[發明專利]強化水力學反應器混合效果的方法

有效

• 申請號: 201310072184.8
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN104028178A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 許慎艷;張藝;賈微;賈震
• 申請（專利權）人: 中石化上海工程有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: B01J10/00
• 分類號: B01J10/00;C07C53/08;C07C51/12
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 張惠明

技術領域

本發明涉及一種強化水力學反應器混合效果的方法。

背景技術

利用甲醇低壓液相羰基化反應，使一氧化碳與甲醇在反應器中進行充分的氣液混合來合成醋酸技術是目前世界上最常用的醋酸生產技術。文獻CN101090880A公開了一種醋酸的制造方法，該方法包括在銠催化劑、碘鹽、甲基碘、醋酸甲酯以及水的存在下，使甲醇和一氧化碳連續反應，將反應液中的乙醛濃度維持在500ppm以下，以11mol/小時以上的生成速度制造醋酸?，F有反應器中常采用機械攪拌的方式來達到氣-液和液-液的充分混合，但是由于醋酸合成過程中有大量的腐蝕性介質，對機械傳動的軸封和攪拌設備具有強烈的腐蝕作用，常造成攪拌設備損壞，造成停車維修，難以實現持續、穩定和安全的運行。因此開發一種通過自身進料達到良好氣液混合效果的新型反應器是目前醋酸合成技術的迫切需要。

文獻CN101885678A公開了一種甲醇低壓羰基化合成醋酸用反應設備，該反應設備采用液體循環用液力來達到攪拌目的。該方案包括有反應罐和在反應罐上部的上出料口與下出料口以及反應罐底部的進料口，反應罐連接有液體循環裝置和氣體輸入裝置；液體循環裝置是在反應罐內有至少一個引液管連接伸出反應罐外的輸液管，反應罐外的輸液管連接循環泵的輸入口，循環泵的輸出口連接加壓輸液管，加壓輸液管連接帶有冷卻水入口和冷卻水出口的換熱器輸入口，換熱器的輸出口連接排液管，排液管由反應罐的頂部插入反應罐內，在反應罐內的排液管開口端連接至少一個噴頭；氣體輸入裝置是在反應罐內的下部設置有至少一個帶排氣孔的排氣管，排氣管連接伸出反應罐的輸氣管，輸氣管在反應罐外通過氣體分配器連接進氣管。但是，該設備的氣-液和液-液混合效果還是不理想，并且結構復雜，對于鋯材設備來說需要較高的設備制造水平以及較大的成本投入。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術存在氣-液和液-液混合效果不理想，反應器結構復雜的問題，提供一種新的強化水力學反應器混合效果的方法。該方法具有氣-液和液-液混合效果好，結構簡單，安全可靠的特點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種強化水力學反應器混合效果的方法，在甲醇低壓液相合成醋酸反應中使用下述水力學反應器，所述水力學反應器包括出氣口1、擋板2、液體噴射裝置3、進氣口4、氣體分布器5、出液口6和進液口7；其中，進氣口4位于反應器側下部，出氣口1位于反應器頂部，進液口7位于反應器底部，出液口6對稱置于反應器下封頭兩側；氣體分布器5位于擋板2和液體噴射裝置3之間；擋板2位于上封頭以下；擋板2上開有出氣孔。

優選地，擋板2和氣體分布器5之間的距離h₁與液體噴射裝置3和氣體分布器5之間的距離h₂的關系為：h₂：h₁=0～0.5。

更優選地，擋板2和氣體分布器5之間的距離h₁與液體噴射裝置3和氣體分布器5之間的距離h₂的關系為：h₂：h₁=0.1～0.35。

優選地，擋板直徑為反應器直徑的0.6～0.9；擋板上出氣孔的直徑為5～15mm；擋板開孔率為0.1～0.5。

優選地，所述擋板帶有裙邊，裙邊高度為50～100mm，裙邊與擋板主體呈10°～70°。

優選地，所述氣體分布器為環式氣體分布器。

更優選地，所述氣體分布器為雙環式氣體分布器。

優選地，所述雙環式氣體分布器外管徑與反應器直徑之比為0.3～0.8，內管徑與反應器直徑之比為0.2～0.7，開孔數為100～500，開孔之間等距均勻分布。

本發明中，液體噴射裝置的噴射方向與氣流方向是相同的，即氣液相是順流接觸。所述液體噴射裝置液相垂直向上噴射，縮徑管可以提高出口流速；所述氣體分布器優選為雙環氣體分布器，氣體從外部通入相連通的不同管徑的氣體分布器，均勻等距開孔，促進氣相的均勻分布；所述擋板為帶有裙邊及開孔的篩板，氣體可以從開孔處通過，擋板上方空間得到了利用。本發明通過氣相分布進料和液相噴射進料相結合的方式以及擋板的配合作用，增加了反應體積，實現了反應器內氣-液和液-液的充分混合，消除了機械攪拌帶來的不穩定因素，減少了反應器內死區，結構簡單且安全可靠。本發明的水力學反應器用于甲醇低壓液相合成醋酸的反應中，可以14mol/小時以上的生成速度生產醋酸，達到了較好的技術效果。

附圖說明

圖1為本發明中的水力學反應器示意圖。