本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種催化劑投料裝置和反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

連續(xù)聚合反應(yīng)一般利用投料噴嘴將催化劑投入反應(yīng)釜內(nèi)的液相體系中，而根據(jù)投料噴嘴在反應(yīng)釜的位置不同，催化劑的投料方式可以分為反應(yīng)釜頂部投料方式和反應(yīng)釜底部投料方式；其中，反應(yīng)釜頂部投料方式中，投料噴嘴一般不會(huì)從反應(yīng)釜頂部插入反應(yīng)釜內(nèi)的液相反應(yīng)體系中，而是讓投料噴嘴的出口與反應(yīng)釜內(nèi)的液相反應(yīng)體系之間保持一定的距離，使催化劑從投料噴嘴滴出后，催化劑以液滴的形式滴進(jìn)液相反應(yīng)體系中，以催化聚合反應(yīng)。

而由于連續(xù)聚合反應(yīng)的類型比較多，例如本體聚合反應(yīng)，如果在這種反應(yīng)中采用反應(yīng)釜頂部投料方式向液相反應(yīng)體系中加入催化劑，催化劑從投料噴嘴的出口即會(huì)與反應(yīng)釜內(nèi)的氣相物料組分接觸，而發(fā)生聚合反應(yīng)，這樣就會(huì)使得投料噴嘴的出口累積堵塞。

為了避免上述問(wèn)題的出現(xiàn)，一般通過(guò)對(duì)投料噴嘴進(jìn)行縮頸設(shè)計(jì)，以增加催化劑在投料噴嘴出口處的流速，從而避免投料噴嘴的堵塞物，但是在連續(xù)生產(chǎn)中，如果催化劑投料噴嘴一旦出現(xiàn)故障斷料，反應(yīng)釜內(nèi)的氣相物料組分就會(huì)從投料噴嘴的出口反流至投料噴嘴內(nèi)，與投料噴嘴內(nèi)殘余的催化劑發(fā)生反應(yīng)，而導(dǎo)致投料噴嘴發(fā)生堵塞，使得整個(gè)反應(yīng)必須長(zhǎng)時(shí)間中斷，這嚴(yán)重制約了本體反應(yīng)連續(xù)長(zhǎng)周期的穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種催化劑投料裝置和反應(yīng)裝置，以克服在本體聚合反應(yīng)中投料噴嘴發(fā)生堵塞的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種催化劑投料裝置，包括投料噴嘴以及用于注入惰性氣體或溶劑的保護(hù)套管，所述保護(hù)套管套設(shè)在投料噴嘴上，所述投料噴嘴的入口位于所述保護(hù)套管外，所述投料噴嘴的出口位于所述保護(hù)套管內(nèi)。

優(yōu)選的，所述保護(hù)套管作為惰性氣體出口或溶劑出口的一端為斜口結(jié)構(gòu)，所述斜口結(jié)構(gòu)所形成的斜面背離反應(yīng)釜的內(nèi)壁。

優(yōu)選的，所述保護(hù)套管包括本體套管以及與本體套管的側(cè)壁相連的注入管，所述本體套管套設(shè)在所述投料噴嘴上；其中，

所述投料噴嘴的入口位于所述本體套管外，所述投料噴嘴的出口位于所述本體套管內(nèi)。

較佳的，所述本體套管的中心軸線與所述注入管的中心軸線垂直。

較佳的，所述本體套管的中心軸線與投料噴嘴的中心軸線平行。

較佳的，所述本體套管為一端為開(kāi)口端，另一端為封閉端，所述投料噴嘴從所述封閉端伸入所述本體套管內(nèi)。

較佳的，所述本體套管的出口與所述投料噴嘴的出口在反應(yīng)釜的軸向上具有間隔。

進(jìn)一步的，所述本體套管的出口與所述投料噴嘴的出口在反應(yīng)釜的軸向距離為2-3cm。

本發(fā)明還提供了一種反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)釜和權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的催化劑投料裝置，所述催化劑投料裝置設(shè)在所述反應(yīng)釜上，且所述催化劑投料裝置中的投料噴嘴和保護(hù)套管伸入所述反應(yīng)釜內(nèi)，且所述投料噴嘴與所述反應(yīng)釜內(nèi)的液相反應(yīng)體系之間保持距離。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的催化劑投料裝置具有如下有益效果：

本發(fā)明提供的催化劑投料裝置中，通過(guò)在投料噴嘴上套設(shè)保護(hù)套管，且保護(hù)套管用于注入惰性氣體或溶劑，這樣在催化劑投料時(shí)，可以通過(guò)注入惰性氣體或溶劑帶動(dòng)投料噴嘴提供的催化劑，而且，即使氣相組分中含有氣相物料組分，由于投料噴嘴的出口位于保護(hù)套管內(nèi)，而保護(hù)套管用于注入惰性氣體或溶劑，這樣在惰性氣體或溶劑通過(guò)保護(hù)套管注入反應(yīng)釜的同時(shí)，是不會(huì)有氣相物料組分進(jìn)入保護(hù)套管內(nèi)，保證了催化劑在投料噴嘴的出口并不會(huì)立即與反應(yīng)釜內(nèi)的氣相物料組分接觸，從而避免了投料噴嘴發(fā)生堵塞的危險(xiǎn)。

另外，在連續(xù)生產(chǎn)中，由于保護(hù)套管一直向反應(yīng)釜內(nèi)通入惰性氣體或溶劑，即使催化劑投料噴嘴出現(xiàn)故障而發(fā)生斷料，反應(yīng)釜內(nèi)的氣相物料組分也不會(huì)從投料噴嘴的出口反流至投料噴嘴內(nèi)與投料噴嘴內(nèi)殘余的催化劑發(fā)生反應(yīng)，這樣就降低了連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中投料噴嘴發(fā)生堵塞的機(jī)率，使得本體反應(yīng)能夠連續(xù)長(zhǎng)周期的穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的本體聚合反應(yīng)裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的催化劑投料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記：

1-投料噴嘴， 2-保護(hù)套管，

21-本體套管， 22-注入管；

3-反應(yīng)釜。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例提供的催化劑投料裝置和本體聚合反應(yīng)裝置，下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。

請(qǐng)參閱圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供的催化劑投料裝置包括投料噴嘴1以及用于注入惰性氣體或溶劑的保護(hù)套管2，保護(hù)套管2套設(shè)在投料噴嘴1上，投料噴嘴1的入口位于保護(hù)套管2外，投料噴嘴1的出口位于保護(hù)套管2內(nèi)。

其中，上述實(shí)施例中的催化劑投料裝置不僅可以用于催化劑投料，也可以用于其他物料投料，下面以催化劑投料為例說(shuō)明投料過(guò)程。

投料時(shí)，通過(guò)向保護(hù)套管2中通入惰性氣體或溶劑，使得惰性氣體或溶劑通過(guò)保護(hù)套管2注入反應(yīng)釜3內(nèi)，反應(yīng)釜內(nèi)3的氣相物料組分在惰性氣體的推動(dòng)下，位于保護(hù)套管2外部；

利用投料噴嘴1將催化劑投入反應(yīng)釜3內(nèi)的液相反應(yīng)體系中，催化劑從投料噴嘴1的出口滴落后，與反應(yīng)釜3內(nèi)的氣相物料組分接觸，發(fā)生聚合反應(yīng)。

可以理解的是，上述實(shí)施例中的惰性氣體在本體反應(yīng)中用于平衡分壓，惰性氣體可以為氬氣、氮?dú)獾取?/p>

通過(guò)上述投料過(guò)程可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的催化劑投料裝置中，通過(guò)在投料噴嘴1上套設(shè)保護(hù)套管2，且保護(hù)套管2用于注入惰性氣體或溶劑，這樣在催化劑投料時(shí)，可以通過(guò)注入惰性氣體或溶劑帶動(dòng)投料噴嘴1提供的催化劑；而且，即使氣相組分中含有氣相物料組分，由于投料噴嘴1的出口位于保護(hù)套管2內(nèi)，而保護(hù)套管2用于注入惰性氣體或溶劑，這樣在惰性氣體或溶劑通過(guò)保護(hù)套管2注入反應(yīng)釜1的同時(shí)，惰性氣體或溶劑能夠阻止氣相物料組分進(jìn)入保護(hù)套管2內(nèi)，即不會(huì)有氣相物料組分進(jìn)入保護(hù)套管2內(nèi)，保證了催化劑在投料噴嘴1的出口并不會(huì)立即與反應(yīng)釜3內(nèi)的氣相物料組分接觸，從而避免了投料噴嘴1發(fā)生堵塞的危險(xiǎn)。

另外，在連續(xù)生產(chǎn)中，由于保護(hù)套管2一直向反應(yīng)釜3內(nèi)通入惰性氣體，即使催化劑投料噴嘴1出現(xiàn)故障而發(fā)生斷料，反應(yīng)釜3內(nèi)的氣相物料組分也不會(huì)從投料噴嘴1的出口反流至投料噴嘴1內(nèi)與投料噴嘴1內(nèi)殘余的催化劑發(fā)生反應(yīng)，這樣就降低了連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中投料噴嘴1發(fā)生堵塞的機(jī)率，使得本體反應(yīng)能夠連續(xù)長(zhǎng)周期的穩(wěn)定運(yùn)行。

需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例中保護(hù)套管2的管徑是根據(jù)反應(yīng)釜的惰性氣體用量和惰性氣體的流速計(jì)算的，或根據(jù)溶劑的用量和溶劑的流速計(jì)算的，投料噴嘴1的直徑是根據(jù)催化劑的加入量和催化劑在投料噴嘴1流速要求設(shè)計(jì)。

而為了防止催化劑沿反應(yīng)釜3的頂部流下，上述實(shí)施例中的保護(hù)套管2需要與反應(yīng)釜3的頂部具有一定距離，即保護(hù)套管2需要盡量伸入反應(yīng)釜3內(nèi)，而且還可以將上述實(shí)施例中的保護(hù)套管2作為惰性氣體出口或溶劑出口的一端設(shè)為斜口結(jié)構(gòu)，斜口結(jié)構(gòu)所形成的斜面背離反應(yīng)釜3的內(nèi)壁(如圖1所示)，這樣催化劑在投料噴嘴1的斜口結(jié)構(gòu)流出的時(shí)候，能夠受到斜口結(jié)構(gòu)與反應(yīng)釜3的內(nèi)壁相對(duì)處的保護(hù)，而不會(huì)沿著反應(yīng)釜3的內(nèi)壁流進(jìn)液相反應(yīng)體系中，從而減少催化劑附著在反應(yīng)釜3內(nèi)壁所造成的催化劑損失。

可選的，上述實(shí)施例中斜口結(jié)構(gòu)所形成的斜面與液相反應(yīng)體系的液面所形成的夾角為45°，也可以根據(jù)實(shí)際需要選擇角度。

而上述實(shí)施例中的保護(hù)套管2的結(jié)構(gòu)多種多樣，例如：請(qǐng)參閱圖2，包括本體套管21以及與本體套管21的側(cè)壁相連的注入管22，本體套管21套設(shè)在投料噴嘴1上；其中，投料噴嘴1的入口位于本體套管21外，投料噴嘴1的出口位于本體套管21內(nèi)。通過(guò)在本體套管21的側(cè)壁連接投入管22，以方便惰性氣體或溶劑的注入。

示例性的，本體套管21為一端為開(kāi)口端，另一端為封閉端，投料噴嘴1從封閉端伸入本體套管21內(nèi)。

另外，上述實(shí)施例中本體套管21的出口與投料噴嘴1的出口在反應(yīng)釜的軸向上具有間隔，這樣能夠使得本體套管21更好地避免催化劑在投料噴嘴1的出口與氣相物料組分發(fā)生反應(yīng)。

例如：本體套管21的出口與投料噴嘴1的出口在反應(yīng)釜的軸向距離為2-3cm，優(yōu)選的為2cm。

需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例中的本體套管21的中心軸線與注入管22的中心軸線垂直，本體套管21的中心軸線與投料噴嘴1的中心軸線平行，這樣在本體套管21的中心軸線與重力方向所在直線平行時(shí)，投料噴嘴1的中心軸線就能與重力方向所在直線平行，使得上述實(shí)施例提供的催化劑投料裝置設(shè)在反應(yīng)釜3上時(shí)，從投料噴嘴1投入的催化劑能夠更加快速的進(jìn)入液相反應(yīng)體系中。

另外，當(dāng)上述實(shí)施例提供的催化劑投料裝置設(shè)在反應(yīng)釜3上時(shí)，就可以只調(diào)整本體套管21與重力方向所在直線的夾角，即可實(shí)現(xiàn)投料噴嘴1與重力方向所在直線的夾角校正。

請(qǐng)參閱圖1和2，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)釜3和上述技術(shù)方案提供的催化劑投料裝置，所述催化劑投料裝置在所述反應(yīng)釜上，且所述催化劑投料裝置中的投料噴嘴1和保護(hù)套管2伸入反應(yīng)釜3內(nèi)，且投料噴嘴1與反應(yīng)釜3內(nèi)的液相反應(yīng)體系之間保持距離。

其中，該反應(yīng)裝置適用于具有下述特征的反應(yīng)，即反應(yīng)過(guò)程中需要加入催化劑，且催化劑與氣相物料組分會(huì)發(fā)生發(fā)應(yīng)；例如：本體聚合反應(yīng)就屬于符合該特征的反應(yīng)。

可以理解的是，本實(shí)施例中催化劑投料裝置設(shè)在反應(yīng)釜3的頂部，或其他部位均可，只要能夠使得投料噴嘴1與反應(yīng)釜3內(nèi)的液相反應(yīng)體系之間保持距離。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的反應(yīng)裝置的有益效果與上述技術(shù)方案提供的催化劑投料裝置的有益效果相同，在此不做贅述。

在上述實(shí)施方式的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。