[发明专利]液上气体再吸收方法

说明书

本发明涉及气-液混合操作。尤其是，本发明涉及通过液上气体再吸收方法来增强气-液混合操作。

常常设备气-液和气-液-固反应的化学反应器来从液上空间吸入气体。这种情况对于没有惰性气体或附产物气体的装置特别属实。液上气体的吸入可防止这些气体“损耗”于反应，继而又会使方法的无效性最小化。

在气-液混合操作中，某些气体混合反应器，包括高级气体反应器(AGR)装置应用了位于空心通流管内的下抽式叶轮，以便在混合容器所含的大量液体中产生环流模式。由于在空心通流管中液体这样的向下的环流，在通流管的上部入口区形成了涡流，以便产生抽吸作用，正如通常转让的美国专利No.Re.32,562所公开的那样，这种抽吸作用将气体从容器中顶部气体空间抽出，并使气体与向下进入通流管的循环液体混合。

用于这样的气-液混合目的的满意的涡流发展，在各种实际的操作因数中，取决于通流管顶部上方合适的液位范围的维持。如果液位上升到这个狭窄的操作范围之上，则会阻碍涡流的形成，气体吸入的速度基本上降低到零。因此，在最佳液位之上的液位进行操作可能会显著地降低AGR体系的气体吸入能力。而且，如果液位下降到通流管顶部以下，则气体的抽吸作用完全停止。

当反应器中的液位以大于通流管直径的约1/2到1/2在通流管之上时，AGR的运行就不正常了。叶轮使液体液泛，使得AGR的涡流叶轮的抽吸作用有效地被中断。由于这种原因，AGR并不实用。在专门的化学处理中，特别是在氢化和氯化反应器中，可变液位的应用是常见的。使AGR成功地适合于在可变液位反应器中，将使得在固定液位的AGR应用中所观察到的有益之处能在可变液位的应用中得以实现。

现有许多的方法，这些方法都旨在克服与AGR在可变液位应用中的使用情况有联系的问题。在美国专利No.5,009,816中，两个或多个的AGR叶轮/通流管装置是一个摞在另一个的上面。叶轮安装在一个普通轴上，通流管充分间隔开，以便使大量的液体流入每个叶轮的抽吸侧。设置最低的叶轮/通流管装置，以便在最低的操作液位下操作正常。在间歇生产期间，当液位增加的时候，下一个较高的叶轮/通流管装置浸没，因此开始起动。因此叶轮/通流管装置之一永远不会液泛，气体的涡流夹带机制在各个液位上有效。美国专利No.5,009,816所描述的多级AGR概念在机械上是复杂的，并且实施起来很昂贵。在美国专利No.4,919,849和5,244,603所描述的第二个方法中，AGR叶轮的轴制作成空心的，在反应器最高液位上方的某一位置处，在轴上钻了一个孔。在叶轮抽吸侧附近，空心的排出管与轴相连。当叶轮旋转时，在排出管的端部产生了负压。在孔位于的气体空间和排出管端部之间的压差引起气体从气体空间沿轴流到叶轮吸入侧。

在美国专利No.4,919,849中，公开了使用与空心轴相连的空心气体吸入管作为一种装置的情况，这种装置在经历可变液位操作的气-液混合操作过程期间位于非最佳液位。在许多气/液混合应用中，特别是那些特定的化学和药物学领域的应用中，容器中液位的改变是很常见的。所处理的批料量的改变，消耗或溶解的反应物体积的增加或减少，或反应进行时物料的加入或除去都会引起液位的改变。在许多过程中，能够使在容器液上空间积累的一种气体或几种气体再循环是符合需要的。在氢化和氧化方法中，这种情况尤其属实。可是，当在发生涡流的某些场合下可以将气体从液上空间抽出时，气体的吸入可能会不顺畅。

美国专利No.4,919,849和No.5,244,603提供了叶轮/排出管，只要所产生的压差大于管上方的液体压头，这种管使用情况就很好。可是，由于液体压头相当大，当液位变化范围很广时，可能会出现问题。

美国专利No.5,004,571公开了另一个克服与可变液位应用有联系的问题的方法，该方法使用外部稳压槽和液位控制来维持反应器的液位在或接近普通AGR操作的最佳液位。气体分散的主要机制是利用涡流将气体空间的气体夹带入叶轮的抽吸侧。