[实用新型]一种浆态床环流反应器

说明书

一种浆态床环流反应器，包括依次连通的上升管(1)、上升管上部管径扩大的扩大段(2)、固液分离器(10)和下降管(3)，所述的固液分离器(10)底部经下降管(3)与上升管(1)底部连通；所述的扩大段(2)内设置导流筒(5)和折流板(6)，所述的导流筒为由上至下直径缩小的圆筒，所述的折流板有至少一个圆环状平板组成，位于扩大段与导流筒之间，所述的固液分离器(10)内设置过滤组件(11)，并经过滤组件设置清液出口(16)，所述的上升管(1)底部设有原料入口(4)，所述的扩大段(2)顶部设有气体出口(15)。本实用新型提供的浆态床环流反应器适用于气液固三相的反应，气液固三相分离效率高，能够避免过度反应，尤其适用于蒽醌法制过氧化氢工艺中。

技术领域

本实用新型涉及一种浆态床反应器，更具体地说，涉及一种适用于加氢反应的浆态床外环流反应器。

背景技术

过氧化氢是一种重要的无机化工原料，它广泛应用于造纸、纺织、化学品合成、军工、电子、食品加工、医药、化妆品、环境保护、冶金等诸多领域。过氧化氢分解后产生水和氧气，对环境无二次污染，是一种绿色化学品。目前国内外普遍采用蒽醌法进行过氧化氢的生产。蒽醌法生产过氧化氢是以蒽醌衍生物作为工作载体，在催化剂的作用下，用氢气将溶解在有机溶剂中的蒽醌衍生物氢化，生成相应的氢蒽醌。然后，氢蒽醌氧化生成过氧化氢和蒽醌衍生物。最后，用水萃取有机溶剂中的过氧化氢得到一定浓度的过氧化氢水溶液作为产品，含有蒽醌衍生物和有机溶剂的工作液则被循环使用。其中，蒽醌氢化过程的效率直接决定过氧化氢的产量和浓度，对整个过氧化氢的生产具有决定意义。目前国内在蒽醌氢化过程中最常用的是下流式固定床反应器，即滴流床反应器，但是固定床反应器存在催化剂利用效率低、反应选择性低、床层内温度分布不均匀、催化剂局部持液量大和工作液降解严重的问题。采用固定床反应器进行氢化过程，氢效一般仅为6～7g/L_氢化液。而采用气液并流向上运动的反应器是进行蒽醌衍生物氢化过程的最佳选择。此类反应器包括管式悬浮床反应器、鼓泡床反应器和浆态床反应器。在气液两相并流向上流动的过程中，工作液和氢蒽醌混合溶液作为连续相，而氢气(或氢气与惰性气体混合气)作为分散相，既可以提高工作液的处理量和催化剂的利用率，增加蒽醌转化率，又克服了固定床催化剂床层局部持液量大，温度分布不均造成的工作液降解的问题。国外新建的大型过氧化氢生产装置一般采用上流式流化床进行氢化反应，氢效一般可达12g/L_氢化液以上。

US4428923公开了一种蒽醌法生产过氧化氢的管式悬浮床氢化反应器系统，反应器成迂回管体系,水平管和垂直管之间由弯头连接,各段管具有相同的通称直径。管外有套管供加热和冷却用,氢化过程就在该反应器中进行。工作液与氢气进入氢化器之前,先经一文丘里混合器预混,催化剂随着工作液一起连续流动,工作液与氢气进行反应,在反应后经过一分离器,将催化剂与氢化液进行初步的分离；分离后还得使用一专用的氢化液过滤器将氢化液与催化剂再次分离,氢化效率为12g/L_氢化液。

CN1298369A提供了一种鼓泡床反应器。反应器优选为立式鼓泡塔，反应器中至少部分的包含水力直径介于1至10mm的通孔或流道构件，通常为床层、针织物、开孔泡沫体或填料，通常为与Sulzer BX填料类似的结构，以供工作液或氢气通过。保证流道构件的侧壁粗糙度为催化剂平均粒径的0.5至5倍，工作液和气相由反应器下部一起进入反应器，在催化剂作用下进行加氢反应，反应后进入固液分离装置进行氢化液与催化剂的分离。该反应系统可以进行间歇和连续两种方式的操作，氢化效率可达15g/L_氢化液以上。

分析以上技术，目前的蒽醌法生产过氧化氢氢化非固定床反应器存在几个问题：反应器的气液固分离效果不好，对后续的过滤等操作造成较大的压力；反应器内流体流动状态紊乱，容易造成具备加氢反应过度，导致催化剂失活，降低氢效；固液分离需要额外的动力设备，不但增加能耗，而且增加了对催化剂的磨损几率。对比上述反应器，浆态床反应器由于催化剂颗粒直径很小(一般为几十微米或者更小)，消除了催化剂内扩散的影响，具有很高的反应比表面和活性，可以大大减少催化剂的用量，同时反应器内部具有更均匀的流动状态，具有良好的技术发展前景。