本发明专利技术涉及用于将引发剂与工艺流体混合的引发剂注射喷嘴(1)。该引发剂注射喷嘴1包括主体(10)，该主体(10)包括(i)用于接收工艺流体的工艺流体进口(11)和出口(17)，(ii)工艺流体流动通道(13)，工艺流体沿着工艺流体进口(11)和出口(17)之间的工艺流体中心流动轴线(15)穿过该工艺流体流动通道(13)，其中该工艺流体流动通道(13)至少部分地由收缩部(12)、喉部(14)和扩张部(16)限定，(iii)用于接收引发剂的引发剂进口(30)和引发剂出口(32)，和(iv)引发剂流体流动通道(34)，引发剂沿着引发剂进口(30)和引发剂出口(32)之间的引发剂中心流动轴线(35)穿过该引发剂流动通道(34)。引发剂注射喷嘴(1)的特征在于，多个细长的叶片(20)设置在收缩部(12)内并沿着工艺流体中心流动轴线(15)延伸，并且在于每个叶片(20)具有前端(22)、尾端(26)和弯曲叶片表面(21)。多个叶片(20)被配置成使得与工艺流体中心流动轴线(15)垂直并包括工艺流体中心流动轴线(15)的通畅的工艺流体流动横截面A位于收缩部(12)内，并且通畅的工艺流体流动横截面A的面积随着距工艺流体进口(11)的距离的增加而变大。着距工艺流体进口(11)的距离的增加而变大。着距工艺流体进口(11)的距离的增加而变大。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在LDPE反应器中混合工艺流体与引发剂的装置
技术介绍
[0001]聚乙烯已成为全球最重要的塑料，其具有优异的机械和加工性能以及耐化学性。根据其熔点，聚乙烯分为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯。每种类型的聚乙烯都有其特定的工业应用。例如，高密度聚乙烯比低密度聚乙烯更坚固和更硬，可以承受更高的温度，气体渗透性更低，并且更耐化学品。低密度聚乙烯更具柔韧性和可伸缩性。
[0002]用于制造低密度聚乙烯的最常见制造工艺之一涉及所谓的管式反应器的使用。乙烯作为工艺流体进给至反应器，并在100至300MPa的压力下和在200至300℃的温度下在沿反应器的离散位置处注入的引发剂的作用下聚合成聚乙烯。反应器管的长度具有至多3500m的长度。常见的引发剂是氧气或过氧化物。
[0003]当引发剂在反应器的反应区内注入并与工艺流体混合时，引发剂形成自由基分解产物，这些产物开始与乙烯(和任选的共聚单体)发生自由基聚合反应，从而获得乙烯基聚合物。
[0004]对于低密度聚乙烯的制造过程来说，引发剂和工艺流体的浓度分布和混合在反应区内的均衡和均匀是至关重要的。如果浓度分布不够均匀，反应区内的某些区域将具有更高的聚合度和更多的热量产生。这些区域可能会导致严重的问题，诸如在引发剂端口附近堆积高分子量材料，这可能会导致引发剂端口或者甚至反应器管的堵塞。
[0005]过去已经进行了各种尝试来改善引发剂与工艺流体的混合。
[0006]EP 0 449 092 A1使用用于引发剂的注射指，该注射指横向伸入工艺流体通道中。
[0007]WO 2002/48214 A2通过使用包括容纳在管式反应器内的料筒的外表面和内表面上的多个螺旋叶片的布置将旋转运动赋予工艺流体。工艺流体流过料筒并流过料筒和管式反应器之间的环状间隙。料筒位于引发剂的注射喷嘴的上游。
[0008]US 8,308,087 B2使用具有用于工艺流体的文丘里状的流体流动通道的喷嘴，该工艺流体包括收缩部和扩张部。收缩部和扩张部引起工艺流体速度的变化，这又有助于改善工艺流体与引发剂的输送和混合。
[0009]US 5,863,128在图1和图2中公开了具有一组扭转叶片和一组整流叶片的混合注射器。混合注射器的流道为文丘里型，并且在收缩部设有多个扭转叶片。叶片是线性的，但也可能略微弯曲并且可能具有不同的形状。
[0010]US 4,416,610涉及一种具有油和水进口以及乳液出口的油水乳化器。在收缩部内，提供了挡板。挡板有几个翼片，这些翼片沿油的流动方向向内弯曲。
[0011]US 1,454,196公开了一种具有将通道分成多个文丘里通道的锥形插件的文丘里型混合器。在通道内设有螺旋叶片，以使流过通道的气体产生旋涡。
技术实现思路
[0012]本专利技术的目的是减轻(如果不能消除)与现有技术解决方案相关联的问题。具体地，本专利技术的目的是进一步改善在反应器管的反应区内的引发剂与工艺流体的混合。
[0013]该目的由独立权利要求1的主题解决。任选的或优选的特征是从属权利要求2至13
的主题。
[0014]根据本专利技术，提供了一种用于将引发剂与工艺流体混合的引发剂注射喷嘴。引发剂注射喷嘴包括主体，该主体包括(i)用于接收工艺流体的工艺流体进口和出口，(ii)工艺流体流动通道，工艺流体沿着工艺流体进口和出口之间的工艺流体中心流动轴线穿过该工艺流体流动通道，其中工艺流体流动通道至少部分地由收缩部、喉部和扩张部限定，(iii)用于接收引发剂的引发剂进口和引发剂出口，以及(iv)引发剂流体流动通道，引发剂沿着引发剂进口和引发剂出口之间的引发剂中心流动轴线穿过该引发剂流体流动通道。引发剂注射喷嘴包括多个细长的叶片，这些细长叶片设置在收缩部内并且沿着工艺流体中心流动轴线延伸，其中每个叶片具有前端、尾端和弯曲叶片表面。多个叶片被配置为使得与工艺流体中心流动轴线垂直并包括工艺流体中心流动轴线的通畅工艺流体流动横截面位于收缩部内，其中通畅的工艺流体流动横截面的面积随着距工艺流体进口的距离的增加而变大。
[0015]优选地，在垂直于工艺流体中心流动轴线的每个横截面中，通畅的工艺流体流动横截面由多个叶片中的每一个的轴向边缘的部分限定。
[0016]进一步优选的是，在垂直于工艺流体中心流动轴线的每个横截面中，多个叶片的轴向边缘的部分布置在圆形路径上。
[0017]有利地，在多个叶片(20)的尾端(21)处的圆形路径的直径为4mm至60mm，优选地为5mm至42.5mm，更优选地为10mm至24mm，诸如12.5mm至17mm。
[0018]根据本专利技术的另一优选实施方案，在多个叶片中的至少一个与主体的内表面之间的接触线具有每1mm长度在1
°
至5
°
的范围内，优选地每1mm长度为1
°
的曲率，该长度沿着工艺流体中心流动轴线测量。
[0019]任选地，多个叶片中的每一个的弯曲叶片表面具有相同的曲率。
[0020]这也是本专利技术的任选特征，根据该特征，叶片的数量在3至8个之间的范围内，优选地为4或6个。
[0021]优选地，多个叶片中的每一个的弯曲叶片表面从每个叶片的尾端延伸到前端。
[0022]进一步优选的是，多个叶片中的每一个的前端向尾端倾斜，优选地相对于工艺流体中心流动轴线倾斜40
°
至70
°
，诸如60
°
的倾斜角。
[0023]此外，优选的是，多个叶片中的每一个的前端具有相等的高度，该高度垂直于工艺流体中心流动轴线测量。
[0024]根据本专利技术的又一优选实施例，多个叶片中的每一个的尾端与工艺流体中心流动轴线围成60
°
至90
°
，诸如90
°
的角度。
[0025]有利的是，多个叶片中的每一个的尾端终止于喉部。
[0026]最优选地，收缩部以相对于工艺流体中心流动轴线成10
°
至20
°
，诸如15
°
的角度向工艺流体中心流动轴线倾斜，并且扩张部以相对于工艺流体中心流动轴线成10
°
至20
°
，诸如12.5
°
的角度远离工艺流体中心流动轴线倾斜。
附图说明
[0027]当结合附图阅读时，可以更好地理解前述
技术实现思路
以及下文的具体实施方式。附图主要用于清楚地说明本专利技术的原理的目的。此外，在附图中，相同的附图标记在全部附图中表示对应的部件。然而，应当记住，本专利技术不限于附图中指示的以及下文在本专利技术的优选
的实施方案的内容中描述的精确特征。
[0028]图1是根据本专利技术的优选的实施方案的引发剂注射喷嘴的透视图。
[0029]图2是与工艺流体的流动轴线垂直的横截面视图，示出了图1的导向叶片的尾端；以及
[0030]图3是沿着工艺流体中心流动轴线穿过图1的引发剂注射喷嘴的纵向横截面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将引发剂与工艺流体混合的引发剂注射喷嘴(1)，包括主体(10)，所述主体(10)包括：
‑
用于接收所述工艺流体的工艺流体进口(11)和出口(17)；
‑
工艺流体流动通道(13)，所述工艺流体沿着所述工艺流体进口(11)和所述出口(17)之间的工艺流体中心流动轴线(15)穿过所述工艺流体流动通道(13)，其中所述工艺流体流动通道(13)至少部分地由收缩部(12)、喉部(14)和扩张部(16)限定；
‑
用于接收所述引发剂的引发剂进口(30)和引发剂出口(32)；和
‑
引发剂流体流动通道(34)，所述引发剂沿着所述引发剂进口(30)和所述引发剂出口(32)之间的引发剂中心流动轴线(35)穿过所述引发剂流体流动通道(34)；其中多个细长的叶片(20)设置在所述收缩部(12)内并沿着所述工艺流体中心流动轴线(15)延伸，并且其中每个所述叶片(20)具有前端(22)、尾端(26)和弯曲叶片表面(21)，其特征在于，所述多个叶片(20)被配置成使得与所述工艺流体中心流动轴线(15)垂直并包括所述工艺流体中心流动轴线(15)的通畅的工艺流体流动横截面(A)位于所述收缩部(12)内，并且所述通畅的工艺流体流动横截面(A)的面积随着距所述工艺流体进口(11)的距离的增加而变大。2.根据权利要求1所述的引发剂注射喷嘴(1)，其特征在于，在垂直于所述工艺流体中心流动轴线(15)的每个横截面中，所述通畅的工艺流体流动横截面(A)由所述多个叶片(20)中的每一个的轴向边缘(24)的部分限定。3.根据权利要求2所述的引发剂注射喷嘴(1)，其特征在于，在垂直于所述工艺流体中心流动轴线(15)的每个横截面中，所述多个叶片(20)的所述轴向边缘(24)的所述部分布置在圆形路径上。4.根据权利要求3所述的引发剂注射喷嘴(1)，其特征在于，在所述多个叶片(20)的所述尾端(21)处，所述圆形路径的直径为4mm至60mm，优选地为5mm至42.5mm，更优选地为10mm至24mm，诸如12.5mm至17mm。5.根据前述权利要求中任一项所述的引发剂注射喷嘴(1)，其特征在于，在所述多个叶片(20)中的至少一个与所述主体(10)的内表面之间的接触线(28)具有每1mm长度在1
°
至5
°
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：
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