本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，本實(shí)用新型涉及一種強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器。

背景技術(shù)：

乳化(emulsification)是指將分散相以細(xì)小的液滴分散于連續(xù)相中的過(guò)程。乳狀液中被分散的一相稱(chēng)作分散相或內(nèi)相；另一相則稱(chēng)作分散介質(zhì)或外相。顯然，內(nèi)相是不連續(xù)相，外相是連續(xù)相。制備乳化液的機(jī)械設(shè)備被乳化機(jī)或乳化器。制備不同的乳化產(chǎn)物(乳化液)，需要采用不同的分散相和連續(xù)相，乳化設(shè)備和乳化條件也需要調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的乳化效果。

例如，一種典型的烷基化反應(yīng)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(yīng)。該硫酸烷基化反應(yīng)中，丁烯溶于濃硫酸中作為反應(yīng)體系的連續(xù)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(yīng)發(fā)生在兩相界面上。為了提高反應(yīng)效率，需要強(qiáng)化其傳質(zhì)面積，而將烷烴有效分散在濃硫酸連續(xù)相中是強(qiáng)化其傳質(zhì)的重要途徑之一。但因產(chǎn)物異辛烷及其相應(yīng)的異構(gòu)化產(chǎn)物在濃硫酸中的溶解度均較低，且為提高烯烴的轉(zhuǎn)化率采用了高的烷烯比而有大量未反應(yīng)的烷烴，因此烷烴和產(chǎn)物都需要盡快與催化劑濃硫酸分離，以提高生產(chǎn)效率。這就要求烷烴在濃硫酸中分散乳化無(wú)需均質(zhì)化，而是適宜可控的。

專(zhuān)利CN204107349U公開(kāi)了一種新型硅油乳化反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)安裝了錨槳、盤(pán)管和高剪切乳化機(jī)，通過(guò)加熱降低硅油粘度、在高速乳化機(jī)內(nèi)添加更多的槳葉并提高轉(zhuǎn)速等措施來(lái)提高產(chǎn)品乳化均勻性。專(zhuān)利CN204685014U公開(kāi)了一種高剪切乳化裝置，通過(guò)裝置夾套加熱后內(nèi)部多層鋸齒形圓盤(pán)高速剪切作用來(lái)強(qiáng)化乳化品質(zhì)。專(zhuān)利201410184576.8公開(kāi)了一種乳化攪拌裝置，通過(guò)多軸框式與葉式攪拌的配合促進(jìn)上下流動(dòng)混合以改善效果。專(zhuān)利CN201603524U公開(kāi)了一種乳化裝置，采用設(shè)有通孔的攪拌葉對(duì)物 料進(jìn)行循環(huán)乳化來(lái)改善乳化效果。專(zhuān)利204447838U公開(kāi)了一種硅油乳化裝置，采用電磁激勵(lì)驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)上的旋轉(zhuǎn)葉片實(shí)現(xiàn)了力度溫和的均勻攪拌。專(zhuān)利202446992U提供了一種硅油乳化攪拌裝置，以同軸固定的圓盤(pán)間的攪拌柱實(shí)現(xiàn)了混合力較小的乳化過(guò)程。專(zhuān)利102961987A提供了一種具有預(yù)混合的連續(xù)化高粘硅油乳化工藝及其設(shè)備，采用了包含預(yù)混合螺桿泵、靜態(tài)混合器、乳化攪拌釜等設(shè)備來(lái)獲得高粘硅油乳化產(chǎn)品，其乳化攪拌釜中使用的是不同葉片數(shù)量的斜葉槳。專(zhuān)利CN204247083U提供了一種乳化裝置，在乳化罐內(nèi)的乳化機(jī)轉(zhuǎn)軸上安裝有兩個(gè)反推輪，可以有效提高乳化能力，使乳化更徹底和更細(xì)膩。專(zhuān)利CN204582987U提供了一種乳化機(jī)，在攪拌軸上設(shè)有多個(gè)上下層疊的攪拌葉輪與定子配合，同時(shí)通過(guò)側(cè)部超聲波發(fā)生器和底部超聲波發(fā)生器使得介質(zhì)在機(jī)械乳化的基礎(chǔ)上可進(jìn)行超聲波乳化，乳化后的介質(zhì)直徑更小，乳化效果更佳。上述專(zhuān)利中，目標(biāo)產(chǎn)物為長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的乳液產(chǎn)品，沒(méi)有產(chǎn)物分相分離要求，且不含化學(xué)反應(yīng)，不適合作為存在化學(xué)反應(yīng)、應(yīng)用催化劑的反應(yīng)體系、例如硫酸催化的烷基化反應(yīng)體系的分散乳化。

專(zhuān)利CN104667856A、CN104549086A、CN104549115A、CN104549108A、CN104549116A、CN104549111A、CN104549110A、CN104549109A、CN104549087A、CN104549114A等在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置噴射混合構(gòu)件及在反應(yīng)器內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)床或內(nèi)外旋轉(zhuǎn)床，以實(shí)現(xiàn)催化劑與反應(yīng)物的分散混合。這類(lèi)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)反應(yīng)體系分散乳化的組件過(guò)多、安裝復(fù)雜，不便于裝備的高效制造。

專(zhuān)利CN200520078557.3公開(kāi)了一種臥式烷基化反應(yīng)器，采用螺旋槳將分散、混合與換熱整合在同一設(shè)備中同步實(shí)施，但對(duì)不互溶的液-液反應(yīng)體系的剪切分散、混合及流動(dòng)換熱能力考慮不充分。

專(zhuān)利CN103242895A公開(kāi)了一種碳4烷基化生產(chǎn)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(yīng)器中完成烷基化反應(yīng)。該專(zhuān)利方法保證了進(jìn)入反應(yīng)器的酸烴的乳化程度，但塔內(nèi)反應(yīng)過(guò)程中的乳液的界面更新取決于填料，其適時(shí)調(diào)控措施少。

專(zhuān)利CN203764234U公開(kāi)了一種烷基化反應(yīng)器，其反應(yīng)器包括了頂部的物料入口及分布混合段，中部的反應(yīng)段以及下部的產(chǎn)品分離段。物料分布混合段通過(guò)多管路分布器在無(wú)攪拌器的情況下達(dá)到物料均勻分布混合；在反應(yīng)段裝有填料，以增強(qiáng)傳質(zhì)效果促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。該反應(yīng)器可通過(guò)氣化移熱實(shí) 現(xiàn)直接冷卻。該反應(yīng)器的物料混合段中設(shè)置了過(guò)多的物料入口管路，其布置復(fù)雜、流動(dòng)阻力大，不利于制造、生產(chǎn)及維護(hù)。

專(zhuān)利CN102921368B公開(kāi)了一種臥式內(nèi)循環(huán)攪拌反應(yīng)器，以強(qiáng)剪切循環(huán)流槳葉、寬度漸變擋板等的組合作用實(shí)現(xiàn)物料的分散與循環(huán)流動(dòng)。該反應(yīng)器中的物料分散乳化及循環(huán)流動(dòng)動(dòng)力由同一槳葉提供，不利于乳化要求的調(diào)控，同時(shí)亦不利于傳質(zhì)傳熱的優(yōu)化。

因此，本領(lǐng)域還需要開(kāi)發(fā)在高密度粘性物料(如濃硫酸)中進(jìn)行低密度低粘性物料(如烴類(lèi)有機(jī)物)的分散乳化的升級(jí)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器。

在本實(shí)用新型的第一方面，提供一種強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器，所述的乳化器包括：殼體3；攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)1；攪拌軸2，其由攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)1驅(qū)動(dòng)；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(jìn)料管8；和出料口10。

在一個(gè)優(yōu)選例中，所述的強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)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(pán)管；物料排凈口7。

在另一優(yōu)選例中，所述的進(jìn)料管8上還包括循環(huán)進(jìn)料管9。

在另一優(yōu)選例中，所述的半管形換熱盤(pán)管的管內(nèi)裝有流動(dòng)的液相或可相變汽化的液相換熱介質(zhì)。

在另一優(yōu)選例中，所述的物料排凈口7也可作為進(jìn)料口。

在另一優(yōu)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(jié)構(gòu)。

在另一優(yōu)選例中，所述的筒體302是直筒體。

在另一優(yōu)選例中，所述的出料口10位于筒體302的側(cè)壁。

在另一優(yōu)選例中，所述的進(jìn)料管8和循環(huán)進(jìn)料管9位于下封頭303上。

在另一優(yōu)選例中，所述的物料排凈口7位于下封頭303上。

在另一優(yōu)選例中，所述的組分分布器6穿過(guò)殼體3進(jìn)入殼體內(nèi)。

在另一優(yōu)選例中，所述的換熱夾套5覆蓋于筒體302的側(cè)壁。

在另一優(yōu)選例中，所述的攪拌軸2穿過(guò)上封頭301，在下封頭303內(nèi)被定位。

在另一優(yōu)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(yōu)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(yōu)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(yōu)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(yōu)選0.3～1.0倍的位置。

在另一優(yōu)選例中，所述的徑流式槳葉202選自：直葉圓盤(pán)渦輪槳，對(duì)稱(chēng)凹葉圓盤(pán)渦輪槳，不對(duì)稱(chēng)凹葉圓盤(pán)渦輪槳，斜葉槳；較佳地是圓盤(pán)渦輪槳。

在另一優(yōu)選例中，所述的徑流式槳葉202是一個(gè)或多個(gè)；較佳地是1～5個(gè)，如2～3個(gè)；較佳地，所述的多個(gè)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(yōu)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(yōu)選0.47～0.54倍。

在另一優(yōu)選例中，所述的擋板4的數(shù)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(yōu)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(zhǎng)度與筒體302的直邊長(zhǎng)度相同；或所述的擋板4與筒體302的內(nèi)壁的離壁距離為擋板4寬度的1/12～1/8。

在另一優(yōu)選例中，所述的組分分布器6包括進(jìn)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(yōu)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(yōu)選例中，分布管602上分布的孔的孔徑為2～20mm。

本實(shí)用新型的其它方面由于本文的公開(kāi)內(nèi)容，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。

附圖說(shuō)明

圖1、本實(shí)用新型的一種強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖(俯視方向)。

圖3、攪拌軸安裝有多個(gè)徑流式槳葉的乳化器結(jié)構(gòu)示意圖(正視方向的剖面圖)。

圖4A-C、幾種徑流式槳葉結(jié)構(gòu)示意圖。圖4A為直葉圓盤(pán)渦輪槳，圖4B為對(duì)稱(chēng)凹葉圓盤(pán)渦輪槳，圖4C為斜葉槳。

圖5A-F、幾種軸流式槳葉結(jié)構(gòu)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(biāo)記分別為：

1：攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)；

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(jìn)料口；602：分布管；

7：物料排凈口(或進(jìn)料管)；

8：進(jìn)料管；

9：循環(huán)進(jìn)料管；

10：出料口。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入的研究，提供了一種強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器，通過(guò)徑流式攪拌槳葉與擋板的作用、以及通過(guò)在不同區(qū)域安裝軸流式槳葉強(qiáng)化體系流體的輸送及循環(huán)流動(dòng)能力，可實(shí)現(xiàn)在高密度粘性物料中進(jìn)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(shù)語(yǔ)

如本文所用，所述的“低密度低粘性物料”是指一類(lèi)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(lèi)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(xù)相”。

應(yīng)理解，“低密度低粘性物料”與“高密度粘性物料”是一種相對(duì)的概念，例如，若連續(xù)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(xù)相相對(duì)于分散相為“高密度粘性物料”。

強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器

本實(shí)用新型提供了一種強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器，所述的乳化器包括：殼體，攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)，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(jìn)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(gòu)成整體的殼體。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述的上封頭和下封頭為橢球型封頭結(jié)構(gòu)。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述的筒體是直筒體。

所述的攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于為攪拌軸的運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，具有適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)能力的電機(jī)均可應(yīng)用于本實(shí)用新型中。所述的攪拌軸穿過(guò)上封頭，在所述的筒體或所述的下封頭內(nèi)被定位。通常，所述的殼體的主體結(jié)構(gòu)是圓柱體形，而所述的攪拌軸被定位于殼體內(nèi)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(nèi)。作為本實(shí)用新型的優(yōu)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(yōu)選0.84～0.86倍。作為本實(shí)用新型的優(yōu)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(yōu)選0.9～1.4倍的位置。作為本實(shí)用新型的優(yōu)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(yōu)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(xiàn)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(nèi)、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(gè)或多個(gè)；較佳地是1～5個(gè)，如2～3個(gè)；較佳地，所述的多個(gè)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(yōu)選0.9～1.2倍。作為本實(shí)用新型的優(yōu)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(yōu)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(pán)渦輪槳，對(duì)稱(chēng)凹葉圓盤(pán)渦輪槳，不對(duì)稱(chēng)凹葉圓盤(pán)渦輪槳或斜葉槳；較佳地是圓盤(pán)渦輪槳。圖4A-C呈現(xiàn)了一些徑流式槳葉。

為了配合徑流式槳葉，本實(shí)用新型的筒體內(nèi)靠近內(nèi)側(cè)壁的位置還設(shè)置擋板，從而與徑流式槳葉共同作用，將分散相循環(huán)剪切分散并進(jìn)入連續(xù)相中。擋板的數(shù)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(nèi)靠近內(nèi)側(cè)壁的壁周。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述的擋板與筒體的內(nèi)壁的離壁距離為擋板寬度的1/12～1/8。作為本實(shí)用新型的優(yōu)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(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述的擋板的長(zhǎng)度與筒體的直邊長(zhǎng)度相同。

本實(shí)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(diào)整殼體內(nèi)的液體的溫度。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述換熱夾套包括半管形換熱盤(pán)管，其管內(nèi)裝有流動(dòng)的液相或可相變汽化的液相換熱介質(zhì)。

本實(shí)用新型所述的乳化器還包括組分分布器，其設(shè)置于筒體內(nèi)，其包括進(jìn)料口和分布管，所述的分布管上分布有孔。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，分布管上分布的孔的孔徑可以為2～20mm。作為本實(shí)用新型的優(yōu)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(huán) 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(shí)用新型的優(yōu)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(shí)用新型所述的乳化器還包括至少一個(gè)進(jìn)料管(進(jìn)料口)，至少一個(gè)出料管(出料口)。

所述的進(jìn)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(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述的進(jìn)料管垂直穿過(guò)所述下封頭壁；較佳地，所述進(jìn)料管上還設(shè)有循環(huán)進(jìn)料管。所述的循環(huán)進(jìn)料管是指乳化器內(nèi)的物質(zhì)可向另一功能性加工器械(如換熱器)循環(huán)物質(zhì)交流的管道。

所述的出料口(出料管)位于筒體的側(cè)壁，其用于將乳化產(chǎn)物輸出；作為本實(shí)用新型的優(yōu)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(shí)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(jié)束后，乳化器內(nèi)剩余的物料排出。所述的物料排凈口也可作為進(jìn)料口。

強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器的應(yīng)用

本實(shí)用新型還提供了所述的強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器的用途，用于進(jìn)行不互溶液體的乳化；較佳地，用于在高密度粘性物料中進(jìn)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(lèi)有機(jī)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(shí)用新型還提供了一種利用本實(shí)用新型的強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器進(jìn)行乳化的方法，包括：提供所述的強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器，通過(guò)進(jìn)料管或進(jìn)料口向筒體內(nèi)輸入連續(xù)相物料；通過(guò)組分分布器向筒體內(nèi)輸入分散相物料；開(kāi)啟攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)，分散相物料在徑流式槳葉與擋板 的共同作用下循環(huán)剪切分散、進(jìn)入由第二軸流式槳葉吸入輸送的連續(xù)相物料中、再被第一軸流式槳葉進(jìn)一步分散乳化后，由出料口流出乳化器，獲得乳化產(chǎn)物。

本實(shí)用新型的強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器運(yùn)行時(shí)，攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在100～800rpm范圍內(nèi)是合適的。當(dāng)然，根據(jù)待乳化的物料的種類(lèi)和體積的不同，攪拌的轉(zhuǎn)速可以調(diào)整為上述范圍以外的數(shù)值，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員易于做到的。

本實(shí)用新型的方法適用于在高密度粘性物料中進(jìn)行低密度低粘性物料的分散乳化。本實(shí)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(yīng)。

作為一種可實(shí)施方式，本實(shí)用新型的乳化器適用于以濃硫酸為連續(xù)相分散烴類(lèi)介質(zhì)的乳化器和乳化方法。濃硫酸是一種強(qiáng)酸性無(wú)機(jī)酸，常用作有機(jī)反應(yīng)的催化劑，如催化C3～C5烷烴與烯烴發(fā)生烷基化反應(yīng)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(biāo)車(chē)用燃料油的重要組分，對(duì)節(jié)能減排具有重要作用和意義。

典型的烷基化反應(yīng)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(yīng)。該硫酸烷基化反應(yīng)中，丁烯溶于濃硫酸中作為反應(yīng)體系的連續(xù)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(yīng)發(fā)生在兩相界面上。為了提高反應(yīng)效率，需要強(qiáng)化其傳質(zhì)面積，而將烷烴有效分散在濃硫酸連續(xù)相中是強(qiáng)化其傳質(zhì)的重要途徑之一。但因產(chǎn)物異辛烷及其相應(yīng)的異構(gòu)化產(chǎn)物在濃硫酸中的溶解度均較低，且為提高烯烴的轉(zhuǎn)化率采用了高的烷烯比而有大量未反應(yīng)的烷烴，因此烷烴和產(chǎn)物都需要盡快與催化劑濃硫酸分離，以提高生產(chǎn)效率。這就要求烷烴在濃硫酸中分散乳化無(wú)需均質(zhì)化，而是適宜可控的；本實(shí)用新型的裝置通過(guò)調(diào)節(jié)槳葉的結(jié)構(gòu)形式、直徑以及攪拌轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)槳葉對(duì)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(xù)過(guò)程中分散乳化體系分相前需要穩(wěn)定的時(shí)間相對(duì)應(yīng)。同時(shí)，濃硫酸催化丁烷與丁烯的烷基化反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，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(zhì)中的分散過(guò)程；本實(shí)用新型的強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器可以通過(guò)換熱夾套來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)控。

本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是：

(1)采用功率輸入能力強(qiáng)的徑流式槳葉，與安裝的擋板相配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的高效剪切分散并達(dá)到適宜的乳化程度；

(2)在分散乳化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)界面的高效更新，強(qiáng)化了傳質(zhì)效果，有利于提高反應(yīng)效率；

(3)在反應(yīng)器外壁面設(shè)置了半管形換熱夾套，提高了反應(yīng)熱的移熱效率；

(4)在乳化器的進(jìn)料與出料區(qū)段均設(shè)置了驅(qū)動(dòng)反應(yīng)體系流動(dòng)的軸流式槳葉，強(qiáng)化了乳化器中物料流體的循環(huán)輸送能力，同時(shí)亦強(qiáng)化了滿足烷基化反應(yīng)所需的物料循環(huán)內(nèi)外比的調(diào)控能力；

(5)攪拌槳葉直徑與轉(zhuǎn)速的合理設(shè)計(jì)，有利于調(diào)控乳化效果，強(qiáng)化流體輸送能力，使其既能滿足反應(yīng)傳質(zhì)面積要求，又能使產(chǎn)物和過(guò)量烷烴得到高效的分離，提高生產(chǎn)效率。

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。

實(shí)施例1、強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器

如圖1和圖3，強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)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(jié)構(gòu)。

筒體302為直筒體，其外壁上還設(shè)置換熱夾套5，該換熱夾套5包括半管形換熱盤(pán)管，管內(nèi)裝有流動(dòng)的液相或可相變汽化的液相換熱介質(zhì)。

攪拌軸2穿過(guò)上封頭301、筒體302，在所述的下封頭303內(nèi)被定位，攪拌軸2由攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)1驅(qū)動(dòng)。

攪拌軸2上，設(shè)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(pán)渦輪槳，其直徑為筒體302直徑的0.48倍。

筒體302內(nèi)包括組分分布器6，其穿過(guò)殼體壁進(jìn)入到筒體302內(nèi)。組分分布器6是圓管型分布器，如圖2，包括進(jìn)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(nèi)設(shè)置擋板4，擋板4均勻排布于筒體302的靠近內(nèi)壁的位置，離壁距離為擋板4寬度的1/10，安裝的數(shù)量是6片。擋板4的長(zhǎng)度與筒體302的直邊長(zhǎng)度相同，寬度為筒體302的直徑的1/11。

殼體3上還設(shè)置多個(gè)物料出入口，包括進(jìn)料管8，出料口10，物料排凈口7。進(jìn)料管8上還設(shè)有循環(huán)進(jìn)料管9。出料口10位于筒體302的側(cè)壁。進(jìn)料管8位于下封頭303上。物料排凈口7位于下封頭303上。

實(shí)施例2、強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化方法

1、乳化步驟

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

對(duì)模擬介質(zhì)，利用實(shí)施例1所述的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器進(jìn)行機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化，步驟如下：

在實(shí)施例1所述的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器中，通過(guò)進(jìn)料管8向殼體3內(nèi)連續(xù)地輸入連續(xù)相物料，待連續(xù)相物料浸沒(méi)徑流式槳葉202后，開(kāi)啟攪拌驅(qū)動(dòng)電機(jī)1，轉(zhuǎn)速為500rpm；然后通過(guò)組分分布器6向筒體302內(nèi)連續(xù)地輸入分散相物料(輸入體積流量比為：連續(xù)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(huán)剪切分散、進(jìn)入由第二軸流式槳葉203吸入輸送的連續(xù)相物料中、再被第一軸流式槳葉201進(jìn)一步分散乳化后經(jīng)出料口10流出乳化器(本例采用了模擬介質(zhì)模擬乳化， 不產(chǎn)生放熱；當(dāng)進(jìn)行熱量變化的反應(yīng)如烷基化反應(yīng)時(shí)，從出料口10連續(xù)流出的乳化液經(jīng)換熱器進(jìn)行溫度調(diào)整，使溫度控制在合適范圍內(nèi)，循環(huán)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(jié)束后，可開(kāi)啟物料排凈口7，將剩余的物料排出乳化器。

2、乳化結(jié)果

(1)乳化程度考察

采用如上的方法進(jìn)行乳化，考察乳液分相50％所用的時(shí)間。經(jīng)測(cè)定，乳液分相50％時(shí)需要的時(shí)間為40～70min。

可見(jiàn)，本實(shí)用新型的強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器中，采用功率輸入能力強(qiáng)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(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的高效剪切分散并達(dá)到適宜的乳化程度。

(2)乳化效率考察

采用如上的方法進(jìn)行乳化，獲得的乳化液考察分散相的液滴直徑。經(jīng)測(cè)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(yīng)效率。

可見(jiàn)，本實(shí)用新型的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器在分散乳化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)界面的高效更新，強(qiáng)化了傳質(zhì)效果。

(3)物料循環(huán)參數(shù)考察

在乳化過(guò)程中，測(cè)定物料循環(huán)參數(shù)。經(jīng)測(cè)定，以軸流式槳葉直徑計(jì)算的循環(huán)流量數(shù)大于0.79。

可見(jiàn)，本實(shí)用新型的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器設(shè)置了驅(qū)動(dòng)反應(yīng)體系流動(dòng)的軸流式槳葉，強(qiáng)化了乳化器中物料流體的循環(huán)輸送能力，可以滿足烷基化反應(yīng)所需的物料循環(huán)內(nèi)外比的調(diào)控能力。

(4)分散乳化體系的單位體積攪拌功率消耗

經(jīng)測(cè)定，分散乳化體系的單位體積功率消耗在3～10kw/m³范圍內(nèi)?？梢?jiàn)，本實(shí)用新型的強(qiáng)化輸送的機(jī)械攪拌式連續(xù)乳化器具有很高的生產(chǎn)效率。

綜上可見(jiàn)，本實(shí)用新型在強(qiáng)化循環(huán)流動(dòng)能力的同時(shí)，軸流式槳葉的剪切分散能力得到改善。鑒于過(guò)度分散乳化會(huì)影響分相性能，對(duì)徑流式槳葉的直徑進(jìn)行了合理調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)功率消耗在兩種槳葉上的合理分配，滿足分散乳化而強(qiáng)化輸送，總體功耗狀況穩(wěn)定。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的實(shí)施方式僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非用于限制本實(shí)用新型。在閱讀了本實(shí)用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。