[实用新型]一种用于气-液-固三相催化反应的喷射回路反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及精细化工技术领域，具体涉及一种反应装置。

背景技术

几乎所有的气-液-固催化反应都是放热反应，而且放热量很大，这就要求换热器本身有足够的换热能力，不仅仅是在反应开始前尽快将物料加热到起始反应温度，更重要的是在反应过程中能及时移出反应所放出的热量。

传统的气液固反应器，如固定床催化反应器，只能通过夹套和蛇管来换热，其换热面积受到反应器本身尺寸的限制，因此普通反应器的尺寸往往不可能做得过大。由于反应热撤问题，还很容易造成反应飞温，副反应严重。又如釜式反应器中粉状催化剂过滤难，及无法实现连续化操作的问题。

另外，传统的气液固反应器由于受换热能力的影响，往往不得不被迫考虑用延缓升温速度，及采用较低反应温度的办法来限制反应速率，减少反应热，否则温度将无法控制。

中国公开专利CN201906610U的喷射反应器，实现了均相催化反应及气液反应，但不能实现气-液-固催化反应，且很难做到与生产工艺物料的有效换热，实现反应热的回收利用。

中国公开文献“用于气固液多相反应的回路反应器”（《化工装备技术》第十五卷第三期1994年）中介绍一种回路反应器为喷射器与反应釜的有效结合，可以解决反应换热问题，但是反应结束后还存在催化剂的过滤问题，特别是对一些加氢催化剂，由于催化剂本身很细，所以反应后催化剂的过滤问题很难处理，会造成催化剂本身及产品的损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于气-液-固三相催化反应的喷射回路反应装置，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于气-液-固三相催化反应的喷射回路反应装置，包括一固定床反应器，所述固定床反应器连接一原料液储罐，其特征在于，所述固定床反应器的顶部设有一文丘里喷射器，所述文丘里喷射器的工作喷嘴朝向所述固定床反应器内部下方；

所述文丘里喷射器设有一进料口，所述进料口分别连接第一换热器的出料口、第二换热器的出料口；

所述固定床反应器通过一循环泵分别连接所述第一换热器的进料口、所述第二换热器的进料口。

所述第一换热器的换热介质优选采用工艺物料，所述第二换热器的换热介质优选采用冷却水。

本实用新型工作时，循环泵启动，初步反应的反应液体将被循环泵吸走，送到第一换热器与生产中的工艺物料换热，并通过第二换热器维持体系温度为设定温度。然后反应液在回路中大流量循环，在喷射器处高速喷射，反应继续进行，当反应产物的含量达到规定值时为止。

传统的固定床催化反应器存在反应热撤出问题，很容易造成反应飞温，副反应严重。而本实用新型的反应装置通过外置双换热器能有效回收强放热反应的反应热，实现反应热与工艺物料的换热，并通过冷却水换热实现反应温度的自动控制。

传统的釜式反应器存在粉状催化剂过滤难及无法实现连续化操作的问题。而本实用新型的反应装置能灵活控制反应的转化率，产物无需过滤，可以实现连续操作。

与传统的管式反应器相比，克服了在管式反应器中，由于气液相接触面积小、转化率不高的问题。本实用新型的反应装置中的文丘里喷射器是一种高效率的给气工具，它可以精细地将微气泡在液相中均布，在喷嘴内产生强烈的剪切混合，然后在固定床床层内高效反应。

与现有喷射回路反应器的比较，现有喷射回路反应器不能实现反应产物无需过滤的气-液-固催化反应，本设计实现喷射器与固定床反应器的串联操作，可以实现气-液-固催化反应，且反应结束后产物无需过滤催化剂。该反应装置设计双换热器，很容易实现与生产工艺物料的有效换热，实现反应热的回收利用。

所述循环泵的出料口还连接一产品回收罐。当反应产物的含量达到规定值时，便可通过循环泵出料至产品回收罐，此时根据需要定量补充新鲜的反应液。

所述文丘里喷射器设有一进气口，所述进气口连接一气体缓冲罐（安全罐）。本实用新型气相进口管线上设置气体缓冲罐，避免在误操作条件下（如泵的出口阀门误关闭）反应液倒吸进入原料气体管线造成生产事故。另外，如果没有缓冲罐的缓冲作用，气体的供料速率不好控制。

所述气体缓冲罐与所述文丘里喷射器之间的气相入口处设有一气液平衡管，所述气液平衡管位于所述固定床反应器的顶部，并联通所述固定床反应器内部。未反应完的气体回到固定床顶部，通过气液平衡管与新鲜气体共同被文丘里喷射器再次吸入继续用于反应，提高气体的利用率及反应的转化率，同时也可以避免系统超压。