專利名稱：混合器噴嘴、用于混合兩種或更多種流體的方法和制備異氰酸酯的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于混合流體特別是胺和光氣的新型裝置，以及一種混合胺和光氣以制備氨基甲酰氯和異氰酸酯的工藝。
背景技術(shù)：
很多文獻(xiàn)都公開了用于混合流體特別是反應(yīng)流體的噴嘴。具體例如在光氣化反應(yīng)中，快速混合就是一個關(guān)鍵參數(shù)。因此，已經(jīng)提出了很多有關(guān)此類噴嘴的設(shè)計，其中絕大多數(shù)設(shè)計都具有可以撞擊或不撞擊的同軸射流。
WO-A-2004004878公開了這樣一種用于實(shí)施光氣化反應(yīng)的射流混合器噴嘴，其包括(a)包括具有收斂的、漸縮的第一噴嘴尖端的第一流動管道的第一噴嘴，該第一噴嘴尖端具有第一排放口；(b)包括具有收斂的、漸縮的第二噴嘴尖端的第二流動管道的第二噴嘴，該第二噴嘴尖端具有第二排放口，其中第二噴嘴圍繞第一噴嘴同軸布置且第二排放口與第一排放口大體上同軸排列，第二流室被限定在第二噴嘴與第一噴嘴之間；和(c)同軸布置在第一噴嘴內(nèi)部且具有突起部的中央本體，該突起部軸向突出超出并穿過第一排放口，第一流室被限定在第一噴嘴與中央本體之間；其中在所述裝置的操作過程中，在第一流室中流動并通過第一排放口流出的第一流體形成圍繞所述突起部分散開的第一環(huán)形流體射流；并且在第二流室中流動的第二流體在第二排放口處形成第二環(huán)形流體射流，該第二環(huán)形流體射流撞擊第一環(huán)形流體射流，因而得以混合第一和第二流體。
被公開的該混合裝置(及相關(guān)工藝)具有多種可能的形狀；一個特別要提到的形狀是矩形。
該文獻(xiàn)中的發(fā)明顯示的是沿軸向突起超出并穿過第一排放口的中央本體的應(yīng)用。所述中央本體使得該裝置盡可能地具有細(xì)小的開口和室，以在設(shè)備的出口處提供相當(dāng)好的混合。
然而，這樣的混合裝置存在許多缺點(diǎn)，特別是在突出部分尖端上形成可能的固體沉積物(如結(jié)垢)，而在沒有關(guān)閉所述裝置的情況下是無法對其進(jìn)行清潔的。同時，該混合設(shè)備需要一個具有高精度的中央本體，即需制造的額外部件，由此使得制造成本缺少吸引力。
因此，需要一種允許在操作時進(jìn)行清潔且仍然具有細(xì)小的室用于提供細(xì)小的撞擊流的混合設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于混合至少第一和第二流體的裝置，所述裝置包括(a)包括具有收斂的、漸縮的第一噴嘴尖端的第一流動管道的第一噴嘴，該第一噴嘴尖端具有第一排放口；(b)包括具有收斂的、漸縮的第二噴嘴尖端的第二流動管道的第二噴嘴，該第二噴嘴尖端具有第二排放口，其中第二噴嘴圍繞第一噴嘴同軸布置且第二排放口與第一排放口大體上同軸排列，第二流室被限定在第二噴嘴與第一噴嘴之間；和可選地同軸布置在第一噴嘴內(nèi)部且不具有軸向突出超出并穿過該第一排放口的突起部的中央本體；其中所述漸縮的第一噴嘴尖端和所述漸縮的第二噴嘴尖端具有大體呈矩形的橫截面形狀；其中在所述裝置的操作過程中，在第一流室中流動并通過第一排放口流出的第一流體形成第一流體射流，并且在第二流室中流動的第二流體在第二排放口處形成第二流體射流，該第二流體射流撞擊第一流體射流，因而得以混合第一和第二流體。
本發(fā)明的另一個目的還在于提供一種用于混合至少第一和第二流體的工藝，所述工藝包括以下步驟(a)在第一軸向排放位置處形成包含第一流體的第一矩形流體射流；(b)在第二軸向排放位置處形成包含第二流體且圍繞第一矩形流體射流并與其同軸的第二矩形流體射流，從而使得第二矩形流體射流撞擊第一矩形流體射流，由此得以混合第一和第二流體。
本發(fā)明的工藝特別適用于異氰酸酯的制備。


圖1為本發(fā)明的一個具體實(shí)施方式
的橫截面視圖；圖2為圖1中所示出的具體實(shí)施方式
的放大視圖；圖3為本發(fā)明的另一個具體實(shí)施方式
的放大視圖；
圖4為本發(fā)明的另一個具體實(shí)施方式
的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
其它的目的、特征及有益效果在參考下面的說明書后會更為明顯。
本發(fā)明是基于在下文被稱作縫式噴嘴的矩形噴嘴的應(yīng)用。特殊的幾何形狀允許進(jìn)行細(xì)小的流動，而同時也避免存在中央突出元件。
如圖1所示，圖中示出了一個用于混合兩種流體的同軸撞擊射流混合器噴嘴組件100。同軸撞擊射流混合器噴嘴組件100包括同軸布置在外部流動管道101和外部流動管道噴嘴尖端105內(nèi)部的內(nèi)部流動管道102和內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104。流室120被定義為內(nèi)部流動管道102和內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104內(nèi)部的矩形空間。流室120具有兩個端部，即供給端130和排放端110。流室120的排放端110由內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104的排放端形成，并且含有一個排放口，其寬度和長度將在下面進(jìn)行限定。流室121以外部流動管道101和內(nèi)部流動管道102之間的矩形空間為始，延續(xù)成為外部流動管道噴嘴尖端105和內(nèi)部流動管道102之間的矩形空間，并進(jìn)一步延續(xù)成為外部流動管道噴嘴尖端105和內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104之間的矩形空間。流室121具有兩個端部，即供給端131和排放端132。流室121的排放端132由外部流動管道噴嘴尖端105的排放端形成。流室121的排放端132的寬度和長度將在下面進(jìn)行限定。第一流體流經(jīng)流室120，在排放端110處作為矩形射流103排放。射流103的尺寸大體與噴嘴尖端104的排放口的尺寸相同。第二流體流經(jīng)流室121，在排放端132處作為矩形射流106(其尺寸大體與噴嘴尖端105的排放口的尺寸相同)排放。兩股同軸射流103和106在排出噴嘴尖端104和105時碰撞混合，形成組合射流107。用于進(jìn)行混合的主驅(qū)動力是射流103和106的動能。通過噴嘴104和105的相關(guān)設(shè)計選擇流體的速度。噴嘴尖端104和105漸縮的角度可以變化，如從30°到60°，優(yōu)選從40°到50°，特別為約45°。
因此，本發(fā)明的噴嘴組件提供了一種用于混合至少第一和第二流體的裝置，該裝置包括用于形成包括第一流體的第一矩形流體射流103的第一噴嘴組件裝置，和用于形成圍繞第一矩形流體射流103并與其同軸的第二矩形流體射流106的第二噴嘴組件裝置，第二矩形流體射流包括第二流體，從而使得第二矩形流體射流106撞擊第一矩形流體射流103，因而得以混合第一和第二流體。
如果需要的話，也可以提供更多用于其它流體的管道。
圖2示出了圖1中所示的噴嘴尖端的縱向橫截面放大視圖。這里，選擇不同的間隙(如寬度和長度)以提供所需的速度。射流103的(表觀)速度典型地為5-90英尺/秒，優(yōu)選為10-40英尺/秒。射流106的(表觀)速度典型地為5-70英尺/秒，優(yōu)選為10-40英尺/秒。在圖2中標(biāo)識為z的位于噴嘴尖端104與噴嘴尖端105之間的間隙典型地為0.03″-0.2″，優(yōu)選為0.05″-0.15″。在圖2中標(biāo)識為y的排放端110的間隙(即其寬度)典型地為0.05″-0.2″，優(yōu)選為0.05″-0.1″。在圖2中標(biāo)識為x的排放端132的間隙(即寬度D)典型地為0.2″-0.4″，優(yōu)選為0.2″-0.3″。排放端132典型地具有長度L，從而使得比率L/D為20-200，優(yōu)選為60-150。排放端110的長度與排放端132的長度大體相等(減去大體上兩倍的間隙z的值)。間隙x和y是這樣的，使得y可以小于x，或者y大于或等于x。第一種實(shí)施方式是優(yōu)選的。
在一個具體實(shí)施方式
中，收斂的漸縮的第一排放端的一部分突出超出第二排放端。在另一個具體實(shí)施方式
中，第一排放口軸向鄰近第二排放口，使得第一噴嘴尖端大體上沒有突出超過第二排放口，而且第二噴嘴尖端大體上沒有突出超過第一排放口。
圖3示出了本發(fā)明另一具體實(shí)施方式
的放大視圖，在該具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明還包括一個在正常操作條件下不突出的中央本體201。在正常操作中，中央本體大體上不會干擾流體的流動。通常，中央本體201相對于噴嘴105處于固定位置，而噴嘴104可沿軸向進(jìn)行移動。中央本體201具有一個尖端202，其外徑與間隙y大體相等，以致于當(dāng)噴嘴104收回到上部位置(圖3中以虛線表示)時，尖端202將突出穿過排放口110，由此刮除可能在排放口110處已形成的任何沉積物。相反地，噴嘴104可降低以緊緊地配合噴嘴105，因而可壓碎可能在排放室121的排放口132附近已形成的任何沉積物。也可以預(yù)見一個可移動的中央本體201，如下圖4中所示。中央本體201也可能具有分階段的尖端，具有用于調(diào)節(jié)目的(如下所示)的第一外寬小于間隙y的第一部分，和鄰近第一部分的第二部分，所述第二部分的第二外徑大體上等于y以用于上述的清潔目的。
圖4示出了本發(fā)明的一個具體實(shí)施方式
的噴嘴組件的縱向橫截面。使用相同的標(biāo)記表示在前圖中已進(jìn)行標(biāo)注的部件。撞擊射流混合器噴嘴組件100包括非突出的中央本體201，用于調(diào)節(jié)中央本體201軸向位置的機(jī)械裝置，用于調(diào)節(jié)內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104軸向位置的機(jī)械裝置，向內(nèi)部和外部噴嘴尖端104和105提供流體的流動管道370和371，用于防止流體發(fā)生泄漏的機(jī)械密封件340和341。撞擊射流混合器組件100包括星形輪組件304和305。每個星形輪組件包括帶由輻射臂的轂。星形輪組件304和305的輻射臂的遠(yuǎn)端被附在內(nèi)部流動管道102的內(nèi)部上。外部軸330配合穿過星形輪組件304的轂。外部軸330和星形輪組件304的轂具有匹配的螺紋表面。外部軸330的螺紋部分延伸超過星形輪組件304的轂以允許星形輪組件304沿外部軸330有足夠的移動行程。內(nèi)部軸331配合穿過星形輪組件305的轂。內(nèi)部軸331和星形輪組件305的轂具有匹配的螺紋表面。內(nèi)部軸331的螺紋部分延伸超過星形輪組件305的轂以允許星形輪組件305沿外部軸331有足夠的移動行程。在撞擊射流混合器組件100中存在兩個流室。流室370的上游側(cè)以典型圓形入口噴嘴301定義的內(nèi)部空間為始，圓形入口噴嘴提供更容易和更簡化的連接以使流體供應(yīng)管道系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化。流室370延續(xù)進(jìn)入內(nèi)部流動管道102和外部軸330之間的空間，接著延續(xù)進(jìn)入膨脹節(jié)303和外部軸330之間的空間，進(jìn)而延續(xù)進(jìn)入包括星形輪組件304上的開口的內(nèi)部流動管道102和外部軸330之間的空間，再延續(xù)進(jìn)入包括星形輪組件305上的開口的內(nèi)部流動管道102和內(nèi)部軸331之間的空間，再延續(xù)進(jìn)入內(nèi)部流動管道102和中央本體201之間的空間，然后延續(xù)直到流動管道噴嘴尖端104以形成排放端110。流室371的上游側(cè)以典型圓形入口噴嘴310定義的內(nèi)部空間為始，流室371延續(xù)進(jìn)入外部流動管道311和內(nèi)部流動管道302之間的空間，接著延續(xù)進(jìn)入外部流動管道101和內(nèi)部流動管道102之間的空間，接著延續(xù)進(jìn)入外部流動管道101和膨脹節(jié)303之間的空間，再延續(xù)進(jìn)入外部流動管道101和內(nèi)部流動管道102之間的空間，進(jìn)而延續(xù)進(jìn)入外部流動管道噴嘴尖端105和內(nèi)部流動管道102之間的空間，然后延續(xù)進(jìn)入外部流動管道噴嘴尖端105和內(nèi)部流動通道噴嘴尖端104之間的空間以形成排放端132。
在另一個優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中，中央本體201是不可移動的。在該具體實(shí)施方式
中，上文和下文引用的用于移動中央本體201的元件將不再出現(xiàn)。
兩種流體在射流混合器組件100中進(jìn)行混合。第一流體流經(jīng)流室370并作為內(nèi)部矩形射流103排出，第二流體流經(jīng)流室371并作為外部矩形射流106從噴嘴中排出。兩股射流在從噴嘴尖端104和105排出時進(jìn)行碰撞混合，混合流形成流體射流107。
撞擊射流混合器組件100同樣提供對內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104和可選的中央本體201的軸向位置的調(diào)節(jié)。噴嘴尖端104相對于噴嘴尖端105的軸向移動可通過旋轉(zhuǎn)手輪321，該手輪在使外部軸330旋轉(zhuǎn)，而實(shí)現(xiàn)。外部軸330的軸向位置通過止推軸承組件322進(jìn)行固定。當(dāng)外部軸330進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時，其在星形輪組件304上產(chǎn)生了軸向作用力，并軸向移動內(nèi)部流動管道102和內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104。內(nèi)部流動管道102和內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104的軸向移動能力由膨脹節(jié)303提供，當(dāng)內(nèi)部流動管道102和內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104沿其軸向路徑進(jìn)行移動時，膨脹節(jié)303壓縮或膨脹。其凈結(jié)果是，轉(zhuǎn)動手輪321能夠在線調(diào)整內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104與外部流動管道噴嘴尖端105的相對軸向位置。當(dāng)內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104相對于外部流動管道噴嘴尖端105的軸向位置被調(diào)節(jié)時，元件104和105之間用于流動的橫截面面積(即間隙z)也得到調(diào)節(jié)，從而改變撞擊外部矩形射流106的厚度。同樣，當(dāng)內(nèi)部流動管道102和內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104沿其軸向路徑向收回位置移動時，可實(shí)現(xiàn)上述的清潔操作。
在中央本體為可移動的具體實(shí)施方式
中，中央本體201相對于內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104的軸向移動可通過連接到手輪320上的機(jī)械聯(lián)動裝置而得以實(shí)現(xiàn)。手輪320被附在可自由軸向移動的內(nèi)部軸331上。當(dāng)手輪320進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)部軸331旋轉(zhuǎn)。當(dāng)內(nèi)部軸331旋轉(zhuǎn)時，星形輪組件305在內(nèi)部軸331上產(chǎn)生軸向作用力。因此，手輪320的轉(zhuǎn)動引起內(nèi)部軸331軸向移動。中央本體201被附在內(nèi)部軸331上。其凈結(jié)果是，中央本體201的軸向位置可通過旋轉(zhuǎn)手輪320進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)中央本體201相對于內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104的軸向位置得到調(diào)節(jié)時，實(shí)現(xiàn)上述的清潔操作也是可能的。
撞擊射流混合器組件100包括多套法蘭以便于進(jìn)行組裝、維修和改造。附圖標(biāo)號350、351、352和353都指這樣的法蘭。法蘭360被包括在內(nèi)用于將混合器裝配到反應(yīng)容器上。附圖標(biāo)號340和341指機(jī)械密封組件，其提供圍繞旋轉(zhuǎn)軸330和331的密封以防止任何一種流體產(chǎn)生泄漏。
撞擊射流混合器組件100還可包括位于內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104和外部流動管道噴嘴尖端105之間、以及位于中央本體201和內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104之間的密封表面。如果需要的話，這些表面也可以采用傳統(tǒng)的表面處理方法如涂覆、拋光、添加脊或槽進(jìn)行處理和/或磨光。
本發(fā)明提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的噴嘴組件的多個有益效果。一個有益效果是，待混合的內(nèi)部射流流股的厚度減小，而沒有借助于突出的中央本體，以及相關(guān)的成本與缺陷減少。噴嘴的特定幾何形狀不需要其它表面的碰撞，這避免了產(chǎn)生侵蝕和昂貴的校準(zhǔn)。噴嘴組件制造和安裝簡單。脫機(jī)預(yù)測是有效的，因此設(shè)備的在線調(diào)校得以最小化。另一個有益效果是，噴嘴組件易于進(jìn)行拆卸，允許快速小修。另外一個有益效果是，沒有連續(xù)的移動或旋轉(zhuǎn)部分，因而避免了系統(tǒng)的任何機(jī)械磨損。
帶有可移動部分的具體實(shí)施方式
的一個有益效果是，用于外部射流流股(也可能是內(nèi)部射流流股)流動的縱向橫截面面積的在線調(diào)節(jié)能力。在線調(diào)節(jié)能力表示在沒有對正在進(jìn)行的過程進(jìn)行不正當(dāng)干擾下進(jìn)行調(diào)節(jié)的能力。在商業(yè)規(guī)模過程中，在線調(diào)節(jié)能力允許經(jīng)常調(diào)節(jié)噴嘴，以在噴嘴排放點(diǎn)處獲得最大的壓降，從而使混合能量和混合性能最大化，同時允許所需要的流動經(jīng)過。另一個有益效果是商業(yè)性加工中的改進(jìn)的調(diào)節(jié)(turn-down)能力。固定的混合器噴嘴組件趨向于在限定范圍內(nèi)進(jìn)行最佳的操作。本發(fā)明的一個具體實(shí)施方式
的調(diào)節(jié)能力對某些過程允許更寬范圍的運(yùn)行速率。另一個有益效果是，在安裝噴嘴組件的條件下，通過其完整行程沖擊相對于中央本體201的內(nèi)部噴嘴的能力。大規(guī)?；旌掀鹘M件會被碎屑或固體沉積物堵塞。沖擊靠近中央本體201的內(nèi)部噴嘴可刮除存放在內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104內(nèi)部管口的碎屑或沉積物。在排放端110進(jìn)行清潔為目的的沖擊相對于中央本體的內(nèi)部噴嘴的能力通常優(yōu)選的是，選擇關(guān)閉過程以從設(shè)備上移除噴嘴組件并用一個清潔的、未堵塞的噴嘴組件來代替。另外一個有益效果是，在安裝噴嘴組件下，通過其朝著噴嘴尖端105方向的完整行程，沖擊內(nèi)部流動通道噴嘴尖端104。正如已經(jīng)指出的，大規(guī)?；旌掀鹘M件會被碎屑或固體沉積物堵塞。沖擊靠近噴嘴尖端105的內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104，能夠壓碎存放在內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104和外部流動管道噴嘴尖端105之間的某些類型的碎屑或沉積物。收回內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104開口可允許存放在內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104和外部流動管道噴嘴尖端105之間的碎屑或沉積物通過。沖擊內(nèi)部流動管道噴嘴尖端104以清除外部流體排放端132的排放端處的堵塞物的能力通常優(yōu)選選擇關(guān)閉過程以從設(shè)備上移除噴嘴組件并用一個清潔的、未堵塞的噴嘴組件來代替。
本發(fā)明特別適用于非?？焖俚幕瘜W(xué)反應(yīng)，在所述反應(yīng)中，快速混合是決定性的。因此，本發(fā)明可作為用于制備異氰酸酯的預(yù)光氣化反應(yīng)器。在這個具體實(shí)施方式
中，流經(jīng)內(nèi)部通道的流體主要是胺，所述胺可選地溶解在溶劑中。在這個具體實(shí)施方式
中，流經(jīng)外部通道的流體是光氣，所述光氣可選地溶解在溶劑中。因此本發(fā)明適用于不同異氰酸酯的制備，如可選自芳香族、脂肪族、環(huán)脂族和芳脂族(araliphatic)聚異氰酸酯。
噴嘴組件使得副反應(yīng)最小化，這在處理量、混合強(qiáng)度、產(chǎn)量和顏色方面是有益的。如在已公知的技術(shù)中，分別循環(huán)溶劑、光氣和異氰酸酯的溶液或者相互結(jié)合返回到光氣流中是可能的。在一個具體實(shí)施方式
中，優(yōu)選不循環(huán)該溶液。
具體制備的是芳香族聚異氰酸酯，如二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)(如它的2，4′-，2，2′-和4，4′-異構(gòu)體形式和其混合物)，和二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)和本領(lǐng)域已公知為“天然”的低聚物或異氰酸酯官能度大于2的聚合的MDI(聚亞甲基聚亞苯基聚異氰酸酯)的混合物，甲苯二異氰酸酯(TDI)(如它的2，4-和2，6-異構(gòu)體形式和其混合物)，1，5-萘二異氰酸酯和1，4-二異氰酸根合苯(PPDI)。能夠獲得的其它有機(jī)聚異氰酸酯包括脂族二異氰酸酯，如異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，1，6-二異氰酸根合己烷和4，4′-二異氰酸根合雙環(huán)己基甲烷(HMDI)。其它可生產(chǎn)的異氰酸酯還有二甲苯二異氰酸酯，苯基異氰酸酯。
如果需要，本發(fā)明的噴嘴組件的幾何形狀可適應(yīng)于要制備的特定的異氰酸酯。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可通過常規(guī)的實(shí)驗(yàn)確定間隙和長度以及操作條件的最佳值。
本發(fā)明的噴嘴組件可用于經(jīng)典的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器(具有或沒有擋板)。噴嘴組件可位于蒸汽域或被浸沒。本發(fā)明的噴嘴組件可以最小的改造用在所有的已有設(shè)備中，因而節(jié)省了成本。本發(fā)明的噴嘴組件也可用在任何類型的反應(yīng)器中；例如，噴嘴組件可裝配在裝備有葉輪和擋板的旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器的底部，或者噴嘴組件可作為注射裝置用在轉(zhuǎn)子/定子型反應(yīng)器上。
典型的過程條件，光氣胺的摩爾比通常過量，范圍為從1.1∶1到10∶1，優(yōu)選從1.5∶1到5∶1。通常使用溶劑用于胺和光氣。典型的溶劑為氯代芳基化合物和烷基芳基化合物如單氯苯(MCB)，鄰-二氯苯和對-二氯苯，三氯苯和相應(yīng)的甲苯，二甲苯，甲基苯，萘，以及本領(lǐng)域已公知的其它溶劑如甲苯，二甲苯，硝基苯，酮和酯。胺混合強(qiáng)度為5-40wt％，光氣濃度可為40-100wt％。胺流的溫度通常為40℃-80℃，而光氣流的溫度通常為-20℃到0℃。該過程通常在壓力(在混合區(qū)域)為大氣壓到100psig的條件下實(shí)施。
也可能使用一個或多個其它反應(yīng)器(特別是CSTRs)以完成該反應(yīng)。在制備異氰酸酯的過程中，也可以使用典型的單元用于循環(huán)溶劑和/或過量的光氣，從而去除HCl等。
在此描述和示出的本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方式
僅是示例性的，而不是對本
權(quán)利要求
1.一種用于混合至少第一和第二流體的裝置，所述裝置包括(a)包括具有收斂的、漸縮的第一噴嘴尖端的第一流動管道的第一噴嘴，該第一噴嘴尖端具有第一排放口；(b)包括具有收斂的、漸縮的第二噴嘴尖端的第二流動管道的第二噴嘴，該第二噴嘴尖端具有第二排放口，其中第二噴嘴圍繞第一噴嘴同軸布置且第二排放口與第一排放口大體上同軸排列，第二流室被限定在第二噴嘴與第一噴嘴之間；和(c)可選地同軸布置在第一噴嘴內(nèi)部且不具有軸向突出超出并穿過該第一排放口的突起部的中央本體；其中所述漸縮的第一噴嘴尖端和所述漸縮的第二噴嘴尖端具有大體呈矩形的橫截面形狀；其中在所述裝置的操作過程中，在第一流室中流動并通過第一排放口流出的第一流體形成第一流體射流，并且在第二流室中流動的第二流體在第二排放口處形成第二流體射流，該第二流體射流撞擊第一流體射流，因而得以混合第一和第二流體。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述漸縮的第一噴嘴尖端或所述漸縮的第二噴嘴尖端或兩個漸縮的第一和第二噴嘴尖端具有大體上呈矩形的橫截面形狀，且L/D比率為20到200，優(yōu)選為60到150。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一噴嘴尖端相對于第二排放口在軸向維度上是可移動的。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一管道的外部尺寸小于所述第二排放口的內(nèi)部尺寸。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一管道的外部尺寸大于或等于所述第二排放口的內(nèi)部尺寸。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括同軸布置在第一噴嘴內(nèi)部的中央本體，其中第一噴嘴尖端相對于中央本體在軸向維度上是可移動的，中央本體的外部尺寸大體上等于所述第一管道的內(nèi)部尺寸，由此當(dāng)所述第一噴嘴尖端向所述中央本體移動時，中央本體配合在所述第一噴嘴尖端內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述收斂的、漸縮的第一排放端的一部分突出超過第二排放端。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一排放口軸向鄰近第二排放口，使得第一噴嘴尖端大體上沒有突出超過第二排放口，而且第二噴嘴尖端大體上沒有突出超過第一排放口。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括同軸布置在第一噴嘴內(nèi)部的中央本體，其中所述中央本體相對于第一排放口在軸向維度上是可移動的，而且第一噴嘴尖端相對于第二排放口在軸向維度上是可移動的。
10.一種用于混合至少第一流體和第二流體的工藝，所述工藝包括以下步驟(a)在第一軸向排放位置處形成包含第一流體的第一矩形流體射流；(b)在第二軸向排放位置處形成包含第二流體且圍繞第一矩形流體射流并與其同軸的第二矩形流體射流，從而使得第二矩形流體射流撞擊第一矩形流體射流，由此得以混合第一和第二流體。
11.如權(quán)利要求10所述的工藝，其中所述第一流體包含胺，所述第二流體包含光氣。
12.一種用于制備異氰酸酯的工藝，包括如權(quán)利要求11所述的混合方法，接下來的步驟是使混合在一起的胺和光氣發(fā)生反應(yīng)。
13.如權(quán)利要求12所述的用于制備異氰酸酯的工藝，所述異氰酸酯選自包括二苯甲烷二異氰酸酯及其聚合變體、甲苯二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、1，4-二異氰酸根合苯、二甲苯二異氰酸酯、苯基異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1，6-二異氰酸根合己烷和4，4′-二異氰酸根合雙環(huán)己基甲烷的物質(zhì)組。
全文摘要
一種混合裝置，包括朝向各自的排放端(110，132)漸縮且具有矩形橫截面的同軸的第一和第二噴嘴(104，105)。該混合裝置可用于混合流體，例如用于混合光氣和胺以制備異氰酸酯。
文檔編號B01F5/04GK1964776SQ200480043266
公開日2007年5月16日 申請日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者J·E·盧瑟, R·S·古坦塔格, J·Y·斯圖阿特 申請人:亨茨曼國際有限公司