[实用新型]一种用于气-液-液-固多相反应的反应装置

说明书

技术领域

本实用新型属于气液固催化反应领域，属于化工工艺与设备，具体涉及一种气-液-液-固反应装置。

背景技术

催化反应是重要的反应手段，催化反应中有很多是气液反应，由液相有机物在催化剂作用下与气体发生反应，如苯加氢反应，己二腈加氢反应，环己烷空气氧化反应等。这些反应的共同点是液体原料与气体反应，催化剂为悬浮于水中的微晶催化剂。目前这些反应系统均比较复杂，包括反应系统和催化剂分离系统。如苯加氢生产环己烷采用雷尼镍悬浮液，存在较大流失，有时会造成下游堵塞；苯部分加氢生产环己烯工艺，采用专门的催化剂分离系统，仍造成大量的催化剂流失，为避免对下游装置的影响，在分离装置后面还增加了过滤系统，虽然降低了对下游的影响，但造成了贵金属的损耗。目前这些反应所用催化剂多为重金属或贵金属，催化剂的流失，一方面造成一定的经济损失，同时也造成了环境的污染。

此外，这些催化剂的工业性能多比小试评价时要低，笔者研究发现，这不仅仅是工业放大造成的，更主要的是工业规模装置与小试评价装置结构不同，催化剂的流动分离与小试偏差较大，经过研究发现，如果催化剂不流出反应器，而是在反应器内部循环效果将大大改善。

已公开发明专利CN1696087A公开了一种由反应系统和沉降分离系统组成的整套苯选择加氢制环己烯的工艺装置。该工艺装置的反应系统由高压反应釜和常规的多级搅拌器组成，催化剂随反应产物离开反应器，在沉降器中进行分层，催化剂通过泵循环回反应器。该装置存在的问题是催化剂从反应器离开后，在沉降器中分离时，部分细小的催化剂随反应产物流失，造成催化剂损耗较大；沉降后的催化剂浆液返回反应系统后不能马上与反应气液充分混合，降低了反应效率，导致实际反应效果与催化剂评价装置测试效果相差较大。

实用新型专利CN2649170Y公开了一种高效自吸式气液搅拌装置，由驱动装置、联轴器、空心搅拌轴、自吸式搅拌器、辅助搅拌器等组成。该装置存在的缺点是，适用于间歇装置，难以实现大规模连续化生产；适用于气体传质控制的气液反应，无催化剂连续进出管道，催化剂无法与反应液分离。

发明内容

本实用新型的目的在于克服已有技术的不足，提供一种充分考虑了气-液-液-固反应的特点，实现了催化剂的器内循环，模拟了实验室小试的环境，有利于提高目标产物的选择性，同时避免了贵金属催化剂流失的一种用于气-液-液-固多相反应的反应装置。

本实用新型的一种用于气-液-液-固多相反应的反应装置，它包括圆柱筒体，所述的圆柱筒体的顶部和底部分别设置有封头，在上封头处安装有电机，在所述的筒体内安装有导流筒，在所述的导流筒内装有搅拌器，所述的搅拌器的搅拌轴与电机轴相连，在所述的搅拌轴上装有三级叶片，其中下层叶片为轴流叶片，中层和上层叶片为径流叶片，在所述的筒体外设有换热夹套，在所述的筒体内设有多级换热盘管，与气体进管相连的气相分布器以及与液体进管相连的液相分布器分别设置在筒体内搅拌器下部，在所述的筒体与导流筒之间沿竖直方向安装有挡板，在所述的筒体、导流筒以及挡板的一侧围成的区域的筒体的上部设置有油相出口，在所述的筒体内位于油相出口处设有溢流堰，在位于挡板的另一侧的导流筒上部开有至少一个豁口，在所述的上封头上开有尾气出口，在所述的筒体上装有液位计和界面计，在所述的筒体下部开有催化剂取样分析口以及催化剂补加和卸出口，所述的导流筒高于溢流堰，导流筒豁口底边低于溢流堰，挡板与导流筒高度相同。

本实用新型装置具有以下突出特点：

1.催化剂不需外循环，在反应器内实现了与反应液的分离和循环，增强了催化效果，提高了反应生产能力。

2.反应器由导流筒分为内部的反应区和外部与反应器壁间的沉降区，不需要设置催化剂外循环所需的沉降分离设备和循环泵，节约了设备投资，降低了能源消耗，减少了设备维护和管理费用。

3.搅拌器采用多层桨叶，实现不同功能。下层桨叶采用轴流型的推进式桨叶，促进催化剂和物料自反应器下部向上流动，中间层和上层桨叶采用径流型的圆盘涡轮式桨叶，促进气体分散，加强气体与液体的混合，促进反应的发生。

4.设置锥台式导流筒，上层液体沿反应器圆周运动，增加了催化剂的沉降分离时间，运行近一周后至挡板，催化剂相沉降至导流筒下部，反应液沿溢流堰从出料口出料；导流筒下部离器壁较近，可防止催化剂聚积；在反应器内部通过导流筒实现了催化剂与反应液的分离。