[实用新型]一种应用于精细化工生产的集成塔式循环流反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于精细化工生产的气液固相间传质、传热、反应过程(或液固，但液相可气化)的集成塔式循环流反应器。

背景技术

当前精细化工生产过程涉及多相混合时基本采用搅拌釜式反应器，通过搅拌桨来实现均匀混合，存在能耗大、死区多、传热传质效率低等问题。

与搅拌釜式反应器相比，循环流反应器结构简单，传热、传质和混合性能良好，压降低，能耗小，剪切应力低，能保持较高的生物浓度及活性，减少固体物料在反应器底部沉积，对精细化工领域具有重要意义。作为一种特殊的流化床，循环流化床能够实现固体的流态化，增加气液固接触时间，提高传热、传质效率，有利于清洁生产，具有很好的应用前景和价值。

CN201420856261.9提出了一种涂料循环式反应釜，并在搅拌轴和釜体的连接部设有压力传感器，通过搅拌器实现混合均匀；CN201220050518.2提出了一种高效制备农药增效剂的反应器，通过搅拌器、夹套加热(或冷却)提高产品质量和生产效率，但上述设备均有能耗大、存在流动死区、无法直接实现分离等问题。

为解决现阶段精细化工领域生产设备在工业生产中存在的诸多问题，本发明在现有技术的基础上提出了一种应用于精细化工领域多相反应的结构简单、效率高的集成塔式循环流反应器设备。

发明内容

本发明提出了一种应用于精细化工领域的具有分离功能的集成塔式循环流反应器，将流化床、固液分离器、循环系统集成为一体，解决了传统搅拌釜式反应器能耗大、存在流动死区的问题；也解决了传统流化床反应器无法实现液固分离、气体再利用等问题。既可减小流动死区，实现固相流态化及活塞流的流动形式，避免气体短路；又能及时完成液固分离；更重要的是该设备无搅拌装置且利用引流喷射器引流外循环气，降低了操作能耗，具有很好的均匀性。所以，该发明能大幅度提升精细化工领域生产过程的传热传质效率，降低生产与设计成本，拥有广阔的工业应用前景。

本发明技术方案如下：

一种应用于精细化工生产的集成塔式循环流反应器；集成塔内自下到上依次为进气管(1)、气体分布器(2)、填料(3)、排液管(e)、液体收集器(4)、进液管(d)、固体收集器(5)、多段内套筒(6)、固体进料管(f)和出气管(9)；液体收集器(4)设置在设备中 部，在固体进料管(f)与进液管(d)间设置多段内套筒(6)，与外套筒(8)形成多循环流结构；内套筒(6)通过螺栓(7)与外套筒(8)连接；集成塔外套筒(8)外设有夹套(11)；在进气管(1)和出气管(9)之间的塔体外部连接气体循环管(c)；出气管(9)与气体循环管(c)的接口处设置排气管(b)；在气体循环管(c)与进气管(1)的接口处设有引流喷射器(10)，引流喷射器(10)的引流介质入口与补气管(a)相连。

所述内套筒(6)与外套筒(8)的直径比为0.1-0.95。

所述内套筒(6)为约翰逊网材料。

所述内套筒(6)优选为2-15段。

所述液体收集器(4)的上部平铺一层液固分离膜，孔隙率0.1-0.9。

所述固分离膜为陶瓷膜或无机膜。

所述所述补气管(a)持续通入反应气或惰性气，排气管(b)用于排出抑制反应的气体。

所述反应器长径比为1.5-11。

本发明所具备的优点：

1.将集成循环流反应器应用于精细化工领域的多相反应，实现了反应器内流动的有序定向性，减小了液相的无规则流动，降低了气泡聚并形成大气泡的概率；无机械运动部件及密封件，且解决了原有搅拌釜式反应器能耗大、死区多的问题；同时，反应器内部剪切应力较低，对生物医药等产业具有重要意义。

2.可在合理条件下将部分液相反应物汽化后作为原料气通入，实现循环流化的同时增加了反应物的接触面积，提高了转化率等。

3.集成了流化床、固液体分离等系统，节省了工艺占地面积，简化了生产装置，降低了能耗，减少了设计制造成本、生产操作成本。

4.可以通过调整设备结构参数及工艺操作参数控制气泡大小和气体速度，增加反应接触面积，提高传质效率，并可以对转化率、停留时间及动力学性能等进行有效控制。

5.循环区以下的固体收集器可以均布气体、破碎气泡，使气体呈现活塞流的流动状态，使气固两相充分接触，避免出现死区。

6.引流喷射器可通过补充气引流未进入内循环的外循环气，实现气体的回收利用。

附图说明

图1为本发明整体结构图。