本申请涉及苯硝化反应,尤其涉及一种用于苯硝化反应的静态预混混合器。
背景技术:
1、苯硝化反应器中,液体预混器对于硝化反应的效果起着至关重要的作用。目前,苯硝化反应器的原料液相注入为管道或喷嘴开孔形式。
2、由于液相苯表面张力大,密度低的特点,以及喷嘴本身存在的设计缺陷,使用过程中通常会存在如下技术问题:1、液相苯自喷嘴注入后,被酸相裹挟进入反应器,由于苯相与酸相间相界面张力影响,液膜表面内层被包裹住的苯相无法与酸相接触发生反应。导致反应强度不足,无法达到原料的完全反应;2、喷嘴一般安装在反应器侧壁,苯相喷入反应器后,获得一个径向速度,由于苯相与酸相间存在密度差,在径向速度的影响下,易发生反应器内的偏流现象,也是导致反应不完全的因素之一;3、反应器初段混合效果差,反应存在滞后性,局部相间接触面积大,反应剧烈,温度高,导致副反应增加,反应选择性下降,对产品质量产生影响。
技术实现思路
1、本申请方案的目的在于提供一种用于苯硝化反应的静态预混混合器,增加苯相和酸相的混合强度,提高苯相油滴在酸相中分布的均匀性,提升混合器出口液体的均匀性,避免偏流,提高产能。
2、本申请技术方案提供的一种用于苯硝化反应的静态预混混合器,包括:混合器和液相分布器;所述混合器包括混合区以及分别连通在所述混合区上的酸相通道和苯相通道,所述酸相通道和所述苯相通道位于所述混合区相对设置的两侧;所述酸相通道内设有酸相旋流器,所述酸相旋流器用于将所述酸相通道内的酸相旋流化;所述苯相通道内设置有苯相旋流器,所述苯相旋流器用于所述苯相通道内的苯相旋流化,所述酸相旋流器的旋向与所述苯相旋流器的旋向反向设置;所述液相分布器与所述混合区相连通并位于所述酸相通道和所述苯相通道之间,所述液相分布器的出口开设有均匀分布的多个分布孔,旋流后的苯相和酸相在所述混合区发生碰撞混合成两相流进入所述液相分布器,经多个所述分布孔细化后均匀喷出。
3、可选地,所述液相分布器包括依次连接的等径管、圆台变径管和分布板,所述等径管与所述混合区相连通,所述圆台变径管与所述等径管在连通处内径相同,所述圆台变径管的内径朝远离所述等径管的方向逐渐增加;所述圆台变径管的侧壁倾角为β,38°≤β≤45°。
4、可选地,所述分布板为圆板,所述分布板上开设有多个所述分布孔,包括位于所述分布板圆心的分布孔和位于所述分布板圆心外侧的五层分布孔环,五层分布孔环沿所述分布板的半径方向向外依次辐射。
5、可选地,所述分布板的开孔率为a,20%≤a≤30%。
6、可选地,所述酸相通道的出口正对所述苯相通道的出口,所述酸相通道的出口等径设置或者缩口设置,所述苯相通道的出口等径设置或者缩口设置。
7、可选地,所述苯相旋流器包括苯相中心轴和连接在所述苯相中心轴上的苯相旋片,所述酸相旋流器包括酸相中心轴和连接在所述酸相中心轴上的酸相旋片,所述苯相旋片的旋向与所述酸相旋片的旋向相反设置。
8、可选地,所述酸相旋片的数量为n1,所述苯相旋片的数量为n2,6≤n1≤10,6≤n2≤10。
9、可选地,所述混合区设有打散器,所述打散器包括旋转安装在所述混合区侧壁上的转轴和沿所述转轴的周向排列设置的至少两个打散刀片。
10、可选地,所述混合区的底部连接有沉淀区,所述沉淀区与所述混合区之间设有供杂质单向进入沉淀区的单向通道,所述沉淀区设有取样管。
11、可选地,所述混合区与所述沉淀区之间设置有挡板,所述挡板上设有所述的单向通道,所述单向通道的内径朝远离所述混合区的方向逐渐减小。
12、采用上述技术方案,具有如下有益效果:
13、本申请提供的用于苯硝化反应的静态预混混合器,酸相从酸相通道的入口进入酸相通道,苯相从苯相通道的入口进入苯相通道,酸相旋流器对酸相进行切分并使酸相进行旋流,苯相旋流器对苯相进行切分并使苯相进行反向旋流,旋向相反的酸相和苯相在混合区撞击混合,显著提高两相混合强度,混合后的两相进入液相分布器,液相分布器上的分布孔对两相流进行切分和分流,达到液相分布器出口处液相的较好分布效果,苯相液滴均匀分布于酸相中,提高两相间界面接触面积,有效避免偏流问题,防止形成死区,进而提升反应效率,扩大产能。
1.一种用于苯硝化反应的静态预混混合器,其特征在于,包括:混合器和液相分布器;
2.根据权利要求1所述的用于苯硝化反应的静态预混混合器,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的用于苯硝化反应的静态预混混合器,其特征在于,
4.根据权利要求3所述的用于苯硝化反应的静态预混混合器,其特征在于,所述分布板的开孔率为a,20%≤a≤30%。
5.根据权利要求1所述的用于苯硝化反应的静态预混混合器,其特征在于,
6.根据权利要求1所述的用于苯硝化反应的静态预混混合器,其特征在于,
7.根据权利要求6所述的用于苯硝化反应的静态预混混合器,其特征在于,
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的用于苯硝化反应的静态预混混合器,其特征在于,
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的用于苯硝化反应的静态预混混合器,其特征在于,
10.根据权利要求9所述的用于苯硝化反应的静态预混混合器,其特征在于,