CN106179125A - 一种催化剂投料装置和反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种催化剂投料装置和反应装置，涉及化工技术领域，以克服在本体聚合反应中投料喷嘴发生堵塞的问题。该催化剂投料装置，包括投料喷嘴以及用于注入惰性气体或溶剂的保护套管，保护套管套设在投料喷嘴上，投料喷嘴的入口位于所述保护套管外，投料喷嘴的出口位于所述保护套管内。该反应装置包括上述技术方案提供的催化剂投料装置。本发明提供的催化剂投料装置用于本体聚合反应中。

Description

一种催化剂投料装置和反应装置
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种催化剂投料装置和反应装置。
背景技术
连续聚合反应一般利用投料喷嘴将催化剂投入反应釜内的液相体系中，而根据投料喷嘴在反应釜的位置不同，催化剂的投料方式可以分为反应釜顶部投料方式和反应釜底部投料方式；其中，反应釜顶部投料方式中，投料喷嘴一般不会从反应釜顶部***反应釜内的液相反应体系中，而是让投料喷嘴的出口与反应釜内的液相反应体系之间保持一定的距离，使催化剂从投料喷嘴滴出后，催化剂以液滴的形式滴进液相反应体系中，以催化聚合反应。
而由于连续聚合反应的类型比较多，例如本体聚合反应，如果在这种反应中采用反应釜顶部投料方式向液相反应体系中加入催化剂，催化剂从投料喷嘴的出口即会与反应釜内的气相物料组分接触，而发生聚合反应，这样就会使得投料喷嘴的出口累积堵塞。
为了避免上述问题的出现，一般通过对投料喷嘴进行缩颈设计，以增加催化剂在投料喷嘴出口处的流速，从而避免投料喷嘴的堵塞物，但是在连续生产中，如果催化剂投料喷嘴一旦出现故障断料，反应釜内的气相物料组分就会从投料喷嘴的出口反流至投料喷嘴内，与投料喷嘴内残余的催化剂发生反应，而导致投料喷嘴发生堵塞，使得整个反应必须长时间中断，这严重制约了本体反应连续长周期的稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种催化剂投料装置和反应装置，以克服在本体聚合反应中投料喷嘴发生堵塞的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种催化剂投料装置，包括投料喷嘴以及用于注入惰性气体或溶剂的保护套管，所述保护套管套设在投料喷嘴上，所述投料喷嘴的入口位于所述保护套管外，所述投料喷嘴的出口位于所述保护套管内。
优选的，所述保护套管作为惰性气体出口或溶剂出口的一端为斜口结构，所述斜口结构所形成的斜面背离反应釜的内壁。
优选的，所述保护套管包括本体套管以及与本体套管的侧壁相连的注入管，所述本体套管套设在所述投料喷嘴上；其中，
所述投料喷嘴的入口位于所述本体套管外，所述投料喷嘴的出口位于所述本体套管内。
较佳的，所述本体套管的中心轴线与所述注入管的中心轴线垂直。
较佳的，所述本体套管的中心轴线与投料喷嘴的中心轴线平行。
较佳的，所述本体套管为一端为开口端，另一端为封闭端，所述投料喷嘴从所述封闭端伸入所述本体套管内。
较佳的，所述本体套管的出口与所述投料喷嘴的出口在反应釜的轴向上具有间隔。
进一步的，所述本体套管的出口与所述投料喷嘴的出口在反应釜的轴向距离为2-3cm。
本发明还提供了一种反应装置，包括反应釜和权利要求1～8中任一项所述的催化剂投料装置，所述催化剂投料装置设在所述反应釜上，且所述催化剂投料装置中的投料喷嘴和保护套管伸入所述反应釜内，且所述投料喷嘴与所述反应釜内的液相反应体系之间保持距离。
与现有技术相比，本发明提供的催化剂投料装置具有如下有益效果：
本发明提供的催化剂投料装置中，通过在投料喷嘴上套设保护套管，且保护套管用于注入惰性气体或溶剂，这样在催化剂投料时，可以通过注入惰性气体或溶剂带动投料喷嘴提供的催化剂，而且，即使气相组分中含有气相物料组分，由于投料喷嘴的出口位于保护套管内，而保护套管用于注入惰性气体或溶剂，这样在惰性气体或溶剂通过保护套管注入反应釜的同时，是不会有气相物料组分进入保护套管内，保证了催化剂在投料喷嘴的出口并不会立即与反应釜内的气相物料组分接触，从而避免了投料喷嘴发生堵塞的危险。
另外，在连续生产中，由于保护套管一直向反应釜内通入惰性气体或溶剂，即使催化剂投料喷嘴出现故障而发生断料，反应釜内的气相物料组分也不会从投料喷嘴的出口反流至投料喷嘴内与投料喷嘴内残余的催化剂发生反应，这样就降低了连续生产过程中投料喷嘴发生堵塞的机率，使得本体反应能够连续长周期的稳定运行。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的本体聚合反应装置的局部结构示意图；
图2为本发明实施例提供的催化剂投料装置的结构示意图；
附图标记：
1-投料喷嘴， 2-保护套管，
21-本体套管， 22-注入管；
3-反应釜。
具体实施方式
为了进一步说明本发明实施例提供的催化剂投料装置和本体聚合反应装置，下面结合说明书附图进行详细描述。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供的催化剂投料装置包括投料喷嘴1以及用于注入惰性气体或溶剂的保护套管2，保护套管2套设在投料喷嘴1上，投料喷嘴1的入口位于保护套管2外，投料喷嘴1的出口位于保护套管2内。
其中，上述实施例中的催化剂投料装置不仅可以用于催化剂投料，也可以用于其他物料投料，下面以催化剂投料为例说明投料过程。
投料时，通过向保护套管2中通入惰性气体或溶剂，使得惰性气体或溶剂通过保护套管2注入反应釜3内，反应釜内3的气相物料组分在惰性气体的推动下，位于保护套管2外部；
利用投料喷嘴1将催化剂投入反应釜3内的液相反应体系中，催化剂从投料喷嘴1的出口滴落后，与反应釜3内的气相物料组分接触，发生聚合反应。
可以理解的是，上述实施例中的惰性气体在本体反应中用于平衡分压，惰性气体可以为氩气、氮气等。
通过上述投料过程可知，本发明实施例提供的催化剂投料装置中，通过在投料喷嘴1上套设保护套管2，且保护套管2用于注入惰性气体或溶剂，这样在催化剂投料时，可以通过注入惰性气体或溶剂带动投料喷嘴1提供的催化剂；而且，即使气相组分中含有气相物料组分，由于投料喷嘴1的出口位于保护套管2内，而保护套管2用于注入惰性气体或溶剂，这样在惰性气体或溶剂通过保护套管2注入反应釜1的同时，惰性气体或溶剂能够阻止气相物料组分进入保护套管2内，即不会有气相物料组分进入保护套管2内，保证了催化剂在投料喷嘴1的出口并不会立即与反应釜3内的气相物料组分接触，从而避免了投料喷嘴1发生堵塞的危险。
另外，在连续生产中，由于保护套管2一直向反应釜3内通入惰性气体，即使催化剂投料喷嘴1出现故障而发生断料，反应釜3内的气相物料组分也不会从投料喷嘴1的出口反流至投料喷嘴1内与投料喷嘴1内残余的催化剂发生反应，这样就降低了连续生产过程中投料喷嘴1发生堵塞的机率，使得本体反应能够连续长周期的稳定运行。
需要说明的是，上述实施例中保护套管2的管径是根据反应釜的惰性气体用量和惰性气体的流速计算的，或根据溶剂的用量和溶剂的流速计算的，投料喷嘴1的直径是根据催化剂的加入量和催化剂在投料喷嘴1流速要求设计。
而为了防止催化剂沿反应釜3的顶部流下，上述实施例中的保护套管2需要与反应釜3的顶部具有一定距离，即保护套管2需要尽量伸入反应釜3内，而且还可以将上述实施例中的保护套管2作为惰性气体出口或溶剂出口的一端设为斜口结构，斜口结构所形成的斜面背离反应釜3的内壁(如图1所示)，这样催化剂在投料喷嘴1的斜口结构流出的时候，能够受到斜口结构与反应釜3的内壁相对处的保护，而不会沿着反应釜3的内壁流进液相反应体系中，从而减少催化剂附着在反应釜3内壁所造成的催化剂损失。
可选的，上述实施例中斜口结构所形成的斜面与液相反应体系的液面所形成的夹角为45°，也可以根据实际需要选择角度。
而上述实施例中的保护套管2的结构多种多样，例如：请参阅图2，包括本体套管21以及与本体套管21的侧壁相连的注入管22，本体套管21套设在投料喷嘴1上；其中，投料喷嘴1的入口位于本体套管21外，投料喷嘴1的出口位于本体套管21内。通过在本体套管21的侧壁连接投入管22，以方便惰性气体或溶剂的注入。
示例性的，本体套管21为一端为开口端，另一端为封闭端，投料喷嘴1从封闭端伸入本体套管21内。
另外，上述实施例中本体套管21的出口与投料喷嘴1的出口在反应釜的轴向上具有间隔，这样能够使得本体套管21更好地避免催化剂在投料喷嘴1的出口与气相物料组分发生反应。
例如：本体套管21的出口与投料喷嘴1的出口在反应釜的轴向距离为2-3cm，优选的为2cm。
需要说明的是，上述实施例中的本体套管21的中心轴线与注入管22的中心轴线垂直，本体套管21的中心轴线与投料喷嘴1的中心轴线平行，这样在本体套管21的中心轴线与重力方向所在直线平行时，投料喷嘴1的中心轴线就能与重力方向所在直线平行，使得上述实施例提供的催化剂投料装置设在反应釜3上时，从投料喷嘴1投入的催化剂能够更加快速的进入液相反应体系中。
另外，当上述实施例提供的催化剂投料装置设在反应釜3上时，就可以只调整本体套管21与重力方向所在直线的夹角，即可实现投料喷嘴1与重力方向所在直线的夹角校正。
请参阅图1和2，本发明实施例还提供了一种反应装置，包括反应釜3和上述技术方案提供的催化剂投料装置，所述催化剂投料装置在所述反应釜上，且所述催化剂投料装置中的投料喷嘴1和保护套管2伸入反应釜3内，且投料喷嘴1与反应釜3内的液相反应体系之间保持距离。
其中，该反应装置适用于具有下述特征的反应，即反应过程中需要加入催化剂，且催化剂与气相物料组分会发生发应；例如：本体聚合反应就属于符合该特征的反应。
可以理解的是，本实施例中催化剂投料装置设在反应釜3的顶部，或其他部位均可，只要能够使得投料喷嘴1与反应釜3内的液相反应体系之间保持距离。
与现有技术相比，本发明提供的反应装置的有益效果与上述技术方案提供的催化剂投料装置的有益效果相同，在此不做赘述。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种催化剂投料装置，其特征在于，包括投料喷嘴以及用于注入惰性气体或溶剂的保护套管，所述保护套管套设在投料喷嘴上，所述投料喷嘴的入口位于所述保护套管外，所述投料喷嘴的出口位于所述保护套管内。
2.根据权利要求1所述的催化剂投料装置，其特征在于，所述保护套管作为惰性气体出口或溶剂出口的一端为斜口结构，所述斜口结构所形成的斜面背离反应釜的内壁。
3.根据权利要求1所述的催化剂投料装置，其特征在于，所述保护套管包括本体套管以及与本体套管的侧壁相连的注入管，所述本体套管套设在所述投料喷嘴上；其中，
所述投料喷嘴的入口位于所述本体套管外，所述投料喷嘴的出口位于所述本体套管内。
4.根据权利要求3所述的催化剂投料装置，其特征在于，所述本体套管的中心轴线与所述注入管的中心轴线垂直。
5.根据权利要求3所述的催化剂投料装置，其特征在于，所述本体套管的中心轴线与投料喷嘴的中心轴线平行。
6.根据权利要求3所述的催化剂投料装置，其特征在于，所述本体套管为一端为开口端，另一端为封闭端，所述投料喷嘴从所述封闭端伸入所述本体套管内。
7.根据权利要求3所述的催化剂投料装置，其特征在于，所述本体套管的出口与所述投料喷嘴的出口在反应釜的轴向上具有间隔。
8.根据权利要求7所述的催化剂投料装置，其特征在于，所述本体套管的出口与所述投料喷嘴的出口在反应釜的轴向距离为2-3cm。
9.一种反应装置，其特征在于，包括反应釜和权利要求1～8中任一项所述的催化剂投料装置，所述催化剂投料装置设在所述反应釜上，且所述催化剂投料装置中的投料喷嘴和保护套管伸入所述反应釜内，且所述投料喷嘴与所述反应釜内的液相反应体系之间保持距离。
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