[發(fā)明專利]一種液固反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810469605.3
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108704586B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶勇;鄭挺;吳振宇;吳利航;解慶龍;盧美貞;梁曉江;夏凡;計建炳
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J8/18
• 分類號: B01J8/18;C07C67/03;C07C69/003
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發(fā)明涉及一種液固反應(yīng)器，主要由反應(yīng)罐、列管式靜態(tài)混合器、凸輪泵組成，在反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有螺旋噴嘴、導(dǎo)流筒、排管式氣體分布器、防漩渦擋板以及淹沒射流分布器。所述反應(yīng)罐設(shè)有上下出口，上部清液層出口與底部出口連接并與凸輪泵入口端相連；凸輪泵的輸出端一路與淹沒射流分布器連接，另一路和列管式靜態(tài)混合器以及螺旋噴嘴連接構(gòu)成循環(huán)回路；本發(fā)明設(shè)計的反應(yīng)器，設(shè)計合理，流體力學(xué)性能優(yōu)良，可以對反應(yīng)器中的液固比例進(jìn)行調(diào)控，使固體顆粒分布均勻，有利于工程應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液固反應(yīng)器。

背景技術(shù)

在化工應(yīng)用領(lǐng)域，很多反應(yīng)需要用到固體催化劑。液-固相催化反應(yīng)通常發(fā)生在固體顆粒內(nèi)部或者表面，因此要求反應(yīng)器內(nèi)的固體顆粒均勻分布。在液-固相反應(yīng)器中，相間傳質(zhì)和混合是決定反應(yīng)器性能的重要技術(shù)指標(biāo)，直接影響到反應(yīng)強(qiáng)度、轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量。

對于液-固相反應(yīng)，工業(yè)反應(yīng)裝置采用機(jī)械攪拌反應(yīng)器，這種裝置不僅能耗高，而且相間傳質(zhì)受限還會影響產(chǎn)品質(zhì)量。另外，對于機(jī)械攪拌結(jié)構(gòu)，反應(yīng)罐體積越大，所需要的攪拌功率也越大，不利于工程放大。中國專利CN 1258561A公開了一種氣液固三相循環(huán)反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括主反應(yīng)器、氣液分離室、液固分離室、氣固分離室以及氣體分布器，通過主反應(yīng)器中液固與氣體逆流接觸來使反固體顆粒分布均勻，但該反應(yīng)器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。中國專利CN 101279230A公開了一種均溫液-固相催化反應(yīng)器，但它主要用于解決強(qiáng)放熱反應(yīng)的熱轉(zhuǎn)移以及催化劑化學(xué)溶脹以及破碎等問題。中國專利CN 103084121A公開了一種氣-液-固三相反應(yīng)器，反應(yīng)器中催化劑采用多段式裝填。中國專利CN 103977746公開了一種漿態(tài)床反應(yīng)器，該反應(yīng)器通過反應(yīng)器筒體內(nèi)循環(huán)或外循環(huán)來強(qiáng)化所述漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)的顆粒懸浮、液固混合、以及傳熱和傳質(zhì)。中國專利CN105642201A公開了一種帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，在導(dǎo)流錐的約束下，氣液固混合物可以在環(huán)隙空間和內(nèi)筒空間形成環(huán)流，以利于相間接觸。

上述專利都能在一定程度上實(shí)現(xiàn)氣-液-固的相間傳質(zhì)，但都不能對反應(yīng)器中的液固比例進(jìn)行調(diào)控。對于工業(yè)反應(yīng)器，固體催化劑由于重力作用一般容易沉積在反應(yīng)器底部，造成整個反應(yīng)器內(nèi)軸向液固比例失調(diào)，從而使反應(yīng)器上部的物料不能進(jìn)行充分反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種液固反應(yīng)器。

所述的一種液固反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐、列管式靜態(tài)混合器以及凸輪泵，其特征在于反應(yīng)罐的頂部設(shè)有放空口和頂部出口，中部設(shè)有清液層出口、氣體入口以及出料口，底部設(shè)有底部出口和淹沒射流入口；反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有淹沒射流分布器、導(dǎo)流筒、排管式氣體分布器，導(dǎo)流筒設(shè)置于排管式氣體分布器上；所述的排管式氣體分布器與氣體入口相連接；所述的清液層出口與底部出口分別與凸輪泵的輸入端相連接；凸輪泵的輸出端分為兩路，一路與淹沒射流入口連接，另一路與列管式靜態(tài)混合器和循環(huán)入口連接，使反應(yīng)罐、列管式靜態(tài)混合器及凸輪泵構(gòu)成循環(huán)回路；連接管路上設(shè)有控制閥。

所述的一種液固反應(yīng)器，其特征在于所述列管式靜態(tài)混合器上設(shè)有加熱或冷卻介質(zhì)出口、加熱或冷卻介質(zhì)入口。

所述的一種液固反應(yīng)器，其特征在于所述的淹沒射流分布器上均勻開設(shè)多個淹沒射流分布孔。

所述的一種液固反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有螺旋噴嘴，螺旋噴嘴連接循環(huán)入口。

所述的一種液固反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有防漩渦擋板。

通過采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益的效果如下：

1）本裝置通過靜態(tài)混合器實(shí)現(xiàn)液固兩相的微觀混合，通過反應(yīng)罐內(nèi)的導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)以及上下出口結(jié)構(gòu)來調(diào)控液固比例，可以使反應(yīng)在最佳催化劑比例下進(jìn)行，從而減少一次性固體催化劑的投入量，提高了原料的轉(zhuǎn)化率；