[实用新型]一种多相化学反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反应器，特别是涉及一种多相化学反应器。

背景技术

在固态催化剂作用下进行的苯部分加氢制备环己烯的反应体系是一种三态四相反应体系：气相(气态的氢)、油相(液态的苯、环己烯等)、水相(液态的水)以及悬浮于水相内的固态催化剂微细颗粒。

现有的苯加氢生产环己烯技术的反应装置多为立式长圆筒形、内设多级搅拌桨与螺旋式换热盘管的高压反应釜。作为反应原料的苯和氢气由顶部管口进入插底导管，再经底部的分布器进入反应器内的多相混合物的循环流。这种循环流由多级搅拌桨推动，是一种整体的循环流，即在反应器中心区域自上而下直至底部，而在反应器周边区域则由下而上升至反应器顶部的稳定区。由于氢气和苯是经底部的分布器进入循环流，故中心区域由顶部向下的循环流体中所含气泡和液滴的比例显著偏低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种多相化学反应器，能够促进气体的吸收和反应的进行，改善了反应器的容积利用率和反应效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多相化学反应器，包括反应器本体，本体内轴向设置多级搅拌桨以及换热盘管，所述本体内轴向设置至少两段密排式螺旋换热盘管，换热盘管中心线直径大于所述搅拌桨的直径；所述本体内侧壁上垂直方向对称设置至少两个矩形侧壁挡板，侧壁挡板与所述密排式螺旋换热盘管之间留有间隙，在相邻的两段换热盘管之间的侧壁挡板上开设至少一个矩形凹槽；所述本体底部设置至少两个曲线形底挡板。

上述多相化学反应器，其中，所述相邻的两级搅拌桨之间至少设置一段密排式螺旋换热盘管。

上述多相化学反应器，其中，所述本体内设置三级搅拌桨，所述本体内设置四段密排式螺旋换热盘管。

上述多相化学反应器，其中，所述对称的两个侧壁挡板上的凹槽为对称设置。

上述多相化学反应器，其中，所述本体内部对称设置四个侧壁挡板。

上述多相化学反应器，其中，所述本体底部设置4个底挡板。

本实用新型的多相化学反应器可以取得如下有益效果：

反应器设置多级搅拌桨对反应物系施加足够的剪切力并推动反应物料的循环流动，反应器内侧壁设置了带有矩形凹槽的侧壁挡板、底部设置底挡板并配以分段密排式螺旋换热盘管用以改善反应物系循环流动状态，底挡板可以使底部物流引向侧壁向上流动，反应器内侧壁上升流中的气泡和液滴在侧壁挡板凹槽附近有机会返回中心区的下行循环流中，而密排式螺旋换热盘管则可以发挥导流筒的作用，因而反应器内侧壁附近的上升气泡有机会返回中心区域作下行循环。这就使本发明的反应器内物系流动的基本状态更为接近串联的多级搅拌反应器，从而促进了氢气的吸收，改善了反应器的容积利用率和反应效果，提高了苯转化率和环己烯选择性。

附图说明

图1为本实用新型多相化学反应器结构示意图；

图2为本实用新型图1中反应器AB段放大截面图；

图3为本实用新型多相化学反应器底部简化俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细描述本实用新型。

如图1和2所示，多相化学反应器包括本体6，本体6顶部设置气相进料口14和油相进料口15，气相进料口14下方设置气相导管12，与反应器底部的环形气相分布器9连接，油相进料口15下方设置油相导管13，与反应器底部的环形油相分布器7连接。本体6内轴向设置3级搅拌桨5，搅拌桨5由本体6外顶部的驱动装置1驱动，本体6内轴向还设置四段密排式螺旋换热盘管4，换热盘管4的中心线直径D1大于螺旋桨5的直径D2。反应器本体6内侧壁上垂直方向对称设置4个矩形侧壁挡板3，侧壁挡板3与密排式螺旋换热盘管4之间留有间隙，参见图2所示，相邻两段密排式螺旋换热盘管4之间的侧壁挡板3上开设矩形凹槽11，对称的两个侧壁挡板3上的凹槽11可以对称设置。如图1和3所示，本体6内底部设置4个底挡板8。本体6外侧壁上设置进料口16，用于另一物料进料，本体6内上方设置溢流堰2，靠近溢流堰2的本体6侧壁上设置产物出料口17，本体6顶部设置排气口18，用于排出未反应的气体，本体6底部设置出液口10，用于开、停车。

如图1所示，反应器在工作过程中，氢气从气相进料口14通过气相导管12进入反应器内，通过气相分布器9分布，苯从油相进料口15进入通过油相导管13进入反应器内，通过油相分布器7分布，催化剂悬浆通过进料口16进入反应器内，搅拌桨5对氢气、苯和催化剂悬浆等反应物料施加足够的剪切力，以使油、气两相形成直径足够小的滴、泡分散于循环流动的催化剂悬浆中，混合物流在反应器的中心区域向下流动至底部，反应器底部的底挡板8将流体沿搅拌桨叶旋转的切线方向引导至本体6内侧壁的方向，底挡板8的作用是将流体由中心区域的向下流动引导至靠近本体6内侧壁的向上流动。流体在沿本体6内侧壁向上流动的过程中，由于相邻的两段密排式螺旋换热盘管之间的侧壁挡板3上设置凹槽11，可以增强该段区域内的旋转流，从而使靠近侧壁的气泡和液滴在离心作用下向中心区域运动，返回到中心区的下行循环流中，密排式螺旋换热盘管同时可以起到导流筒的作用使气泡和液滴进入下行循环流中，所以反应器本体6内侧壁附近的上升气泡和液滴有机会返回中心区域作下行循环，以使氢气得到充分吸收。因此，反应器内物系的流动状态接近于串联的多级搅拌反应器，改善了反应器内容积利用率。反应产物通过溢流堰2由出料口17采出，未反应的氢气可以由排气口18排出。