[实用新型]一种新型卧式内置换热管的烷基化搅拌反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种酸（浓硫酸）催化烷烃和烯烃反应生产烷基化油所采用的烷基化反应器。具体地说，涉及轻碳(如碳四)烷烃和轻碳（如碳四）烯烃在浓硫酸催化剂的作用下反应生成碳八烷烃及其同系物的烷基化油所采用的新型卧式内置换热管的烷基化搅拌反应器。

背景技术

轻碳烷烃与烯烃在浓硫酸为催化剂的作用下生成烷基化油的反应，是一种烯烃溶于强酸性催化剂与不互溶的烷烃在液液两相界面发生的反应。反应物可以是碳三~碳五烷烃和烯烃，在浓硫酸催化剂的作用下生成以异辛烷为主的碳八烷烃及其同系物组成的烷基化油。典型的反应为丁烷与丁烯烷基化生成烷基化油的反应，反应物常压下为气态实际反应时为液态，烯烃溶于酸相而与烷烃不互溶，反应的绝热温升大而反应的控制温度低。该反应需要在剪切分散与流动传热效果较好的反应器中进行。

影响硫酸法烷基化反应的因素非常复杂，但一般认为决定硫酸烷基化反应速度的控制步骤是异丁烷向酸相的传质步骤，因此，硫酸法烷基化反应中，酸烃乳化的程度、循环内比等相当重要。实践与理论研究均证明，烷基化反应能否顺利进行，取决于分散、接触方式、循环方式等是否处于良好状态，以及反应所放出热能否及时高效地移除。因而，设计一种能够对反应物料产生足够的剪切分散又能使反应放热高效移除的反应器是众多研究者所追求的目标。

中国专利200520078557.3公开了一种卧式烷基化反应器。该卧式烷基化反应器由电机与螺旋桨搅拌器直接相连，在壳体内设有内壳，原料和循环酸通入内壳中，冷却管束安装在内壳中。该专利反应器考虑了分散、混合与换热的同步实施，将其整合在同一设备中，但对不互溶的液液反应体系的剪切分散、混合及流动换热能力考虑不充分。

中国专利200880011181.0披露了一种用于烷基化的系统和工艺方法，适用于对含有至少一种异构烷烃和至少一种烯烃的碳氢化合物进行烷基化，该方法首先将液体酸催化剂和碳氢化合物导入高剪切力分散器，使之形成包含在酸连续相中含有碳氢化合物的液滴的乳浊液；然后将乳浊液导入在适当的烷基化条件下运行的容器中发生反应形成烷基化物。由于该专利采用高速乳化机单独对反应物进行乳化操作，因此其分散与反应及移热需要分开实施。

中国专利200580042917.7公开了一种带有沉降器排出物循环的烷基化方法，该法所采用的是多区烷基化的实施方法，该系统和/或方法包括将部分沉降器排出物作为进料送入多区烷基化反应器的第一反应区下游的至少一个反应区中，并且将部分烯经进料送入该多区烷基化反应器以提高反应器内的烷烯比。该专利采用了分区方法以提高烷烯比，但需要复杂的物料输送管路，且未涉及反应必须关注的传质与换热问题。

因此开发研究一种新的分散与乳化、流动与循环能力兼备的具有良好传质传热效果的烷基化反应器，是产业部门所迫切期望的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种分散与乳化、流动与循环能力兼备的具有良好传质传热效果的新型卧式内置换热管的烷基化搅拌反应器。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种新型卧式内置换热管的烷基化搅拌反应器，其特征在于包括由不同内径的筒体组成的卧式容器、安装在卧式容器中并与其对应各段同轴的不同内径的筒体组成的导流筒、安装在导流筒末端且位于导流筒内的强剪切循环流搅拌桨叶、安装在卧式容器末端且被搅拌桨叶的搅拌轴所穿过的改变流体流动方向的端盖封头、以管板与卧式容器的另一端固定连接并安装在导流筒内的另一端的带折流杆的列管束、安装在卧式容器和导流筒的内径变化的变径段的进料分布器及安装在导流筒变径段内壁上的宽度渐变的挡板。

所述导流筒采用4~6块整体或拼接的轴向导流板与卧式容器连接。

所述强剪切循环流桨叶是一种其叶片展开的投影轮廓为扇形、叶片外缘一角以一定曲率半径R沿叶片上一定角度的贯穿线A进行弯曲的新型桨叶，其中所述扇形中心角β为30°~90，所述曲率半径R为桨叶直径的1/4~3/4，所述贯穿线A的起始位置L位于叶片径向由内向外的1/4~3/4处，贯穿线与叶片的另一边的夹角γ为10°~45°。

所述强剪切循环流桨叶的叶片为3~6片，其安装于桨叶轮毂上的根部轮廓投影线与所述轮毂的中轴线的夹角α为10°~80°。

所述强剪切循环流桨叶的直径与安装所在位置处的导流筒内径相同。