[发明专利]一种固定床加氢微界面反应系统

说明书

本发明提供了一种固定床加氢微界面反应系统。该系统包括：固定床反应器和微界面发生器；其中，所述微界面发生器与所述固定床反应器连接，在加氢反应过程中将氢气的压力能和/或反应过程中的液体的动能转化为氢气气泡的表面能，使氢气气泡破碎为微气泡，并使所述微气泡与所述的液体混合形成气液乳化物，气液乳化物进入固定床反应器内再进行后续反应；本发明所述的固定床加氢微界面反应系统，具有能耗低、操作压力低，气液传质相界面积大，表观反应速度快，气体利用率高等优点。

技术领域

本发明涉及固定床反应系统技术领域，具体而言，涉及一种固定床加氢微界面反应系统。

背景技术

目前能源、石化、精细化工等领域广泛存在气液、气液固等气液反应过程。如氧化、加氢、氯化等气液多相反应，其宏观反应速率一般受制于传质过程。气液反应的体积传质系数主要受到传质系数及气液相界面积的共同影响。已有研究表明，相界面积对体积传质系数的影响程度较大，且容易调控。因此，增大相界面积被视为提高气液宏观反应速率的有效途径。

固定床反应器是常用的化工反应器形式，其是指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物，形成一定高度的堆积床层，气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时，实现非均相反应过程。这类反应器的特点是充填在设备内的固体颗粒固定不动，有别于固体物料在设备内发生运动的移动床和流化床，又称填充床反应器。固定床反应器广泛用于气-固相反应和液-固相反应过程。

但是在固定床反应系统中加氢使氢气与反应液体反应存在的问题为：具有操作压力大，气液传质相界面积小，表观反应速度慢，气体利用率低，投资大，高耗低，不易操作等问题。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种固定床加氢微界面反应系统，旨在解决现有的由于氢气与液体接触面积小而不能充分反应从而耗能大的问题。

一个方面，本发明提出了一种固定床加氢微界面反应系统，包括：固定床反应器、微界面发生器以及气液分离罐；其中，

所述微界面发生器与所述固定床反应器连接，在加氢反应过程中将氢气的压力能和/或反应过程中的液体的动能转化为氢气气泡的表面能，使氢气气泡破碎为微气泡，并使微气泡与反应过程中的液体混合形成气液乳化物，再使气液乳化物进入固定床反应器内再进行后续反应；

所述固定床反应器用于作为加氢反应的反应场所，以在所述气液乳化物进入其中时形成稳定的气液强化固定床反应体系；

所述固定床反应器用于作为加氢反应的反应场所，以在所述气液乳化物进入其中时形成稳定的气液强化固定床反应体系；

所述气液分离罐与所述固定床反应器连接，用以将所述固定床反应器中反应完成的混合物进行气液分离。

进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述微界面发生器选自气动式微界面发生器、液动式微界面发生器以及气液联动式微界面发生器的一种或几种。

进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述微界面发生器设置在所述固定床反应器的上部。

进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述微界面发生器设置在所述固定床反应器的下部。

进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述固定床反应器包括：反应罐和催化剂床层；其中，

所述反应罐为一罐体，用以为所述气液乳化物提供反应空间，反应罐上设有用以输出反应后的混合物出口；

所述催化剂床层固定在所述反应罐内部，床层内设有用以提高所述气液乳化物的反应效率催化剂。

进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，还包括：原料罐、动力机构以及进料预热器；其中，

所述原料罐与所述动力机构相连，用以存储氢气和反应液体；