[实用新型]新型喷射反应器管口喷嘴结构

说明书

本实用新型涉及一种新型喷射反应器管口喷嘴结构，主要解决现有技术中喷嘴卷吸作用不好、混合不佳的问题。本实用新型通过采用一种新型喷射反应器管口喷嘴结构，管口横截面采用正三角形的形式，三个顶点分别为A、B、C，为管口圆的内接三角形，边长即AB＝BC＝CA，管口面积与出口三角形相等，三角出口面旋转角度为0‑60度的技术方案较好地解决了上述问题，可用于喷射反应器进料中。

技术领域

本实用新型涉及一种新型喷射反应器管口喷嘴结构。

背景技术

传统的连续甲醇羰基化制醋酸工艺多选用搅拌釜式反应器，并设置多层搅拌桨。而由于醋酸的强腐蚀性对反应器及其内构件的材料抗腐蚀性要求较高，工业多采用锆材制造，导致设备造价高，存在搅拌桨难密封及振动问题，运行维护费用高。采用结构简单的射流鼓泡反应器替代搅拌釜式反应器。对搅拌釜式反应器和射流鼓泡反应器的气体分散性能、液体混合性能、气液传质性能等进行分析比较。实验发现，射流鼓泡反应器与搅拌釜式反应器的混合时间、平均气含率、液相体积传质系数等均处于同一数量级，两种反应器中气体均能达到完全分散状态。从流动混合和气液传质的角度来看，射流鼓泡反应器可以取代搅拌釜式反应器，用于连续甲醇羰基化制醋酸工艺。相较而言，射流鼓泡反应器的能耗远小于搅拌釜式反应器，使用射流鼓泡反应器，还能达到节能降耗的效果。醋酸作为一种环境友好的有机酸，是重要的化学中间体和化学反应溶剂，主要用于制取醋酸乙烯单体、醋酐、醋酸酯、对苯二甲酸、氯乙酸、聚乙烯醇以及金属醋酸盐等。醋酸生产工艺目前应用较广泛的为甲醇低压羰基合成法。现有主要的甲醇羰基化工艺中需在反应中加入碘离子，而碘离子的引入使得反应液的腐蚀性变得极强，这就需要与反应液接触的反应器及其内件不得不采用锆制作，以保证装置正常运行。

锆是一种稀有金属，具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性，但这也使得其制造成型的难度大大增加。在保证反应器的效率的同时又要尽可能简化反应器的结构，反应器型式采用水力学搅拌式反应釜。这就要求反应液从入口管道进入反应器时可以产生良好的卷吸效果，使反应器内的液相分布均匀，气相分散效果良好。现有技术采用的喷嘴采用缩径的形式，结构简单，卷吸作用效果并不明显。由此限制了反应器的扩大和结构设计，同时增加了反应液循环系统的能耗。

专利CN101885678A开发了一种采用液体循环用液力来达到搅拌目的的反应设备，包括连接了液体循环装置和气体输入装置的反应器、循环泵、热交换器、气体分配器等，主要通过泵额外输入能量进行液体循环，可以达到良好的气液混合和移热效果，但该装置结构较为复杂，能耗较高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中的喷嘴卷吸作用不好、混合不佳的问题，提供一种新的新型喷射反应器管口喷嘴结构。该喷嘴具有喷嘴卷吸作用好、混合传质佳的优点。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种新型喷射反应器管口喷嘴结构，管口横截面采用正三角形的形式，三个顶点分别为A、B、C，为管口圆的内接三角形，边长即AB＝BC＝CA，管口面积与出口三角形相等，三角出口面旋转角度为0-60度。

上述技术方案中，优选地，三角出口面旋转角度为10-40度。

上述技术方案中，优选地，管口圆半径为R，缩径管口圆管口半径为r，r＝0.643R。

上述技术方案中，优选地，L1为缩径段高度，L2为扭转段高度，L1:L2＝1:0.5-5。

上述技术方案中，更优选地，L1:L2＝1:1-3。