具有挡板配置的反应器制造技术

反应器包括限定内部的壳体、安置在反应器内部的多个挡板和限定在所述多个挡板之间的并在入口和出口之间延伸的流体通路。在一些实施方案中，该反应器具有小于0.2的混合度。

Reactor with baffle arrangement

The reactor includes a housing defining the interior, a plurality of baffles disposed in the reactor, and a fluid passage defining between the plurality of baffles and extending between the inlet and the outlet. In some embodiments, the reactor has a mixing ratio of less than 0.2.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有挡板配置的反应器对相关申请的交叉引用本申请依据Title35，U.S.C.§119(e)要求2014年7月29日提交的题为REACTORWITHBAFFLECONFIGURATION的美国临时专利申请序号No.62/030,222的权益，其整个内容特此引用并入本文。专利
本公开总体上涉及反应器设计，更特别涉及活塞流型反应器。背景用于生产苯酚和丙酮的主要商业方法是通过枯烯空气氧化成氢过氧化枯烯(CHP)，接着CHP非常选择性地酸催化分解成苯酚和丙酮。在氧化步骤中二甲基苄醇(DMBA)作为主要副产物形成并随后在第二酸催化的分解步骤中脱水成α-甲基苯乙烯(AMS)。AMS在商业上用于塑化剂、树脂和其它聚合物的制造。产生AMS的脱水反应通常在长管中进行。在一些情况中，增加反应物在反应器中的停留时间可能使得生成的AMS的收率改进。但是，在这样的反应器中为了提供额外的停留时间通常涉及为反应器管提供额外的长度，这可能需要大量空间。反应器的停留时间是指特定粒子在反应器中度过的时间量。平均停留时间通常被定义为反应器的体积除以经过反应器的流量。反应器的停留时间分布涉及粒子可能在反应器中度过的时间量。停留时间分布是具有围绕平均停留时间的标准偏差的概率函数。反应器的停留时间分布通常基于理想活塞流反应器(PFR)或理想连续搅拌釜反应器(CSTR)建模。反应器的混合度是通过将停留时间分布的方差除以平均停留时间的平方确定的无量纲值。在理想活塞流反应器中，流经反应器的流体在概念上被视为一系列非常薄的片段，或“活塞(plug)”。随着活塞流经反应器，推定流体在该活塞内的径向上(即在横穿流动方向的方向上)完美混合，但没有在轴向上(即沿流动方向向前或向后)的流体混合。因为没有轴向混合，活塞内的各成分将具有相同停留时间并且标准偏差将为0。活塞流反应器的混合度理论上为0。与之相比，理想CSTR中的流体被推定在反应器各处完美混合。由于推定各粒子具有相等的在任何给定时间离开反应器的概率，停留时间分布的标准偏差高并且CSTR的混合度理论上为1。实际反应器不具有理想PFR或CSTR的停留时间分布，而是具有在0和1之间的混合度。在一些情况下，保持接近0的混合度是有利的。需要对上述情况的改进。概述本公开提供在反应器入口不需要任何液体分布装置的同时具有活塞流分布的高度特性的反应器。在一些示例性实施方案中，该反应器提供接近或类似于活塞流反应器的停留时间分布。在更特定的实施方案中，在反应器入口没有液体分布器的情况下实现这样的停留时间分布。在一些示例性实施方案中，该反应器跨越各种设计条件在多种多样的流量下提供类似的流型。在一些示例性实施方案中，由于挡板周围的流向变化而经反应器的压力损失在7-8kPa的控制界限内。在挡板边缘和反应器内壳之间包括间隙的一些示例性实施方案中，可能由于用经过此类间隙的示踪材料观察所观察到的泄漏“捷径(shortcuts)”，停留时间分布更接近地类似于活塞流反应器的停留时间分布。在一个示例性实施方案中，反应器包括限定内部的壳体和安置在反应器内部的多个挡板。在内部的多个挡板之间限定在反应器入口和出口之间延伸的流体通路。在一个更特定的实施方案中，所述多个挡板包括十个或更多个挡板，且所述多个挡板的各挡板的挡板切率(cut)为18％至35％。在一个更特定的实施方案中，该反应器具有小于0.2的混合度。在一个更特定的实施方案中，该流体通路包括多次变向。在任何上述实施方案中的另一更特定的实施方案中，挡板与壳体相隔至少一个间隙。在一个甚至更特定的实施方案中，该间隙具有大约1/2英寸或更小的宽度。在任何上述实施方案中的又一更特定的实施方案中，该反应器的入口不包括液体分布器。在另一示例性实施方案中，通过以下步骤由二甲基苄醇如下生产α-甲基苯乙烯：向反应器内部提供入口料流，所述入口料流包含二甲基苄醇，其中所述反应器包括安置在反应器内部的多个挡板且所述反应器具有小于0.2的混合度；和使至少一部分二甲基苄醇在所述反应器中反应以形成α-甲基苯乙烯。在一个更特定的实施方案中，所述多个挡板包括十个或更多个挡板，且所述多个挡板的各挡板的挡板切率为18％至35％。在一个更特定的实施方案中，至少75％的二甲基苄醇反应形成α-甲基苯乙烯。在任何上述实施方案中的另一更特定的实施方案中，至少一部分二甲基苄醇经过挡板和限定反应器内部的壁之间的间隙，其中该间隙具有大约1/2英寸或更小的宽度。附图简述参照联系附图作出的对本专利技术的实施方案的下列描述更容易明确出本公开的上述和其它特征和优点及其实现方式以及更好地理解本专利技术本身，其中：图1A例示了示例性反应器。图1B例示了图1A的示例性反应器内部的示意图。图2是包括一组示例性挡板的图1A的反应器内部的一部分的片段视图。图3例示了垂直取向的示例性反应器中的十一挡板布置的示意图。图4是入口位于出口上方的垂直取向的图3的示例性反应器的液相速度等值线图(contourplot)。图5是入口位于出口下方的垂直取向的图3的示例性反应器的液相速度等值线图。图6是水平取向的图3的示例性反应器的液相速度等值线图。图7例示了水平取向的图1A的示例性反应器中的十六挡板布置的示意图。图8是水平取向的图7的示例性反应器的液相速度等值线图。图9例示了入口位于出口下方的垂直取向的图1A的示例性反应器中的十六挡板布置的示意图。图10是入口位于出口下方的图9的示例性反应器的液相速度等值线图。图11是图9的示例性反应器在12,948gal/hr(49,014l/hr)的流量下的液相速度等值线图。图12是图9的示例性反应器在18,564gal/hr(70,272l/hr)的流量下的液相速度等值线图。图13A例示了图9的示例性反应器中的示踪剂注入研究的结果，其显示在入口处输入后4秒的示踪剂分布。图13B例示了图9的示例性反应器中的示踪剂注入研究的结果，其显示在入口处输入后22秒的示踪剂分布。图13C例示了图9的示例性反应器中的示踪剂注入研究的结果，其显示在入口处输入后85秒的示踪剂分布。图14A例示了示踪剂注入研究的面积加权平均值。图14B例示了基于示踪剂注入研究的图9的示例性反应器的混合度。图15A是在挡板和罐之间不包括间隙的图9的示例性反应器的液相速度等值线图。图15B是图15A的示例性横截面的液相速度等值线图。图16A是在挡板和罐之间包括间隙的图9的示例性反应器的液相速度等值线图。图16B是图16A的示例性横截面的液相速度等值线图。图17A例示了在挡板和罐之间包括间隙的图16A的示例性反应器的面积加权平均值。图17B例示了在挡板和罐之间包括间隙的图16A的示例性反应器的混合度。贯穿几个视图中相应的标号是指相应的部件。本文阐明的范例例示本专利技术的示例性实施方案并且这样的范例不被解释为以任何方式限制本专利技术的范围。详述首先参照图1A，例示了示例性反应器10。反应器10包括入口12和出口14。尽管反应器10以入口12位于出口14上方的垂直取向示例性地显示，但在另一些实施方案中，出口14可位于入口12上方(见图5)，或反应器10可以为水平取向(见图6)。反应器10的外壳16包围内部18。接着参照图1B，例示了包括多个挡板20的示例性内部18。内部18示例性包括将反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
反应器，其包括：限定内部的壳体；安置在反应器内部的多个挡板，其中所述多个挡板包括十个或更多个挡板，且所述多个挡板的各挡板的挡板切率为18％至35％；和限定在所述多个挡板之间的并在入口和出口之间延伸的流体通路；其中所述反应器具有小于0.2的混合度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.29 US 62/030222;2015.07.02 US 14/7901121.反应器，其包括：限定内部的壳体；安置在反应器内部的多个挡板，其中所述多个挡板包括十个或更多个挡板，且所述多个挡板的各挡板的挡板切率为18％至35％；和限定在所述多个挡板之间的并在入口和出口之间延伸的流体通路；其中所述反应器具有小于0.2的混合度。2.权利要求1的反应器，其中所述多个挡板包括10至22个挡板。3.权利要求1的反应器，其中所述挡板与所述壳体相隔至少一个间隙。4.权利要求1的反应器，其中所述多个挡板的各挡板直接连接到壳体上使得在挡板和壳体之间没有周向间隙。5.权利要求1的反应器，其中所述反应器不包括液体分布器。6.由二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭靖，B·T·阿克斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US