。
專利摘要一種氣噴動(dòng)外環(huán)流反應(yīng)裝置,包括:冷凝器1,氣液分離器2,調(diào)節(jié)閥3,循環(huán)管4,熱交換器5,噴嘴6,節(jié)流元件7,筒體8,反射板9,加料器10,引射管11和出料器12。本裝置以氣體介質(zhì)噴射引射代替其它能量輸入方式,傳質(zhì)、傳熱效率高,避免了設(shè)備和顆粒物料的磨損等問題,可用于多種氣－液和氣－液－固接觸式常壓或加壓有機(jī)化工反應(yīng)。
文檔編號(hào)B01J19/26GK2518585SQ0127228
公開日2002年10月30日 申請日期2001年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者龍飛, 周明昊, 張軍, 王宏梅, 孫蘭梅 申請人:沈陽化工研究院