[發明專利]攪拌/導流多相反應器

無效

• 申請號: 200810036456.8
• 申請日: 2008-04-22
• 公開（公告）號: CN101293195A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 戴干策;沈希軍;趙玲;沈春銀;張慧明;張軍;蔡清白;馬躍龍
• 申請（專利權）人: 中國石化儀征化纖股份有限公司;華東理工大學
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01F7/18
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本發明涉及一種反應器，具體涉及一種新型多相反應器，特別涉及反應器中的攪拌裝置和設置在反應器中的導流筒。

背景技術

多相反應器，是一種廣泛應用于化學工業領域的反應器，如在甲醇合成、氧化、加氫、污水處理、費托合成、生物發酵等過程工業中，就需要用到多相反應器。

在所說的多相反應器中，反應原料和反應產物包括氣體、液體和固體，因此，對于該類反應過程，氣體分散、原料混合、相間傳遞、固相懸浮及其分布等要求相當高。目前，工業上常用的多相反應器，包括多層機械攪拌反應器、三相流化床、淤漿床、內外環流反應器等，這些反應器在性能和結構上各有優缺點。

目前，許多文獻和專利公開了各自的技術，如專利ZL.89102155.8公開了一種在芳香烷基氧化成芳香羧酸中提高收率和產品質量同時降低能耗的方法和設備，該方法中涉及一種多相反應器，該多相反應器采用在攪拌裝置下部通入氣體方法，以提高氣體分散效果。但是，實踐證明，該方法的效果并不理想，還不能完全滿足反應需要，又擋板過于狹窄，反應器內物料的混合不夠均勻；發明人在中國專利ZL.CN1390823A公開了一種適用于芳香烴氧化生產芳香羧酸的反應器，雖全面調整了反應器結構，三相體系的混合和分散效果顯著改善，提高了反應體系中的氣含率，但是，還存在功率消耗較大的缺陷。

因此開發研究一種新的高效節能、混合均勻的多相反應器是過程工業和產業部門十分期望的。

發明內容

本發明的目的是公開一種攪拌/導流多相反應器，以克服現有技術存在的上述缺陷。

本發明的攪拌/導流多相反應器，借鑒傳統的多相反應器結構，提出了新的反應器結構形式，主要包括：

一個設有物料出口裝置和液相進口裝置的圓柱形的密閉的殼體；

一個設置在所說的殼體內下部的導流筒，所述導流筒與殼體之間留有間隙；

一個設置在導流筒與殼體底部之間的包括攪拌軸和固定在攪拌軸上的槳葉的攪拌裝置，攪拌軸穿過殼體底部；

一個設置在殼體底部或側壁的氣體入口裝置；

一個設置在殼體頂部的氣體出口裝置。

本發明的攪拌/導流多相反應器，采取底入式攪拌裝置與導流筒組合，結合底部形狀組成一個有機整體，既利用攪拌裝置又借助導流筒內外密度差驅動液體，氣體經氣體分布器初始分散進入反應器后，又經攪拌葉輪剪切破碎和液相循環湍流作用，經導流筒內外壓差的循環導流作用，多次分散氣泡，能有效地提高氣體利用率、改善氣泡大小分布并促進液體循環加快液相混合，采用單層攪拌葉輪能耗大幅下降，而在攪拌葉輪上部一定距離安裝導流筒加快液體循環，引入導流筒有效地解決了單層攪拌葉輪作用范圍的限制，在H/D＞1時，也能采用單層攪拌葉輪，擴大了作用范圍。實際結果表明，本反應器僅需較低能耗即可達到甚至超過多層或單層攪拌反應器需消耗數倍能量所達到的氣含率，混合效果也得到改善，縮短了混合時間，能量有效利用率比現有技術顯著提高。由于攪拌裝置安裝在反應器底部，具有攪拌軸短、操作穩定、易維護檢修、節省材料等優點。同時本反應器作為一種多相反應器，適用于多種工業過程，如PX氧化，生物發酵等，應用范圍十分廣泛。

附圖說明

圖1為攪拌/導流多相反應器的總體結構示意圖。

圖2為對空氣-自來水體系的冷模實驗的氣含率及功率消耗結果。

圖3為對空氣-自來水體系的冷模實驗的氣含率及功率消耗結果。

具體實施方式

參見圖1，本發明的攪拌/導流多相反應器，包括：

一個設有物料出口裝置2和液相進口裝置11的圓柱形的密閉的殼體1，優選的，液相進口裝置11設置在殼體1的中部或中部以下；

一個設置在所說的殼體1內下部的外徑小于殼體1內徑的導流筒3，所述導流筒3與殼體1的底部之間，留有間隙10；

一個設置在導流筒3與殼體1底部之間的間隙10中的包括攪拌軸5和固定在攪拌軸5上的槳葉4的攪拌裝置，所述攪拌軸5穿過殼體1底部并延伸至殼體1外；

一個設置在殼體1底部和/或側壁的氣體入口裝置，所述氣體入口裝置的出氣口6設置在所述槳葉4的下方；

一個設置在殼體1頂部的氣體出口裝置7。

進一步，參見圖1，所說的導流筒3的外徑為殼體1內徑的1/5～4/5倍；