[发明专利]连续化气液反应装置及含有其的连续化气液反应系统

说明书

本发明提供了一种连续化气液反应装置及含有其的连续化气液反应系统。连续化气液反应装置包括：主反应器、搅拌装置和振荡源。搅拌装置设置于主反应器的内部，且沿主反应器的长度方向延伸；振荡源用于控制主反应器的振荡频率。上述连续化气液反应装置中同时设置有搅拌装置和振荡源，在二者的同时作用下，主反应器中会形成轴向和径向的复杂漩涡，同时随着振荡的进行，漩涡不断出现消失。这能够使主反应器中的流型更加复杂，强化液液传质，进而使反应更加充分，同时提高主反应器的传热效果。振荡源的存在使得体系在器壁和搅拌装置之间剧烈地反复冲刷能够有效抑制反应过程中出现粘接堵塞的风险。

技术领域

本发明涉及化工反应装置制造领域，具体而言，涉及一种连续化气液反应装置及含有其的连续化气液反应系统。

背景技术

气-液-固三相反应在医药化工领域中应用广泛，按床层性质可以分为两类：固定床气液固三相反应器和悬浮床气液固三相反应器。固定床反应器的代表为滴流床。滴流床的优点在于气体在平推流作用下，固液比(或液体滞留量)很小，可使均相反应的影响降低，并且对于气液两相并流向下的流型不会形成有液泛。但缺点在于固定床反应器对固体颗粒的粒度要求比较高。如果固体颗粒太小，催化剂和反应体系不能均匀接触从而容易造成反应器内局部温度升高，导致飞温现象，从而对整个反应效果造成影响。特别地，固定床反应器对反应中有固体生成的气液固三相反应极不适用。

在悬浮床气液固三相反应器中，反应体系中的固体在气液混合物中呈悬浮状态。按有无机械搅拌的类型，悬浮床气液固三相反应器可以分为机械搅拌悬浮式，以气体鼓泡搅拌的鼓泡淤浆反应器，不带搅拌的气液并流向上而固体不带出床外的三相流化床反应器，以及具有导流筒的三相环流反应器等。但在一些低温连续反应过程中，反应时间过长，利用悬浮床气液固三相反应器进行放大生产后容易造成整个反应器体积巨大，同时需要保证反应温度较低。但由于反应温度较低，生成的产品的溶解性也不高导致反应物极易在反应过程中被析出，导致反应器中有大量固体生产，而以上列举的反应器中固体床层大都作为催化剂存在，并且多为批次操作。

由此可以看出，现在的气液固三相反应器通常为批次反应，大部分不能满足连续化生产的需求，且以被堵塞。且对于反应时间较长的反应，为了保证平推流效果，需要巨大的反应体积才能达到希望的反应效果。同时上述反应器的传质传热效果较差，大大提升了放大效应对反应造成的风险，以及需要花费较大的设备投资成本。

在此基础上，有必要提供一种连续化、传热效果好及低成本的连续化气液反应装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种连续化气液反应装置及含有其的连续化气液反应系统，以解决现有的气液反应装置存在因反应中析出固体导致反应不连续且传热效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种连续化气液反应装置，连续化气液反应装置包括：主反应器、搅拌装置和振荡源。搅拌装置设置于主反应器的内部，且沿主反应器的长度方向延伸；振荡源用于控制主反应器的振荡频率。

进一步地，主反应器包括：反应段、回温溶解段和控温单元，反应段设置有第一进料口和反应产物体系出口；回温溶解段设置有反应产物体系入口和产品出口，反应产物体系入口与反应产物体系出口经反应产物体系输送管路相连通；控温单元用于控制主反应器的温度。

进一步地，主反应器还包括中间缓冲段，中间缓冲段包括缓冲溶剂入口，中间缓冲段设置在反应产物体系输送管路上。

进一步地，反应段还设置有第二进料口，且第二进料口的水平高度低于第一进料口的水平高度。

进一步地，控温单元包括：第一控温装置、第二控温装置和第三控温装置，第一控温装置用于控制反应段的温度；第二控温装置用于控制中间缓冲段的温度；及第三控温装置用于控制回温溶解段的温度。

进一步地，主反应器还包括产品池，产品池的入口端与产品出口相连通。