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一种快速混合反应器及其应用权利要求

2022/07/15144 作者:佚名
导读:1.一种快速混合反应器,包括以下构件:第一进料通道壳体、反应器壳体、第二进料通道、空心叶轮物料分布器、转动轴、第一进料分布器;其中,所述第一进料通道壳体和反应器壳体同轴设置,且通过设置于第一进料通道壳体末端的第一进料分布器与反应器壳体内的反应空间相连通;所述第二进料通道、空心叶轮物料分布器和转动轴沿所述反应器的中心轴线设置,所述空心叶轮物料分布器位于反应器壳体内,并可在转动轴的带动下在反应器壳体内

1.一种快速混合反应器,包括以下构件:第一进料通道壳体、反应器壳体、第二进料通道、空心叶轮物料分布器、转动轴、第一进料分布器;其中,所述第一进料通道壳体和反应器壳体同轴设置,且通过设置于第一进料通道壳体末端的第一进料分布器与反应器壳体内的反应空间相连通;所述第二进料通道、空心叶轮物料分布器和转动轴沿所述反应器的中心轴线设置,所述空心叶轮物料分布器位于反应器壳体内,并可在转动轴的带动下在反应器壳体内转动,所述第二进料通道与空心叶轮物料分布器内的物料通道相连通;所述第一进料通道壳体上设有至少一个第一进料口;所述反应器壳体的末端设有至少一个反应液出口;第一进料分布器上和空心叶轮物料分布器上分别设有第一进料喷射口和第二进料喷射口;在所述空心叶轮物料分布器下游的反应器壳体内壁上设置有环状的向内凸出的反应通道调整块。

2.按照权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述第二进料通道、空心叶轮物料分布器和转动轴沿所述反应器的中心轴线依次固定连接。

3.按照权利要求2所述的反应器,其特征在于,在所述空心叶轮物料分布器与所述第二进料通道的连接处设置能够彼此贴合的动密封环和静密封环;所述动密封环设置在空心叶轮物料分布器上,而所述静密封环设置在第二进料通道的末端,所述静密封环的一侧与空心叶轮物料分布器上的动密封环贴合,其另一侧由内而外地分别通过膨胀节和弹簧固定在第一进料分布器上。

4.按照权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述第二进料通道设置于转动轴内部,并与所述空心叶轮物料分布器固定连接并相连通。

5.按照权利要求1-4中任意一项所述的反应器,其特征在于,所述第二进料喷射口设置于空心叶轮物料分布器的侧面,或设置于空心叶轮物料分布器的最外缘,或设置于从空心叶轮物料分布器上引出的垂直于叶轮盘的通道上。

6.按照权利要求5所述的反应器,其特征在于,所述空心叶轮物料分布器上的第二进料喷射口的形状选自:圆形、三角形、菱形、梯形、多边形、椭圆形、正方形、长方形中的任意一种或多种。

7.按照权利要求6所述的反应器,其特征在于,所述空心叶轮物料分布器上的第二进料喷射口的形状为圆形或长方形。

8.按照权利要求1或7所述的反应器,其特征在于,所述第一进料喷射口为环隙状或均匀分布的多个开孔;当所述第一进料喷射口为环隙状时,所述环隙状的第一进料喷射口为与第一进料分布器同圆心设置的多个内径相同和/或不同的圆弧状缝隙,且所述圆弧状缝隙彼此间隔设置;当所述第一进料喷射口为均匀分布的多个开孔时,所述开孔的形状选自:圆形、三角形、菱形、梯形、多边形、椭圆形、正方形和长方形中的任意一种或多种。

9.按照权利要求8所述的反应器,其特征在于,当所述第一进料喷射口为均匀分布的多个开孔时,所述开孔的形状为圆形。

10.按照权利要求1所述的反应器,其特征在于,所述转动轴上垂直设置至少一级搅拌桨叶,且所述搅拌桨叶包括至少2片搅拌叶片。

11.按照权利要求10所述的反应器,其特征在于,所述转动轴上垂直设置一级搅拌桨叶,且所述搅拌桨叶和所述反应通道调整块设置在垂直于反应器中心轴线的同一截面上。

12.按照权利要求11所述的反应器,其特征在于,所述反应器还包括设置在反应器壳体末端的转动电机连接件。

13.一种采用权利要求1-12中任一项所述的反应器由具有通式(I)的胺制备如通式(II)所示的脂肪族、脂环族或芳香族异氰酸酯的方法,R(NH2)n(I)R(NCO)n(II)其中,R为脂肪族、脂环族或芳香族烃基,n=1或n≥2,所述方法包括以下步骤:(a)光气溶液通过第一进料口进入所述快速混合反应器的第一进料通道中,然后经过第一进料分布器进入反应器壳体内;(b)具有通式(I)的胺的有机溶液由第二进料通道引入,经旋转的空心叶轮物料分布器进入反应器壳体内;(c)经步骤(a)引入的光气溶液与经步骤(b)引入的胺溶液在反应器壳体内快速混合并反应,所生成的反应液经反应液出口排出。

14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述光气溶液为纯光气或光气溶解在惰性有机溶剂中所形成的浓度为30-100质量百分比的光气溶液。

15.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述胺的有机溶液为将通式(I)所示的胺溶解在惰性有机溶剂中所形成的浓度为10-60质量百分比的胺溶液。

16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述胺的有机溶液为将通式(I)所示的胺溶解在惰性有机溶剂中所形成的浓度为20-50质量百分比的胺溶液。

17.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述通式(I)和(II)中的R为C2-C50烃基、脂环族C2-C50烃基或芳香族C6-C50烃基;所述通式(I)和(II)中的n=2-4。

18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述通式(I)和(II)中的R为C4-C30烃基、脂环族C4-C30烃基或芳香族C6-C30烃基。

19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述通式(I)和(II)中的R为C5-C18烃基、脂环族C5-C18烃基或芳香族C6-C20烃基。

20.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,通式(I)所示的胺选自以下化合物中的任意一种:甲苯二胺、4,4′-二氨基二苯基甲烷、多亚甲基多苯基多胺、异佛尔酮二胺、己二胺、环己二胺、萘二胺、对苯二胺、苯二亚甲基二胺、环己烷二亚甲基二胺、三甲基-1,6-六亚甲基二胺、四甲基间苯二亚甲基二胺、二甲基联苯二胺或甲基环己基二胺。

21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,通式(I)所示的胺为甲苯二胺。

22.根据权利要求13-21中任一项所述的方法,其特征在于,所述溶解光气和胺的惰性有机溶剂相同或不同,所述惰性有机溶剂选自:苯、甲苯、氯苯、邻二氯苯、对二氯苯、一氯联苯、对苯二甲酸二烷基酯或邻苯二甲酸二乙酯中的一种或多种。

23.一种采用权利要求1-12中任一项所述的反应器由苯胺制备多亚甲基多苯基多胺的方法,所述方法包括以下步骤:

(a)苯胺盐酸盐和循环液的混合液通过第一进料口进入所述快速混合反应器的第一进料通道中,然后经过第一进料分布器进入反应器壳体内;

(b)甲醛溶液由第二进料通道引入,经旋转的空心叶轮物料分布器进入反应器壳体内;

(c)苯胺盐酸盐和循环液的混合液与甲醛溶液在反应器壳体内进行快速混合并发生预缩合反应,然后进入搅拌釜继续进行预缩合反应得到缩合液,再经升温、分子重排反应、中和、水洗以及精制后,得到多亚甲基多苯基多胺。

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