[发明专利]乙烯和氧气的静态混合器

说明书

本发明涉及一种乙烯和氧气的静态混合器，主要解决现有技术中烯烃和氧气混合效果不理想的问题。本发明通过采用一种乙烯和氧气的静态混合器，包括乙烯主管道，乙烯主管道的末端连通混合室，混合室内布设若干氧气螺旋分配管，氧气管道从侧面进入乙烯主管道中心，进入氧气分配器，氧气通过分配器进入螺旋分配管，螺旋分配管平面与乙烯流动方向垂直，每个螺旋分配管上均匀分布若干个氧气喷嘴，喷嘴方向与乙烯流动方向一致的技术方案较好地解决了上述问题，可用于乙烯和氧气的混合中。

技术领域

本发明涉及一种乙烯和氧气的静态混合器。

背景技术

环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)的工业生产方法有两种，即氯乙醇法和乙烯直接氧化法。乙烯直接氧化法又分为空气氧化法和氧气氧化法。氧气氧化法与空气氧化法相比，工艺流程稍短，设备较少，建厂投资少；氧化反应中催化剂的选择性高，反应温度比空气法低，对催化剂寿命的延长和维持生产的平稳操作较为有利。通常氧气氧化法的生产成本比空气氧化法低10％左右。由于氧气氧化法比空气氧化法有明显的优越性，因此目前世界上的环氧乙烷/乙二醇装置普遍采用氧气氧化法。

由于氧气与乙烯混合气体为易爆炸性气体，其混合爆炸限较宽。氧气在与乙烯的混合过程浓度快速降低，但存在一个氧浓度从处在爆炸极限内经与乙烯快速混合后，离开爆炸限的过程。这就对氧混合器的快速均匀混合提出了很高的要求，氧气混合器的可靠设计是直接氧化法安全生产的必要保证，也是EO/EG装置设计中所需解决的关键设备之一。

目前采用氧气直接氧化法工艺的EO/EG生产装置中，乙烯循环气和氧气的快速混合一般均采用多孔射流混合器。该类混合器通过一定尺寸的小孔，将氧气射流进入乙烯混换气中，从而快速通过乙烯混合气与氧气的爆炸极限，安全使乙烯混合气与氧气的安全、均匀混合。但是其仍然存在混合效果不理想的问题。

文献CN200710118927.5公开了一种甲烷与氧气预混器，主要由外壳、气体分布系统、换热系统和多孔气体分布板组成；气体分布系统采用旋流或环流气体分布系统；旋流气体分布系统由甲烷进气系统、氧气进气系统、上分布器和下分布器构成；环流气体分布系统由甲烷和氧气各自的中心进料管、十字进料管和环形气体分布器构成；换热系统由上隔板、下隔板、中心内管、外管、金属翅片、换热介质入口管和换热介质出口管组成；甲烷和氧气通过气体分布系统在一个较小的空间内初级混合后，通过由中心内管、外管和金属翅片组成的模拟流化床曲折向上流动，在出口处达到分子水平的混合。

专利CN 105214528A中公开了一种烯烃与氧气的混合器，主要是在氧气管道的末端对称设置了若干个氧气分散管，每个氧气分散管上均匀分布了若干个氧气分散孔，氧气管道通过氧气分散孔与混合室连通。但从烯烃管道的截面来看，氧气分散孔在管道中心处较密集，在壁面附近较稀疏。混合过程中氧气在主管中心处浓度高于壁面附近，影响混合效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中烯烃和氧气混合效果不理想的问题，提供一种新的乙烯和氧气的静态混合器。该设备具有烯烃和氧气混合效果好，安全可靠的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种乙烯和氧气的静态混合器，包括乙烯主管道，乙烯主管道的末端连通混合室，混合室内布设若干氧气螺旋分配管，氧气管道从侧面进入乙烯主管道中心，进入氧气分配器，氧气通过分配器进入螺旋分配管，螺旋分配管平面与乙烯流动方向垂直，每个螺旋分配管上均匀分布若干个氧气喷嘴，喷嘴方向与乙烯流动方向一致。

上述技术方案中，优选地，螺旋分配管有2-6个，分配环中流速位9～30m/s。

上述技术方案中，优选地，每个螺旋分配管在主管截面均匀对称布置。

上述技术方案中，优选地，所有螺旋分配管布置在一个平面。

上述技术方案中，优选地，圆形分配环上的喷嘴直径为5～10毫米，喷嘴速度为32～64m/s。