一種高效多相反應器的製作方法

2023-08-06 00:37:11 1

本發明屬於化工設備領域，涉及用於氣液兩相或氣液固三相反應的反應器，如氣液反應器、費託合成工藝的氣液固三相漿態床反應器。

背景技術：

氣液反應器比較簡單，以氣液固三相漿態床反應器作為設計思路。

漿態床是近年來反應器發展的熱點，它的主要優點是：為混合、熱量回收、溫度控制提供了比較大的靈活性，並可應用細顆粒催化劑，使內擴散效應變得極小。漿態床反應器利用合成氣作為反應混合的動力源，將催化劑懸浮在液相中進行反應；由於沒有機械攪拌，因而可以在高壓下無洩漏運行。但是這類反應器存在軸向混合，其原料轉化率較低，液體滯留量大，可能產生明顯的均相擴散，並對氣態反應物，也可能產生明顯的傳質阻力，降低總的反應速率。

在反應器的設計中，應該根據具體的反應過程，綜合考慮反應原料的性質、主要反應的特點、反應器內的流體力學、產品的分離和精製等多方面的因素，合理選擇反應器的型式，優化反應器結構。

有關漿態床反應器的專利並不多，各有特點。現有漿態床設計並不完善，有些過於複雜，有些過於簡單達不到反應匹配的效果。而且在放大方面還存在著較大困難。

技術實現要素：

通過分析漿態床反應器的原理和流場，設計出了一種新型高效的漿態床反應器，所述反應器由標準設備法蘭筒體構成反應器殼體（5），其中包括：變徑殼體(12)、上下封頭（14、2）、底部進氣管口（1）、頂部氣體出口（15）、漿液進口（16）和漿液出口（4）。高效漿態床反應器設計，在該殼體之內的部件：氣體夾板分布器（3）、內導流筒(6)、升氣管（7）、盤管換熱器(8和10)、再分布器（9）、齒形受液口（11）和旋風分離器（13）。

提出了一種新型分布器的設計，該分布器由上下夾板和防漏小球夾合而成，實現了漿態床防堵防漏和氣體的均勻分布的功能。

設計了一種內導流系統，導流筒低端由封頭型封口，氣泡影響不了內導流，內流漿液從導流筒底端側流出對上升的氣泡影響小。

設計了錐形再分布器，對大氣泡的破碎，氣泡的流動路徑的再分布，內構件的固定。

升氣管與分布器結合，對新鮮原料氣輸送到中上部進行高效的反應。

附圖說明

圖1是本發明的高效多相反應器的示意圖。

圖2是圖1所示反應器的分布器的縱截面圖。

圖3是圖2所示反應器的分布器的俯視圖。

圖4是圖1所示反應器的再分布器的橫截面圖。

具體實施方式

當氣體通過分布器的噴嘴進入床層後，形成大量小氣泡，由於氣體流速的帶動作用，床層內的漿液進行劇烈的混合；一部分氣體在反應器的底部與催化劑進行反應，反應後的氣體或沒反應的原料氣在上升過程中，經過設在內套筒中間的二次氣體分布板進行再次分布，對大氣泡進行破碎和流體流動形態的重整後，氣泡直徑變小，反應接觸面積增大，催化反應變得較為劇烈，進一步將未反應完和新鮮的原料氣進行反應，並在換熱器的作用下移走多餘的反應熱；另一部分氣體通過升氣管到達反應器的中部，氣體從升氣管小孔噴出細小的氣泡，使得反應的中部新鮮原料氣的氣含率變大，且氣體橫向與催化劑漿液進行立體傳質和反應，這樣就提高了中部催化劑的利用率和反應器空間的利用率。

當氣體流速較大時，部分催化劑和溶劑被氣體帶到反應器的上部，經過換熱器後到達上部的變徑擴大段，同樣氣體經變徑後流速繼續降低，在自由液面區分離出去，部分與反應器外套筒接觸後，在壓差和重力的作用下，從內套筒集液口處往下回流，到達內套筒底部，從內套筒底部側邊的回流孔流出，與上升的氣體接觸反應，繼續再次上升，循環流動；這樣整個反應器內催化劑和溶劑就實現了內循環，漿液濃度和粘度就能基本保持一致。

當氣體流速繼續增大時，部分催化劑和溶劑經過反應器上部的變徑內套筒仍然得不到分離，將進入反應器上部的固液分離器，經過固液分離器，催化劑和溶劑回流到反應床層。