[发明专利]大界面面积的多相反应器

说明书

本发明涉及到，对不同性质物相的接触，例如气体与液体的接触作出改进。

在工业生产过程，许多重要的作业中需要将至少是两种截然不同的物相，例如将气体与液体从实质上加以混合，事实上，气体与液体间的反应在化学工业中是很普遍的。在此类反应过程中，重要的是使这些性质不同之物相间的界面面积最大化，以获得最佳的反应速率、产率或诸如此类。

本发明之一个目的在于改进多种不同物相的接触，以加速或促进所进行的化学过程。

本发明之另一目的是在由硫酸于水合烯烃耒生产乙醇过程中，改进气体或液体形式的烯烃类的吸收与反应。

本发明就其最简单的意义而言是提供一种方法，通过沿轴向将分散的不同的相组成的流体流一起注入一垂直设置的容器内，耒改进此容器内原先所含的多种性质不同的流体相的接触。重要的是，此注入的流体流具有足够的速度，可迫使此容器内所含流体循环，向下大致通过此容器外壁间的一环形区。

图1示意地例释了本发明。

图2示意地例释了本发明的另一方面。

本发明将具体地参考一种丙烯或丁烯之类的气体，分散到硫酸之类的流体中的情形耒描述。但是很快就可认识到，这里所叙述的概念与原理，同样适用于希望使不同物相进行接触的其它过程。

先耒参看图1，其中示明一大致取圆筒形且垂直设置的容器10，它有侧壁11、顶壁12与底壁14。此容器10还设有一导管4，用耒排出经由管道5与6供再循环用的液体;同时设有一导管2，用来引入经由管道5与6再循环过的液体。在容器10上另装设有一导管3，用耒排出液体产物，例如把它输送给一液体产物贮存装置（未示明）。此外配备有管道8耒将气态烯烃源（未示明）与再循环管道6连通。这样，气态的烯烃与硫酸便可一齐通过导管2送入容器10内。

导管2内装配有圆盘状的档板18与环形档板19，用耒在气态烯烃与液体硫酸流过导管2时，使之翻旋混合。此种气体与液体的混合物然后通入位于一圆筒形混合室22中央的管子中。如图所示，管子21上有一批孔23，用耒使所述的气体与液体进一步混合。之后，此混合的流体便从混合室22释出，流入在容器10中液体液面20下方敞口的喷嘴24中。

喷嘴24设计用耒将分散的气相与液相二者的流体，向下导入所述容器的大致居中心的区域内。这样，从喷嘴射出的分散物相流，如虚线所示，将朝外并向下流动。此分散物相流从喷嘴24所排射出的角度，将取决于诸如此容器的长度对直径比等多种因素。但一般地说分散流体相从喷嘴24排射出的这一角度，应使处于其向下行程最大长度的流体，将按容器10直径0.4至0.7倍间的距离外流。此喷嘴的直径能充份地把由该喷嘴射出之流体的足够动量，输送给处于其流程中的流体，使之能以约相当于所喷射之流体动量的3至20倍的动量进行运动。这只须将喷嘴直径的尺寸设计成约相当于容器长度的1/12至1/20便可。

在容器10内有一档板17，用耒引导分散的流体沿径向外流。此档板所取位置大致与喷嘴24射出之流体的下流方向垂直，并靠近容器的底部。实际上，最好使此档板的直径为容器直径的0.4至0.7倍，而离容器底部的距离最好约为容器直径的0.2至0.5倍。

工作时，由导管2中的档板将烯烃与硫酸搅拌与混合，通过管子21的孔23输入，耒形成极小的气泡。然后将此气体与液体的混合物作为一股流体射流。从喷嘴24喷出，注入容器内所盛有的流体中。从喷嘴出耒的流体射流与容器中心区15内的流体，特别是与直接处于其锥形流路中的流体交换动量，而使处于该区的流体基本上处于下行方向同时是以朝外的方向运动。这样的一种运动随之促致容器内的全部流体运动。此液体向上运动到侧壁11与中心区15间的环形区16内。如图所示，档板17使下流之流体的喷射能偏向，并使这些流体沿径向朝外流动，阻止此种能量通过再循环的引出导管4而舍离。

作业过程中，将再循环的液体流加以调节，使容器内的流体获得五次翻转，或使此容器内具有这样一种轴向液体速度，它至少三倍于例如三至五倍于此容器中最大气泡的浮升速度。这使得由管子21上的孔23与由喷嘴24所形成的小气泡具有极高的蒸汽滞留量。此外，由于容器内保持着很高的再循环速率，就可减少气泡的聚集程度，结果便能在混合室22中使得由孔23所产生的界面面积保持到很大。