[发明专利]螺旋混合喷嘴和用于混合两种或多种流体的方法及用于制造异氰酸酯的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于混合流体尤其是胺(amine)和碳酰氯(phosgene)的新颖装置，且涉及用于混合胺和碳酰氯以获取氨基甲酰氯(carbamoyl chloride)和异氰酸酯(isocyanate)的方法。

背景技术

许多文档公开了用于混合流体尤其是反应性流体的喷嘴。在光气化反应中发现一个具体的例子，其中迅速的混合是一关键参数。因此，已经为这种喷嘴提出了很多设计，大多数具有同轴的射流，它们可以碰撞、或者不碰撞。

然而，仍然需要进一步改进喷嘴的混合效率，尤其是在光气化反应(phosgenation reaction)中。

发明内容

因此本发明的一个目标是提供一种装置，用于将至少第一和第二流体混合，包括(a)第一喷嘴，包括限定第一流室的第一流管，且具有带第一排出口的第一喷嘴头；和(b)第二喷嘴，包括限定第二流室的第二流管，且具有带第二排出口的第二喷嘴头；

其中所述第一流管及所述第二流管彼此螺旋式缠绕到对方之上；

其中在操作所述装置期间，在第一流室中流动并经由第一排出口流出的第一流体形成第一流体射流，在第二流室中流动的第二流体在第二排出口处形成第二流体射流，所述第一及第二流体射流相互碰撞，由此混合了第一和第二流体。

本发明特别提供了一种大致环状的装置用于混合至少第一及第二流体，包括：(a)第一喷嘴，包括限定第一流室的第一流管，且具有带第一排出口的第一喷嘴头；和(b)第二喷嘴，包括限定第二流室的第二流管，且具有带第二排出口的第二喷嘴头；

其中根据具有1到20个转弯的一阿基米德性螺线(Archimedeanspiral)，所述第一流管及所述第二流管彼此螺旋式缠绕到对方之上，且其中所述第一及第二喷嘴逐渐变细；

其中在操作所述装置期间，在第一流室中流动并经由第一排出口流出的第一流体形成第一流体射流，在第二流室中流动的第二流体在第二排出口处形成第二流体射流，所述第一及第二流体射流相互碰撞，由此混合了第一和第二流体。

本发明的另一目标是还提供一工艺用于混合至少第一及第二流体，包括以下步骤：(a)形成第一流体射流，其在第一排出位置由第一流体组成；(b)形成第二流体射流，其在第二排出位置由第二流体组成；和(c)根据具有1到20个转弯的一阿基米德性螺线(Archimedean spiral)，使每条流体射流彼此螺旋式卷绕，从而使得所述第一及第二流体射流相互碰撞，由此混合了第一及第二流体。

本发明特别提供了一工艺用于混合至少第一及第二流体，包括以下步骤：(a)形成第一流体射流，其在第咱出位置由第一流体组成；(b)形成第二流体射流，其在第二排出位置由第二流体组成；和(c)使每条流体射流彼此螺旋式卷绕，从而使得所述第一及第二流体射流相互碰撞，由此混合了第一及第二流体。

本发明的工艺对生产异氰酸酯尤为有用；本发明因此还提供了一工艺用于制造异氰酸酯，包括在用于胺和碳酰氯时本发明的混合工艺，随后的步骤是使混合的胺和碳酰氯发生反应。值得注意的是这些步骤在本发明的装置中执行。

在参见下列说明之后，其它目标、特性及优点将变得更为显而易见。

本发明基于螺旋状喷嘴的使用，在下文中将其称为螺旋喷嘴。特殊的几何形状允许稀薄液流相互碰撞、而在同时具有高混合能量。

附图说明

附图的简要说明：

图1是常规的简易同轴射流混合器喷嘴组件的轴向横截面图；

图2是本发明的喷嘴子细件的轴向横截面图；

图3是本发明的喷嘴子组件的底部放大视图；

图4是本发明的喷嘴子组件的顶部放大视图；

图5是本发明的喷嘴的轴向横截面图；

图6A、6B、6C和6D是本发明的另一些实施例；和

图7是本发明的喷嘴子组件的另一实施例的轴向横截面图。

具体实施方式