[實用新型]一種用于氣-液-液-固多相反應的反應裝置

有效

• 申請號: 201220106198.8
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN202527171U
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 楊克儉;袁學民;劉新偉;李巖;張尚會;徐航;王剛;柴永峰;董強;王美嬌;鄭仁;張敬民;楊剛;王敬偉;李碧柳
• 申請（專利權）人: 中國天辰工程有限公司;天津天辰綠色能源工程技術研發有限公司;山東海力化工股份有限公司;天津振博科技有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗英

技術領域

本實用新型屬于氣液固催化反應領域，屬于化工工藝與設備，具體涉及一種氣-液-液-固反應裝置。

背景技術

催化反應是重要的反應手段，催化反應中有很多是氣液反應，由液相有機物在催化劑作用下與氣體發生反應，如苯加氫反應，己二腈加氫反應，環己烷空氣氧化反應等。這些反應的共同點是液體原料與氣體反應，催化劑為懸浮于水中的微晶催化劑。目前這些反應系統均比較復雜，包括反應系統和催化劑分離系統。如苯加氫生產環己烷采用雷尼鎳懸浮液，存在較大流失，有時會造成下游堵塞；苯部分加氫生產環己烯工藝，采用專門的催化劑分離系統，仍造成大量的催化劑流失，為避免對下游裝置的影響，在分離裝置后面還增加了過濾系統，雖然降低了對下游的影響，但造成了貴金屬的損耗。目前這些反應所用催化劑多為重金屬或貴金屬，催化劑的流失，一方面造成一定的經濟損失，同時也造成了環境的污染。

此外，這些催化劑的工業性能多比小試評價時要低，筆者研究發現，這不僅僅是工業放大造成的，更主要的是工業規模裝置與小試評價裝置結構不同，催化劑的流動分離與小試偏差較大，經過研究發現，如果催化劑不流出反應器，而是在反應器內部循環效果將大大改善。

已公開發明專利CN1696087A公開了一種由反應系統和沉降分離系統組成的整套苯選擇加氫制環己烯的工藝裝置。該工藝裝置的反應系統由高壓反應釜和常規的多級攪拌器組成，催化劑隨反應產物離開反應器，在沉降器中進行分層，催化劑通過泵循環回反應器。該裝置存在的問題是催化劑從反應器離開后，在沉降器中分離時，部分細小的催化劑隨反應產物流失，造成催化劑損耗較大；沉降后的催化劑漿液返回反應系統后不能馬上與反應氣液充分混合，降低了反應效率，導致實際反應效果與催化劑評價裝置測試效果相差較大。

實用新型專利CN2649170Y公開了一種高效自吸式氣液攪拌裝置，由驅動裝置、聯軸器、空心攪拌軸、自吸式攪拌器、輔助攪拌器等組成。該裝置存在的缺點是，適用于間歇裝置，難以實現大規模連續化生產；適用于氣體傳質控制的氣液反應，無催化劑連續進出管道，催化劑無法與反應液分離。

發明內容

本實用新型的目的在于克服已有技術的不足，提供一種充分考慮了氣-液-液-固反應的特點，實現了催化劑的器內循環，模擬了實驗室小試的環境，有利于提高目標產物的選擇性，同時避免了貴金屬催化劑流失的一種用于氣-液-液-固多相反應的反應裝置。

本實用新型的一種用于氣-液-液-固多相反應的反應裝置，它包括圓柱筒體，所述的圓柱筒體的頂部和底部分別設置有封頭，在上封頭處安裝有電機，在所述的筒體內安裝有導流筒，在所述的導流筒內裝有攪拌器，所述的攪拌器的攪拌軸與電機軸相連，在所述的攪拌軸上裝有三級葉片，其中下層葉片為軸流葉片，中層和上層葉片為徑流葉片，在所述的筒體外設有換熱夾套，在所述的筒體內設有多級換熱盤管，與氣體進管相連的氣相分布器以及與液體進管相連的液相分布器分別設置在筒體內攪拌器下部，在所述的筒體與導流筒之間沿豎直方向安裝有擋板，在所述的筒體、導流筒以及擋板的一側圍成的區域的筒體的上部設置有油相出口，在所述的筒體內位于油相出口處設有溢流堰，在位于擋板的另一側的導流筒上部開有至少一個豁口，在所述的上封頭上開有尾氣出口，在所述的筒體上裝有液位計和界面計，在所述的筒體下部開有催化劑取樣分析口以及催化劑補加和卸出口，所述的導流筒高于溢流堰，導流筒豁口底邊低于溢流堰，擋板與導流筒高度相同。

本實用新型裝置具有以下突出特點：

1.催化劑不需外循環，在反應器內實現了與反應液的分離和循環，增強了催化效果，提高了反應生產能力。

2.反應器由導流筒分為內部的反應區和外部與反應器壁間的沉降區，不需要設置催化劑外循環所需的沉降分離設備和循環泵，節約了設備投資，降低了能源消耗，減少了設備維護和管理費用。

3.攪拌器采用多層槳葉，實現不同功能。下層槳葉采用軸流型的推進式槳葉，促進催化劑和物料自反應器下部向上流動，中間層和上層槳葉采用徑流型的圓盤渦輪式槳葉，促進氣體分散，加強氣體與液體的混合，促進反應的發生。

4.設置錐臺式導流筒，上層液體沿反應器圓周運動，增加了催化劑的沉降分離時間，運行近一周后至擋板，催化劑相沉降至導流筒下部，反應液沿溢流堰從出料口出料；導流筒下部離器壁較近，可防止催化劑聚積；在反應器內部通過導流筒實現了催化劑與反應液的分離。