[發明專利]一種列管式氣液均相反應器

在審

• 申請號: 202211729791.2
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN116037006A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 王春生;楊瑞營;袁樹成;于浩強
• 申請（專利權）人: 山東海成石化工程設計有限公司
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 劉東

本發明提供了一種列管式氣液均相反應器，包括上封頭、反應段、均相分布段及下封頭，上封頭設有出料口，下封頭設有液相進料口，反應段設有多個反應列管，均相分布段設有多個微米級分布管，微米級分布管與反應列管一一對應連通，中管板與下管板之間的均相分布段側壁設有氣相進料口。本發明所述的列管式氣液均相反應器通過設置均相分布段，解決了氣相物料在反應器所有列管內不能與液相物料均勻混合的問題，能夠實現氣相物料與液相物料在所有列管內以近似等比例的組成充分接觸流動，不存在氣阻、偏流及泡狀流等破壞反應的現象，氣相物料與液相物料在各個列管內均勻混合，液相物料的轉化率提高。

技術領域

本發明屬于反應器領域，尤其是涉及一種列管式氣液均相反應器。

背景技術

現有液相物料與氣相物料的反應(如加氫反應、氧化反應、羰基合成醛加氫反應等)，由于氣相物料容易受制于阻力、溫度及流動形態等外部環境因素呈現不規則分散特性，在反應器所有列管內難以與液相物料形成均勻分布，導致在同一反應器不同列管內反應效果差距很大，容易形成熱點和重組分的生成，影響原料轉化率和目標產物選擇性，整體反應效果不理想，只能采取氣相物料與氣相物料進行反應的措施來解決上述問題。

此時液相物料需全部氣化為氣相物料，不僅導致能耗大大增加，同時氣相反應的催化劑體積空速一般較小(以反應原料計)，導致催化劑的裝填量和反應器的體積遠高于液相反應，投資成本增加較多，并且限制了加工處理能力。同時，由于部分液體物料在相應反應溫度、壓力下不能氣化，被迫采取固定床大循環比反應系統，導致操作投資大、能耗高。

常用的微米級分布管內一般為氣相物料，管外為液相物料，在使用微米級分布管的場所一般設置單根分布管，氣相物料從管內擴散至管外的液相物料中，這種分布方式經常用于丁醛氧化反應器，該分布型式在分布管表面區域內分布較為均勻，但在其他遠離分布管的液相物料區域內易重新形成大氣泡，導致反應效果較差。

如何采取有效手段實現液相物料與氣相物料在反應器所有列管內的均勻分布是本領域亟待解決的技術難點。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種列管式氣液均相反應器，以促進氣相物料與液相物料的均勻混合，提高液相物料的轉化率，縮小反應器容積。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種列管式氣液均相反應器，包括自上而下依次連通的上封頭、反應段、均相分布段及下封頭，所述上封頭上端設有出料口，下封頭下端設有液相進料口，

所述反應段上端固接有上管板，反應段與均相分布段之間固設有中管板，均相分布段下端固接有下管板，所述上管板與中管板之間設有多個反應列管，反應列管的上端與上封頭連通，所述中管板與下管板之間設有多個微米級分布管，所述微米級分布管的上端與反應列管的下端一一對應連通，連通方式包括但不限于螺紋連接、焊接及法蘭連接等型式，微米級分布管的下端與下封頭連通，中管板與下管板之間的均相分布段側壁設有氣相進料口，液相物料由液相進料口進入反應器，向上進入微米級分布管內，氣相物料由氣相進料口進入反應器，在均相分布段內穿過微米級分布管側壁的微孔進入微米級分布管內，與液相物料均勻混合，共同向上進入反應列管中，反應列管內裝有催化劑，在催化劑作用下，液相物料與氣相物料發生反應，反應產物通過上封頭上的出料口排出。

本申請的發明構思在于：通過在反應段之前設置均相分布段，使用一定數量的微米級分布管，實現氣相物料的微米級形態同液相物料混合，縮短了微氣泡形成后到達催化劑床層的時間，充分保證了微氣泡的形成和分布效果，增加了相間面積。同時微米級分布管數量與反應列管相同，保證了每根反應列管內的氣相物料與液相物料比例高度一致，達到與液相物料均勻分布的關鍵要求。同時，降低了氣相反應物料的循環量和反應壓力，避免了反應熱點的形成，提高了原料轉化率和目標產物的選擇性，同時也提高了反應空速，減少了催化劑的裝填量和反應器制作成本。

進一步地，所述反應列管的外徑為10～150mm，壁厚為1～8mm，長度為500～20000mm，數量為6～10000根。