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一種強化輸送的機械攪拌式連續乳化器的制作方法

文檔序號:12381951閱讀:367來源:國知局
一種強化輸送的機械攪拌式連續乳化器的制作方法與工藝

本實用新型屬于化工設備領域,更具體地,本實用新型涉及一種強化輸送的機械攪拌式連續乳化器。



背景技術:

乳化(emulsification)是指將分散相以細小的液滴分散于連續相中的過程。乳狀液中被分散的一相稱作分散相或內相;另一相則稱作分散介質或外相。顯然,內相是不連續相,外相是連續相。制備乳化液的機械設備被乳化機或乳化器。制備不同的乳化產物(乳化液),需要采用不同的分散相和連續相,乳化設備和乳化條件也需要調整來實現所需要的乳化效果。

例如,一種典型的烷基化反應為丁烷與丁烯在濃硫酸的催化作用下生成異辛烷的烷基化反應。該硫酸烷基化反應中,丁烯溶于濃硫酸中作為反應體系的連續相,而不溶于濃硫酸的丁烷則為分散相,丁烷與丁烯的烷基化反應發生在兩相界面上。為了提高反應效率,需要強化其傳質面積,而將烷烴有效分散在濃硫酸連續相中是強化其傳質的重要途徑之一。但因產物異辛烷及其相應的異構化產物在濃硫酸中的溶解度均較低,且為提高烯烴的轉化率采用了高的烷烯比而有大量未反應的烷烴,因此烷烴和產物都需要盡快與催化劑濃硫酸分離,以提高生產效率。這就要求烷烴在濃硫酸中分散乳化無需均質化,而是適宜可控的。

專利CN204107349U公開了一種新型硅油乳化反應器,在反應器內安裝了錨槳、盤管和高剪切乳化機,通過加熱降低硅油粘度、在高速乳化機內添加更多的槳葉并提高轉速等措施來提高產品乳化均勻性。專利CN204685014U公開了一種高剪切乳化裝置,通過裝置夾套加熱后內部多層鋸齒形圓盤高速剪切作用來強化乳化品質。專利201410184576.8公開了一種乳化攪拌裝置,通過多軸框式與葉式攪拌的配合促進上下流動混合以改善效果。專利CN201603524U公開了一種乳化裝置,采用設有通孔的攪拌葉對物 料進行循環乳化來改善乳化效果。專利204447838U公開了一種硅油乳化裝置,采用電磁激勵驅動圓盤上的旋轉葉片實現了力度溫和的均勻攪拌。專利202446992U提供了一種硅油乳化攪拌裝置,以同軸固定的圓盤間的攪拌柱實現了混合力較小的乳化過程。專利102961987A提供了一種具有預混合的連續化高粘硅油乳化工藝及其設備,采用了包含預混合螺桿泵、靜態混合器、乳化攪拌釜等設備來獲得高粘硅油乳化產品,其乳化攪拌釜中使用的是不同葉片數量的斜葉槳。專利CN204247083U提供了一種乳化裝置,在乳化罐內的乳化機轉軸上安裝有兩個反推輪,可以有效提高乳化能力,使乳化更徹底和更細膩。專利CN204582987U提供了一種乳化機,在攪拌軸上設有多個上下層疊的攪拌葉輪與定子配合,同時通過側部超聲波發生器和底部超聲波發生器使得介質在機械乳化的基礎上可進行超聲波乳化,乳化后的介質直徑更小,乳化效果更佳。上述專利中,目標產物為長時間穩定的乳液產品,沒有產物分相分離要求,且不含化學反應,不適合作為存在化學反應、應用催化劑的反應體系、例如硫酸催化的烷基化反應體系的分散乳化。

專利CN104667856A、CN104549086A、CN104549115A、CN104549108A、CN104549116A、CN104549111A、CN104549110A、CN104549109A、CN104549087A、CN104549114A等在反應器內設置噴射混合構件及在反應器內安裝旋轉床或內外旋轉床,以實現催化劑與反應物的分散混合。這類反應器中實現反應體系分散乳化的組件過多、安裝復雜,不便于裝備的高效制造。

專利CN200520078557.3公開了一種臥式烷基化反應器,采用螺旋槳將分散、混合與換熱整合在同一設備中同步實施,但對不互溶的液-液反應體系的剪切分散、混合及流動換熱能力考慮不充分。

專利CN103242895A公開了一種碳4烷基化生產方法及裝置,液相C4烷烴與濃硫酸在裝置外利用攪拌裝置充分乳化,在多段塔式反應器中完成烷基化反應。該專利方法保證了進入反應器的酸烴的乳化程度,但塔內反應過程中的乳液的界面更新取決于填料,其適時調控措施少。

專利CN203764234U公開了一種烷基化反應器,其反應器包括了頂部的物料入口及分布混合段,中部的反應段以及下部的產品分離段。物料分布混合段通過多管路分布器在無攪拌器的情況下達到物料均勻分布混合;在反應段裝有填料,以增強傳質效果促進反應的進行。該反應器可通過氣化移熱實 現直接冷卻。該反應器的物料混合段中設置了過多的物料入口管路,其布置復雜、流動阻力大,不利于制造、生產及維護。

專利CN102921368B公開了一種臥式內循環攪拌反應器,以強剪切循環流槳葉、寬度漸變擋板等的組合作用實現物料的分散與循環流動。該反應器中的物料分散乳化及循環流動動力由同一槳葉提供,不利于乳化要求的調控,同時亦不利于傳質傳熱的優化。

因此,本領域還需要開發在高密度粘性物料(如濃硫酸)中進行低密度低粘性物料(如烴類有機物)的分散乳化的升級設備。



技術實現要素:

本實用新型的目的在于提供一種強化輸送的機械攪拌式連續乳化器。

在本實用新型的第一方面,提供一種強化輸送的機械攪拌式連續乳化器,所述的乳化器包括:殼體3;攪拌驅動電機1;攪拌軸2,其由攪拌驅動電機1驅動;第一軸流式槳葉201,其位于攪拌軸上;第二軸流式槳葉203,其位于攪拌軸上;徑流式槳葉202,其位于攪拌軸上第一軸流式槳葉201和第二軸流式槳葉203之間;擋板4;組分分布器6;進料管8;和出料口10。

在一個優選例中,所述的強化輸送的機械攪拌式連續乳化器還包括:換熱夾套5,其位于殼體外壁上;較佳地,該換熱夾套5包括半管形換熱盤管;物料排凈口7。

在另一優選例中,所述的進料管8上還包括循環進料管9。

在另一優選例中,所述的半管形換熱盤管的管內裝有流動的液相或可相變汽化的液相換熱介質。

在另一優選例中,所述的物料排凈口7也可作為進料口。

在另一優選例中,所述的乳化器殼體3包括:上封頭301;筒體302;下封頭303;較佳地,所述的上封頭301和下封頭303為橢球型封頭結構。

在另一優選例中,所述的筒體302是直筒體。

在另一優選例中,所述的出料口10位于筒體302的側壁。

在另一優選例中,所述的進料管8和循環進料管9位于下封頭303上。

在另一優選例中,所述的物料排凈口7位于下封頭303上。

在另一優選例中,所述的組分分布器6穿過殼體3進入殼體內。

在另一優選例中,所述的換熱夾套5覆蓋于筒體302的側壁。

在另一優選例中,所述的攪拌軸2穿過上封頭301,在下封頭303內被定位。

在另一優選例中,所述的第一軸流式槳葉201和第二軸流式槳葉203選自:螺旋槳,翼型槳;較佳地是螺旋槳。

在另一優選例中,所述的第一軸流式槳葉201和第二軸流式槳葉203的直徑為筒體302直徑的0.80~0.88倍,優選0.84~0.86倍;和/或所述的第一軸流式槳葉201安裝于攪拌軸2上距離上封頭301的上底部垂直距離為所述筒體302直徑的0.8~1.5倍,優選0.9~1.4倍的位置;和/或所述的第二軸流式槳葉203安裝于攪拌軸2上距離下封頭303的下底部垂直距離為所述筒體302直徑的0.2~1.5倍,優選0.3~1.0倍的位置。

在另一優選例中,所述的徑流式槳葉202選自:直葉圓盤渦輪槳,對稱凹葉圓盤渦輪槳,不對稱凹葉圓盤渦輪槳,斜葉槳;較佳地是圓盤渦輪槳。

在另一優選例中,所述的徑流式槳葉202是一個或多個;較佳地是1~5個,如2~3個;較佳地,所述的多個徑流式槳葉的層間距為所述徑流式槳葉202直徑的0.8~1.5倍,優選0.9~1.2倍;和/或所述的徑流式槳葉202的直徑為筒體302直徑的0.45~0.55倍,優選0.47~0.54倍。

在另一優選例中,所述的擋板4的數量是2~12片;較佳地為2-10片;更佳地為2-8片;如4片、6片;較佳地,多片擋板4是均勻分布的。

在另一優選例中,所述的擋板4的寬度為所述筒體302的直徑的1/20~1/8;較佳地為1/12~1/10;或所述的擋板4的長度與筒體302的直邊長度相同;或所述的擋板4與筒體302的內壁的離壁距離為擋板4寬度的1/12~1/8。

在另一優選例中,所述的組分分布器6包括進料口601和分布管602;所述的分布管602上分布有孔;較佳地,所述的組分分布器6為圓管型分布器;較佳地,所述的分布管602的直徑為所述的徑流式槳葉202直徑的0.8~1.2倍,更佳地為0.9~1.1倍。

在另一優選例中,所述的組分分布器6安裝于所述徑流式槳葉202與第二軸流式槳葉203之間;較佳地,所述的組分分布器6與所述徑流式槳葉202之間的垂直距離為所述徑流式槳葉202高度的0.5~1.5倍,較佳地為0.8~1.2倍。

在另一優選例中,分布管602上分布的孔的孔徑為2~20mm。

本實用新型的其它方面由于本文的公開內容,對本領域的技術人員而言是顯而易見的。

附圖說明

圖1、本實用新型的一種強化輸送的機械攪拌式連續乳化器結構示意圖(正視方向的剖面圖)。圖中,虛線箭頭表示液流流向。

圖2、圓管型分布器結構示意圖(俯視方向)。

圖3、攪拌軸安裝有多個徑流式槳葉的乳化器結構示意圖(正視方向的剖面圖)。

圖4A-C、幾種徑流式槳葉結構示意圖。圖4A為直葉圓盤渦輪槳,圖4B為對稱凹葉圓盤渦輪槳,圖4C為斜葉槳。

圖5A-F、幾種軸流式槳葉結構示意圖。圖5A為弧形螺旋槳,圖5B為扇形螺旋槳,圖5C為四葉翼型槳,圖5D為六寬葉翼型槳,圖5E為六窄葉翼型槳,圖5F為k5翼型槳。

圖中,各附圖標記分別為:

1:攪拌驅動電機;

2:攪拌軸;201:第一軸流式槳葉;202:徑流式槳葉;203:第二軸流式槳葉;

3:殼體;301:上封頭;302:筒體;303:下封頭。

4:擋板;

5:換熱夾套;

6:組分分布器;601:進料口;602:分布管;

7:物料排凈口(或進料管);

8:進料管;

9:循環進料管;

10:出料口。

具體實施方式

本發明人經過深入的研究,提供了一種強化輸送的機械攪拌式連續乳化器,通過徑流式攪拌槳葉與擋板的作用、以及通過在不同區域安裝軸流式槳葉強化體系流體的輸送及循環流動能力,可實現在高密度粘性物料中進行低密度低粘性物料的分散乳化,并且乳化效果非常理想。

術語

如本文所用,所述的“低密度低粘性物料”是指一類具有較低密度、較低粘度的物料;例如,其密度一般在0.15~1g/cm3、其粘度一般在0.2~100CP。所述的“低密度低粘性物料”作為分散相。

如本文所用,所述的“高密度粘性物料”是指一類具有較高密度、較高粘性的物料;例如,其密度一般在1~5g/cm3或其粘度一般在1~1000CP。所述的“高密度粘性物料”作為“連續相”。

應理解,“低密度低粘性物料”與“高密度粘性物料”是一種相對的概念,例如,若連續相的粘度在1~100CP中間(如20CP),分散相的粘度在低于1CP(如0.5CP),那么連續相相對于分散相為“高密度粘性物料”。

強化輸送的機械攪拌式連續乳化器

本實用新型提供了一種強化輸送的機械攪拌式連續乳化器,所述的乳化器包括:殼體,攪拌驅動電機,攪拌軸,第一軸流式槳葉,第二軸流式槳葉,徑流式槳葉,擋板,組分分布器,進料管和出料口。

所述的殼體包括:上封頭,筒體,下封頭。所述的上封頭用于封閉筒體上端,所述的下封頭用于封閉筒體下端,從而構成整體的殼體。作為本實用新型的優選方式,所述的上封頭和下封頭為橢球型封頭結構。作為本實用新型的優選方式,所述的筒體是直筒體。

所述的攪拌驅動電機用于為攪拌軸的運轉提供動力,具有適當的驅動能力的電機均可應用于本實用新型中。所述的攪拌軸穿過上封頭,在所述的筒體或所述的下封頭內被定位。通常,所述的殼體的主體結構是圓柱體形,而所述的攪拌軸被定位于殼體內的中心線上。

所述的第一軸流式槳葉和第二軸流式槳葉安裝于攪拌軸上,位于筒體之內。作為本實用新型的優選方式,所述的第一軸流式槳葉和第二軸流式槳葉 的直徑為筒體直徑的0.80~0.88倍,優選0.84~0.86倍。作為本實用新型的優選方式,所述的第一軸流式槳葉安裝于攪拌軸上距離上封頭的上底部垂直距離為所述筒體直徑的0.8~1.5倍,優選0.9~1.4倍的位置。作為本實用新型的優選方式,所述的第二軸流式槳葉安裝于攪拌軸上距離下封頭的下底部垂直距離為所述筒體直徑的0.2~1.5倍,優選0.3~1.0倍的位置。所述的軸流式槳葉可以是但不限于:螺旋槳或翼型槳;較佳地是螺旋槳。圖5A-F呈現了一些軸流式槳葉。

所述的徑流式槳葉安裝于攪拌軸上,位于筒體之內、第一軸流式槳葉和第二軸流式槳葉之間的位置。所述的徑流式槳葉可以是一個或多個;較佳地是1~5個,如2~3個;較佳地,所述的多個徑流式槳葉的層間距為所述徑流式槳葉直徑的0.8~1.5倍,優選0.9~1.2倍。作為本實用新型的優選方式,所述的徑流式槳葉的直徑為筒體直徑的0.45~0.55倍,優選0.47~0.54倍。所述的徑流式槳葉可以是但不限于:直葉圓盤渦輪槳,對稱凹葉圓盤渦輪槳,不對稱凹葉圓盤渦輪槳或斜葉槳;較佳地是圓盤渦輪槳。圖4A-C呈現了一些徑流式槳葉。

為了配合徑流式槳葉,本實用新型的筒體內靠近內側壁的位置還設置擋板,從而與徑流式槳葉共同作用,將分散相循環剪切分散并進入連續相中。擋板的數量是至少2片;一般為2~12片;較佳地為2-10片;更佳地為2-8片,如4片、6片。一般地,多片擋板均勻排布于筒體內靠近內側壁的壁周。作為本實用新型的優選方式,所述的擋板與筒體的內壁的離壁距離為擋板寬度的1/12~1/8。作為本實用新型的優選方式,所述的擋板的寬度為所述筒體的直徑的1/20~1/8;較佳地為1/12~1/10。作為本實用新型的優選方式,所述的擋板的長度與筒體的直邊長度相同。

本實用新型所述的乳化器還包括換熱夾套,其位于筒體外壁上,其可用于調整殼體內的液體的溫度。作為本實用新型的優選方式,所述換熱夾套包括半管形換熱盤管,其管內裝有流動的液相或可相變汽化的液相換熱介質。

本實用新型所述的乳化器還包括組分分布器,其設置于筒體內,其包括進料口和分布管,所述的分布管上分布有孔。作為本實用新型的優選方式,分布管上分布的孔的孔徑可以為2~20mm。作為本實用新型的優選方式,所述的組分分布器為圓管型分布器。較佳地,所述的組分分布器的分布管的環 直徑為所述的徑流式槳葉直徑的0.8~1.2倍;更佳地為0.9~1.1倍。作為本實用新型的優選方式,所述的組分分布器安裝于所述徑流式槳葉與第二軸流式槳葉之間;較佳地,所述的組分分布器與所述徑流式槳葉之間的垂直距離為所述徑流式槳葉高度的0.5~1.5倍,較佳地為0.8~1.2倍。

本實用新型所述的乳化器還包括至少一個進料管(進料口),至少一個出料管(出料口)。

所述的進料管位于筒體或下封頭上;較佳地位于下封頭底部。作為本實用新型的優選方式,所述的進料管垂直穿過所述下封頭壁;較佳地,所述進料管上還設有循環進料管。所述的循環進料管是指乳化器內的物質可向另一功能性加工器械(如換熱器)循環物質交流的管道。

所述的出料口(出料管)位于筒體的側壁,其用于將乳化產物輸出;作為本實用新型的優選方式,所述的出料口位于筒體上高于第一軸流式槳葉的位置。

本實用新型所述的乳化器還包括物料排凈口,其位于殼體的底部,用于將乳化結束后,乳化器內剩余的物料排出。所述的物料排凈口也可作為進料口。

強化輸送的機械攪拌式連續乳化器的應用

本實用新型還提供了所述的強化輸送的機械攪拌式連續乳化器的用途,用于進行不互溶液體的乳化;較佳地,用于在高密度粘性物料中進行低密度低粘性物料的分散乳化。

所述的低密度低粘性物料例如是烴類有機物,包括烷烴;如C3~C5烷烴,更具體地如丁烷。

所述的高密度粘性物料例如是硫酸,包括濃硫酸;更具體地如含有烯烴(如C3~C5烯烴,如丁烯)的濃硫酸。

本實用新型還提供了一種利用本實用新型的強化輸送的機械攪拌式連續乳化器進行乳化的方法,包括:提供所述的強化輸送的機械攪拌式連續乳化器,通過進料管或進料口向筒體內輸入連續相物料;通過組分分布器向筒體內輸入分散相物料;開啟攪拌驅動電機,分散相物料在徑流式槳葉與擋板 的共同作用下循環剪切分散、進入由第二軸流式槳葉吸入輸送的連續相物料中、再被第一軸流式槳葉進一步分散乳化后,由出料口流出乳化器,獲得乳化產物。

本實用新型的強化輸送的機械攪拌式連續乳化器運行時,攪拌驅動電機的轉速一般在100~800rpm范圍內是合適的。當然,根據待乳化的物料的種類和體積的不同,攪拌的轉速可以調整為上述范圍以外的數值,這是本領域技術人員易于做到的。

本實用新型的方法適用于在高密度粘性物料中進行低密度低粘性物料的分散乳化。本實用新型的方法特別適用于需要高粘度物料參與的烷基化反應。

作為一種可實施方式,本實用新型的乳化器適用于以濃硫酸為連續相分散烴類介質的乳化器和乳化方法。濃硫酸是一種強酸性無機酸,常用作有機反應的催化劑,如催化C3~C5烷烴與烯烴發生烷基化反應生成高辛烷值的燃料油即烷基化油。高辛烷值烷基化油是高標車用燃料油的重要組分,對節能減排具有重要作用和意義。

典型的烷基化反應即為丁烷與丁烯在濃硫酸的催化作用下生成異辛烷的烷基化反應。該硫酸烷基化反應中,丁烯溶于濃硫酸中作為反應體系的連續相,而不溶于濃硫酸的丁烷則為分散相,丁烷與丁烯的烷基化反應發生在兩相界面上。為了提高反應效率,需要強化其傳質面積,而將烷烴有效分散在濃硫酸連續相中是強化其傳質的重要途徑之一。但因產物異辛烷及其相應的異構化產物在濃硫酸中的溶解度均較低,且為提高烯烴的轉化率采用了高的烷烯比而有大量未反應的烷烴,因此烷烴和產物都需要盡快與催化劑濃硫酸分離,以提高生產效率。這就要求烷烴在濃硫酸中分散乳化無需均質化,而是適宜可控的;本實用新型的裝置通過調節槳葉的結構形式、直徑以及攪拌轉速來調節槳葉對分散相的剪切分散能力,獲得適宜的分散乳化液滴直徑,該分散相的液滴直徑與后續過程中分散乳化體系分相前需要穩定的時間相對應。同時,濃硫酸催化丁烷與丁烯的烷基化反應是強放熱反應,體系需要控制低溫條件,而低溫下的濃硫酸的粘度又較高,因此這一乳化是包含了傳熱要求的粘性介質中的分散過程;本實用新型的強化輸送的機械攪拌式連續乳化器可以通過換熱夾套來實現溫度的調控。

本實用新型的主要優點是:

(1)采用功率輸入能力強的徑流式槳葉,與安裝的擋板相配合,實現對物料的高效剪切分散并達到適宜的乳化程度;

(2)在分散乳化的同時,實現了反應界面的高效更新,強化了傳質效果,有利于提高反應效率;

(3)在反應器外壁面設置了半管形換熱夾套,提高了反應熱的移熱效率;

(4)在乳化器的進料與出料區段均設置了驅動反應體系流動的軸流式槳葉,強化了乳化器中物料流體的循環輸送能力,同時亦強化了滿足烷基化反應所需的物料循環內外比的調控能力;

(5)攪拌槳葉直徑與轉速的合理設計,有利于調控乳化效果,強化流體輸送能力,使其既能滿足反應傳質面積要求,又能使產物和過量烷烴得到高效的分離,提高生產效率。

下面結合具體實施例,進一步闡述本實用新型。應理解,這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法,通常按照常規條件,或按照制造廠商所建議的條件。

實施例1、強化輸送的機械攪拌式連續乳化器

如圖1和圖3,強化輸送的機械攪拌式連續乳化器包括:殼體3;上封頭301,筒體302,下封頭303。所述的上封頭301和下封頭303為橢球型封頭結構。

筒體302為直筒體,其外壁上還設置換熱夾套5,該換熱夾套5包括半管形換熱盤管,管內裝有流動的液相或可相變汽化的液相換熱介質。

攪拌軸2穿過上封頭301、筒體302,在所述的下封頭303內被定位,攪拌軸2由攪拌驅動電機1驅動。

攪拌軸2上,設置第一軸流式槳葉201、徑流式槳葉202和第二軸流式槳葉203。

第一軸流式槳葉201位于筒體302中、徑流式槳葉202上部,其安裝于攪拌軸2上,采用螺旋槳,其直徑為筒體直徑的0.85倍。

第二軸流式槳葉203位于筒體302中、徑流式槳葉202下部,其安裝于攪拌軸2上,采用螺旋槳,其直徑為筒體直徑的0.85倍。

徑流式槳葉202位于筒體302的中部,采用圓盤渦輪槳,其直徑為筒體302直徑的0.48倍。

筒體302內包括組分分布器6,其穿過殼體壁進入到筒體302內。組分分布器6是圓管型分布器,如圖2,包括進料口601和分布管602;分布管602上分布有孔;分布管602的直徑是徑流式槳葉202的直徑的0.95倍。分布管602上分布的孔的孔徑為5mm。組分分布器6安裝于所述徑流式槳葉202與第二軸流式槳葉203之間。組分分布器6與所述徑流式槳葉202之間的垂直距離等于所述徑流式槳葉202的高度。

筒體302內設置擋板4,擋板4均勻排布于筒體302的靠近內壁的位置,離壁距離為擋板4寬度的1/10,安裝的數量是6片。擋板4的長度與筒體302的直邊長度相同,寬度為筒體302的直徑的1/11。

殼體3上還設置多個物料出入口,包括進料管8,出料口10,物料排凈口7。進料管8上還設有循環進料管9。出料口10位于筒體302的側壁。進料管8位于下封頭303上。物料排凈口7位于下封頭303上。

實施例2、強化輸送的機械攪拌式連續乳化方法

1、乳化步驟

模擬介質:糖漿鹽水溶液為連續相,異辛烷為分散相。連續相與分散相的密度比為1.5:1、連續相與分散相的粘度比為80:1。

對模擬介質,利用實施例1所述的機械攪拌式連續乳化器進行機械攪拌式連續乳化,步驟如下:

在實施例1所述的機械攪拌式連續乳化器中,通過進料管8向殼體3內連續地輸入連續相物料,待連續相物料浸沒徑流式槳葉202后,開啟攪拌驅動電機1,轉速為500rpm;然后通過組分分布器6向筒體302內連續地輸入分散相物料(輸入體積流量比為:連續相:分散相=5:1)。

分散相物料在徑流式槳葉202與擋板4的共同作用下循環剪切分散、進入由第二軸流式槳葉203吸入輸送的連續相物料中、再被第一軸流式槳葉201進一步分散乳化后經出料口10流出乳化器(本例采用了模擬介質模擬乳化, 不產生放熱;當進行熱量變化的反應如烷基化反應時,從出料口10連續流出的乳化液經換熱器進行溫度調整,使溫度控制在合適范圍內,循環回到乳化器)。滿足要求的乳化液從出料口10收集。

乳化程序結束后,可開啟物料排凈口7,將剩余的物料排出乳化器。

2、乳化結果

(1)乳化程度考察

采用如上的方法進行乳化,考察乳液分相50%所用的時間。經測定,乳液分相50%時需要的時間為40~70min。

可見,本實用新型的強化輸送的機械攪拌式連續乳化器中,采用功率輸入能力強的徑流式槳葉,與安裝的擋板相配合,加上軸流式槳葉的配合作用,實現了對物料的高效剪切分散并達到適宜的乳化程度。

(2)乳化效率考察

采用如上的方法進行乳化,獲得的乳化液考察分散相的液滴直徑。經測定,分散相的液滴直徑d32<80μm的含量大于80%。分散相液滴直徑小,有利于提高反應效率。

可見,本實用新型的機械攪拌式連續乳化器在分散乳化的同時,實現了反應界面的高效更新,強化了傳質效果。

(3)物料循環參數考察

在乳化過程中,測定物料循環參數。經測定,以軸流式槳葉直徑計算的循環流量數大于0.79。

可見,本實用新型的機械攪拌式連續乳化器設置了驅動反應體系流動的軸流式槳葉,強化了乳化器中物料流體的循環輸送能力,可以滿足烷基化反應所需的物料循環內外比的調控能力。

(4)分散乳化體系的單位體積攪拌功率消耗

經測定,分散乳化體系的單位體積功率消耗在3~10kw/m3范圍內。可見,本實用新型的強化輸送的機械攪拌式連續乳化器具有很高的生產效率。

綜上可見,本實用新型在強化循環流動能力的同時,軸流式槳葉的剪切分散能力得到改善。鑒于過度分散乳化會影響分相性能,對徑流式槳葉的直徑進行了合理調整,從而實現功率消耗在兩種槳葉上的合理分配,滿足分散乳化而強化輸送,總體功耗狀況穩定。

需要說明的是,本實用新型的實施方式僅用以說明本實用新型的技術方案而非用于限制本實用新型。在閱讀了本實用新型的上述講授內容之后,本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改,這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

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