一种液液非均相混合反应分离一体化的短接触旋流反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]一种液液非均相混合反应分离一体化的短接触旋流反应器，属于液液非均相混合设备领域，具体涉及一种集混合反应分离于一体的短接触旋流反应器。
【背景技术】
[0002]液液非均相反应过程广泛应用于石油化工、生物反应、环境保护等工程领域，液液非均相反应的关键之一是实现液液两相的高效混合、充分接触，实现两相的完全反应及提高反应速率。
[0003]一般来说，混合过程是在强制对流作用下通过主体扩散、涡流扩散和分子扩散，最终达到分子级均匀混合。工业中通常采用机械搅拌、设计曲折流道、液体的高速撞击或者在较高压力下喷射等方式产生湍流，以增加液体的混合效率。其中最常用的液液混合反应器是搅拌釜，反应釜是利用搅拌器的机械搅拌作用实现原料的混合及反应。但是由于反应釜设备的局限性，混合的时间尺度在几分钟甚至几个小时之间，常用于反应速率较慢的反应体系。
[0004]而且，对于部分反应过程，随着反应时间的延长和反应程度的加深会有二次反应发生，产生出非目的产物，严重降低系统的经济性。这就要求液体快速混合并进行反应，主反应完成后将产物及部分未经反应的原料进行快速分离，并移出反应器，阻止产物之间、产物与原料之间二次有害反应的发生。另外，从提高生产效率的角度考虑，必须要实现连续操作，反应过程与分离过程同时进行，基于以上液液非均相反应的特点及工程应用现状，有必要开发一种同时进行快速混合、反应分离一体化设备。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种可连续操作、反应过程与分离过程同时进行，实现连续生产的液液非均相混合反应分离一体化的短接触旋流反应器。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该液液非均相混合反应分离一体化的短接触旋流反应器，包括外筒体和内筒体，外筒体套装在内筒体外侧上部，外筒体与内筒体之间形成环形空腔，其特征在于:环形空腔为轻相液体原料的缓冲区，且外筒体一侧设有轻相进液管，内筒体筒壁上设有连通内筒体内腔与环形空腔的物料流通结构；内筒体内上部套有轻相溢流出口管，轻相溢流出口管与内筒体之间形成环形混合空腔，且轻相溢流出口管上部伸出内筒体外部，内筒体下部通过锥形管固定套接重相底流出口管；环形混合空腔上部的环形入口处设有强旋转结构，重相液体原料通过强旋转结构进入环形混合空腔并形成强旋转流场，轻相液体原料经轻相进液管和物料流通结构进入环形混合空腔，与重相液体进行混合并旋转下行，边反应边分离；轻相产物或富余的轻相原料经轻相溢流出口管上部排出，重相产物或富余的重相原料由重相底流出口管底部出口排出。轻相液体在内部重相液体强旋流作用下首先均匀布膜于内筒体内壁面，实现轻相液体的高度分散和重轻相液体的充分接触，两相液体在强旋流作用下快速混合并反应。
[0007]所述的物料流通结构为均布在内筒体筒壁上的多个流通孔或流通缝。便于轻相液体均匀且快速的进入内筒体内腔与重相液体混合。
[0008]所述的物料流通结构为嵌入式安装在内筒体上部的过滤网。
[0009]所述的强旋转结构为导向叶片，导向叶片设有多组，水平方向环形均布在环形混合空腔上部，环形混合空腔顶部为重相原料入口。通过导向叶片形成强制旋转，加速混合速率，增强混合效果，同时又有利于混合反应后的分离。
[0010]所述的强旋转结构为导向入口管，导向入口管一端固定连接在内筒体外侧上部的切线方向上，且内筒体上部的环形混合空腔顶部密封设置，导向入口管为重相原料入口管。
[0011]所述的锥形管为上开口大、下开口小的锥形管体，重相底流出口管为上下等径的直管体，重相底流出口管上部套装在锥形管外侧中部位置，且固定连接。锥形管的设置，是为了增强离心力的效果，加速反应后的分离速率。
[0012]有现有技术相比，本发明所具有的有益效果是:
1、混合速度快，反应时间短，可减少二次反应的发生:混合均匀且迅速、混合更充分:轻相液体和重相液体分别从不同的入口进入混合内腔，轻相液体从外筒体经内筒体上的物料流通结构进入内筒体内腔，在内部重相液体强旋流作用下首先均匀布膜于内筒体内壁面，实现轻相液体的高度分散和重轻相液体的充分接触，两相液体在强旋流作用下快速混合并反应。
[0013]2、连续操作，反应过程与分离过程同时进行，实现连续生产:混合、反应、分离过程可在一套设备内完成，反应进行的同时，在内筒体内腔也可进行初步分离，初步分离后进入锥行管，离心力效果加强，分离作用加强，在短时间内即可完成分离，最终轻相产物或富余的轻相原料经轻相溢流出口管上部排出，重相产物或富余的重相原料由重相底流口排出。
[0014]3、维护成本低，设备无运动部件，更加稳定可靠:实现了非均相液体在一套设备中快速混合、快速反应、快速分离的过程，且设备结构紧凑，处理量大，连续操作，维护成本低，操作方便，适应性强的优点，可替代传统的混合反应装置，在石油化工、生物反应、环境保护等领域进行推广应用。
[0015]4、适应性强，通过调节两种原料流量来控制反应程度，适应不同生产需要。
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例1主视图剖视示意图。
[0017]图2为图1的A-A剖视示意图。
[0018]图3为图1的B-B剖视示意图。
[0019]图4为本发明实施例2主视图剖视示意图。
[0020]图5为图4的C-C剖视示意图。
[0021]图6为物料流通结构为直孔结构的剖视图示意图。
[0022]图7为物料流通结构为斜孔结构的剖视图示意图。
[0023]图8为基于液相催化剂的液液非均相催化反应、分离一体化装置连接关系示意图。
[0024]其中，1、轻相溢流出口管 2、导向叶片 3、轻相进液管 4、外筒体 5、内筒体6、锥形管7、重相底流出口管8、导向入口管9、物料流通结构10、原料进料管11、静态混合器12、立管式反应器13、液体流动分布器14、短接触旋流反应器1401、上溢流口 15、旋流分离器底流调节阀16、催化剂循环罐17、新鲜催化剂补充口 18、待生催化剂出口 19、催化剂循环管20、调速管线循环泵21、连接管。
【具体实施方式】
[0025]图Γ3是本发明的最佳实施例，下面结合附图Γ8对本发明做进一步说明。
[0026]参照附图1:
实施例1
参照附图广3: —种液液非均相混合反应分离一体化的短接触旋流反应器，包括外筒体4和内筒体5，外筒体4套装在内筒体5外侧上部，外筒体4与内筒体5之间形成环形空腔，环形空腔为轻相液体原料的缓冲区，且外筒体4 一侧设有轻相进液管3，内筒体5筒壁上设有连通内筒体5内腔与环形空腔的物料流通结构9 ;内筒体5内上部套有轻相溢流出口管I，轻相溢流出口管I与内筒体5之间形成环形混合空腔，且轻相溢流出口管I上部伸出内筒体5外部；环形混合空腔上部的环形入口处设有强旋转结构，重相液体原料通过强旋转结构进入环形混合空腔并形成强旋转流场，轻相液体原料经轻相进液管3和物料流通结构进入环形混合空腔，与重相液体进行混合并旋转下行，边反应边分离；轻相产物或富余的轻相原料经轻相溢流出口管I上部排出，重相产物或富余的重相原料由重相底流出口管7底部出口排出。
[0027]内筒体5下部通过锥形管6固定套接重相底流出口管7，锥形管6为上开口大、下开口小的锥形管体，重相底流出口管7为上下等径的直管体，重相底流出口管7上部套装在锥形管6外侧中部位置，且固定连接。
[0028]参照附图2:强旋转结构为导向叶片2，导向叶片2设有多组，水平方向环形均布在环形混合空腔上部，环形混合空腔顶部为重相原料入口。
[0029]参照附图6和7:物料流通结构为均布在内筒体5筒壁上的多个流通孔或流通缝。流通孔可以为如图6所示的直孔，与内筒体5筒壁相垂直设置，也可为如图7所示的斜孔，倾斜设置在内筒体5上。
[0030]工作过程:本发明在工作时，重相液体原料从内筒体5上部的环形混合空腔顶部的环形入口进入，重相液体原料经过导向叶片2进入环形混合空腔，由此环形混合空腔进入内筒体5的内腔，重相液体原料在导向叶片2的作用下在内筒体5的内腔作强旋转流动；又由于内筒体5和外筒体4之间形成一个环形空腔，该环