[发明专利]一种气液混合设备及应用

权利要求书

1.一种气液混合设备，包括气液混合设备壳体，其特征在于：气液混合设备壳体内部包含若干并联气液混合组件；所述的气液混合组件为腔体结构，沿物料流动方向依次为初步气液混合段、加速气液混合段和气体释放段，各段之间相互贯通；其中加速气液混合段为锥形收缩结构，加速气液混合段的起始端连接高压气分散设备，气体释放段的中后部设置气相出口，气体释放段末端设置液相出口；气体释放段的气相出口与气体微分散设备连接，气体微分散设备经管线与初级气液混合段连接。

2.根据权利要求1所述的气液混合设备，其特征在于：所述的初级气液混合段内部装有强化流体扰动组件，初级气液混合段起始端连接液体原料进料管线和气体原料进料管线，引入的气体原料和液体原料经初级气液混合段内部装有强化流体扰动组件混合为溶解气物流。

3.根据权利要求2所述的气液混合设备，其特征在于：强化流体扰动组件为SWN型、SMX型、SMK型、SML型、SMH型、螺旋板片、波纹板片、旋转叶片、平叶片、弯曲叶片或多孔板片中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的气液混合设备，其特征在于：所述的加速气液混合段的收缩角为10°～30°。

5.根据权利要求1所述的气液混合设备，其特征在于：所述的高压气分散设备用于将气体通过含有纳/微米孔道的分散介质分散到油相中，形成富气气液混合物料；所述的含有纳/微米孔道的分散介质为膜管微分散器、微孔板或微孔材料；高压气分散设备包含将高压气体引入的高压气进料管线、将油相引入的油相引入管线和将富气气液混合物料引出至加速气液混合段起始端的引出管线。

6.根据权利要求1所述的气液混合设备，其特征在于：所述的气体释放段为一定长度的管状结构；管状结构的截面形状为方形、圆形、多边形或椭圆形中一种或几种，管状结构为直管和/或弯管；长度的设置根据体系液气比和物料所需停留时间进行设置。

7.根据权利要求1所述的气液混合设备，其特征在于：所述的加速气液混合段中锥形收缩结构的长度与气体释放段的长度比为1：1～1：20；其中所述的加速气液混合段的长度是指锥形收缩结构的中心轴长度，所述气体释放段的长度指物料在气体释放段实际流过直管或弯管的距离。

8.一种权利要求1~7任一权利要求所述的气液混合设备在气液两相反应中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述的反应为烃油的液相加氢反应、烯烃加氢、脂肪酸酯加氢、蒽醌法生产双氧水中的氢化反应、酸性气的吸收反应、有机物氧化反应、有机物氯化反应、甲醇羟基化反应、异丁烯被硫酸吸收或烯烃在有机溶剂中聚合反应。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述的酸性气的吸收反应为SO₃被硫酸吸收、NO₂被稀硝酸吸收或CO₂、SO₂、H₂S被碱液吸收的反应过程；有机物氧化反应为蒽醌法生产双氧水过程中的氧化过程、链状烷烃氧化成酸、对二甲苯氧化生产对苯二甲酸、环己烷氧化生产环己酮、乙醛氧化生产醋酸或乙烯氧化生产乙醛反应；所述的有机物氯化反应为苯氯化为氯化苯、甲苯氯化为氯化甲苯、十二烷烃的氯化或乙烯的氯化。

11.一种气液混合方法，其特征在于包括如下内容：（1）液体原料与气体原料在初步气液混合段进行混合，得到气液混合物流；（2）将（1）形成的气液混合物流引入加速气液混合段，与自加速气液混合段切向引入的富气气液混合物料混合，气液混合物流沿加速气液混合段管壁裹挟着富气气液混合物料呈螺旋式前进运动，形成一种“油包气”型流体；（3）“油包气”型流体流经气体释放段，将“油包气”流体中的逃逸气体释放、排出，得到含有大量气体的稳定 “油包气”型流体。