CN110586020A - 一种再分布式反应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种再分布式反应装置，其包括壳体、导流筒和气体分布器。导流筒设于壳体内，用于引导壳体内的液相循环流动；气体分布器包括层级设置的多个分配管以及导气管，分配管上设有排气孔；还包括一级气体再分布器和二级气体再分布器，二者均设于所述物料出口的下方，且依次设于所述气体分布器的上方，用于对液相内的气体进行再分布。通过在壳体内设置导流筒和气体分布器，实现在不增加氧气量的基础上，空气和壳体内的物料能够充分接触进行反应，即提高物料氧化的转化率。同时，实现对气体分布器排出的气体以及反应产生的气体进行分级破碎，以减小气泡的直径，使得气泡的分布更加均匀。
Description
技术领域
本发明涉及化工原料制备领域，尤其涉及一种再分布式反应装置。
背景技术
环己酮是重要的化工原料，广泛应用于纤维、合成橡胶、工业涂料、医药、农药、有机溶剂等。目前，环己酮的主要生产方法是环己烷氧化法和水合法。其中环己烷氧化生产环己酮的工业路线有两条：一是环己烷催化氧化法，其次是环己烷无催化氧化法。
环己烷氧化反应为复杂的多重反应，要控制反应温度以及酸、酯等副产物的生成量，但若一味地增加空气量，会导致环己烷的吸氧率差，转化率低，最终导致尾气氧含量上升，给安全生产带来影响；若提高转化率，环己烷进行深度氧化会产生大量副产物，经济效益差。
故现有技术中缺少一种反应装置，能够在保证环己烷一定吸氧率的同时，还能够控制环己烷的转化率，减少产生的副产物的量。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种再分布式反应装置，其在不增加空气量的前提下，实现增加装置内物料的吸氧率，同时还能够减少副产物的产量。
本发明实施例提供了一种再分布式反应装置，包括：
壳体，其底部设有物料进口、顶部设有空气入口和尾气出口以及侧壁上设有物料出口；
导流筒，其设于所述壳体内，用于引导所述壳体内的液相循环流动；
气体分布器，其靠近所述物料进口设置，所述气体分布器包括层级设置的多个分配管以及连通所述空气入口和多个所述分配管的导气管，所述分配管上设有排气孔；
一级气体再分布器和二级气体再分布器，二者均设于所述物料出口的下方，且依次设于所述气体分布器的上方，用于对液相内的气体进行再分布。
在一些实施例中，所述导流筒具有圆筒部和与所述圆筒部相接的喇叭口部，所述圆筒部远离所述喇叭口部的一端开口朝向所述物料进口。
在一些实施例中，所述分配管为圆环形的管线，且其上设有至少一个排液孔，所述分配管围成的管线的直径由下至上依次增加或依次减小。
在一些实施例中，所述壳体为立式罐体，所述圆筒部的轴线与所述立式罐体的轴线共线。
在一些实施例中，所述一级气体再分布器的形状为圆形板状，其上设有用于破碎气泡的多个通孔。
在一些实施例中，所述二级气体再分布器的形状为圆柱形网状，其内设有用于破碎气泡的多个交叉通道。
在一些实施例中，所述一级气体再分布器和所述二级气体再分布器均周向连接于所述壳体的内壁；所述导流筒分别穿设所述一级气体再分布器、所述二级气体再分布器以及所述气体分布器，且其外壁连接于所述一级气体再分布器和所述二级气体再分布器。
在一些实施例中，所述物料进口为圆孔，所述物料进口的轴线、多个所述分配管的轴线以及所述壳体的轴线共线。
在一些实施例中，所述排气孔为两个，二者沿所述排液孔的轴线对称布置；所述排气孔的轴线与所述排液孔的轴线的夹角大于90°。
在一些实施例中，相邻的所述分配管之间的间距由下至上依次增加或依次减小。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：本发明通过在壳体内设置用于引导所述壳体内的液相循环流动的导流筒，以及将空气能够层级排出的气体分布器，实现在不增加氧气量的基础上，空气和壳体内的物料能够充分接触进行反应，即提高物料氧化的转化率。同时，通过在壳体内设置一级气体再分布器和二级气体再分布器，对气体分布器排出的气体以及反应产生的气体进行分级破碎，以减小气泡的直径，使得气泡的分布更加均匀，以增加空气和物料的接触面积，使二者有效地混合，从而增加物料的转化率。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
图1为本发明实施例再分布式反应装置的结构示意图；
图2为本发明实施例再分布式反应装置的二级气体再分布器的结构示意图；
图3为本发明实施例再分布式反应装置的气体分布器的结构示意图；
图4为本发明实施例再分布式反应装置的气体分布器的俯视图；
图5为本发明实施例再分布式反应装置的分配管的剖面图。
图中的附图标记所表示的构件：
1-壳体；11-物料进口；12-空气入口；13-尾气出口；14-物料出口；2-导流筒；21-圆筒部；22-喇叭口部；3-气体分布器；31-分配管；32-导气管；33-排气孔；34-排液孔；4-一级气体再分布器；5-二级气体再分布器。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本发明中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
本发明使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本发明所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
本发明实施例提供了一种再分布式反应装置，如图1所示，再分布式反应装置包括壳体1、导流筒2和气体分布器3，壳体1用于盛装物料。壳体1的底部设有物料进口11、顶部设有空气入口12和尾气出口13以及侧壁上设有物料出口14，物料出口14可连接于真空泵，以辅助将壳体1内反应充分的物料抽出于壳体1；导流筒2设于壳体1内，用于引导壳体1内的液相循环流动，导流筒2可通过其自身的形状特征或者通过其自身的转动对壳体1内的物料起到引导流动的作用；气体分布器3靠近物料进口11设置，以使进入壳体1内的物料与气体分布器3输送出的气体充分接触，气体分布器3包括层级设置的多个分配管31，以及连通空气入口12和多个分配管31的导气管32，分配管31上设有排气孔33。另外，导气管32可与每个分配管31分别连接，或者导气管32连接于其中一个分配管31且多个分配管31之间相连通，以使由导气管32进入的空气，能够分别进入所有的分配管31内，并由多个分配管31通过各自的排气孔33分级排出。上述分配管31的形状和尺寸不限，能够通过其上的排气孔33将空气逐级排至壳体1内，使空气和物料能够分层进行充分接触即可。
进一步地，结合图1和图2，再分布式反应装置还包括一级气体再分布器4和二级气体再分布器5，二者均设于物料出口14的下方，且依次设于气体分布器3的上方，用于对液相内的气体进行再分布，其中液相内的气体可包含由气体分布器4排出与物料未反应完全的气体以及物料和空气反应后产生的尾气。气体分布器3排出后的气体易在壳体1内产生尺寸较大的气泡，且空气与物料氧化反应也会产生气体，使物料内容纳尺寸较大的气泡，导致影响空气与物料的氧化反应，通过上述一级气体再分布器4和二级气体再分布器5能够将向上浮动的气泡打碎，将其转化为多个小气泡，使得气泡更加均匀，以增加空气和物料的接触面积，使二者有效地混合，从而增加物料的转化率。且本申请采用一级气体再分布器4和二级气体再分布器5对气泡进行分级打碎，能够进一步地保证气泡的破碎程度，提高物料的吸氧率。
本发明通过在壳体1内设置用于引导壳体1内的液相循环流动的导流筒2，以及将空气能够层级排出的气体分布器3，实现在不增加氧气量的基础上，空气和壳体1内的物料能够充分接触进行反应，即提高物料氧化的转化率。同时，通过在壳体1内设置一级气体再分布器4和二级气体再分布器5，对气体分布器3排出的气体以及反应产生的气体进行分级破碎，以减小气泡的直径，使得气泡的分布更加均匀，以增加空气和物料的接触面积，使二者有效地混合，从而增加物料的转化率。
在一些实施例中，导流筒2具有圆筒部21和与圆筒部21相接的喇叭口部22(如图1所示)，圆筒部21远离喇叭口部22的一端开口朝向物料进口11。导流筒2通过其自身的圆筒部21和喇叭口部22，可引导壳体1内的液相循环流动，实现通过导流筒2的形状控制壳体1内物料流动的速度和方向，使得物料在特定的流型下流动。
在一些实施例中，分配管31为圆环形的管线，且其上设有至少一个排液孔34，如图3至图5所示，以将分配管31内多余的液体排空，空气能够顺利排出，上述排液孔34的尺寸规格不限，优选地，排液孔34的尺寸大于排气孔33的尺寸，例如排液孔34的直径为3毫米，排气孔33的直径为2毫米，使得液体能够快速排出，且分配管31围成的管线的直径由下至上依次增加或依次减小，以进一步地增加空气与物料的接触面积，如图3所示，本实施例中分配管31围成的管线的直径由下至上依次增加。另外，本申请对上述排液孔34的开孔朝向不限，优选地，排液孔34的开孔朝下，也就是朝向壳体1的底部设置，以使分配管31内的液体在重力的作用下快速排出。
在一些实施例中，壳体1为立式罐体(如图1所示)，立式罐体采用焊接的方式成型，圆筒部21的轴线与立式罐体的轴线共线，导流筒2能够均匀地引导壳体1内的物料流动，增加物料流动的稳定性。
在一些实施例中，一级气体再分布器4的形状为圆形板状(如图1所示)，其上设有用于破碎气泡的多个通孔，一级气体再分布器4对向上浮动的气泡进行一级破碎，可以理解的是，尺寸较大的气泡通过上述通孔，能够被破碎为多个小气泡。
在一些实施例中，二级气体再分布器5的形状为圆柱形网状(如图1和图2所示)，其内设有用于破碎气泡的多个交叉通道，二级气体再分布器5对已经由一级气体再分布器4破碎后的气泡进一步破碎，也就是说，通过二级气体再分布器5上的交叉通道，能够对气泡进一步打碎，使得气泡更加均匀，以增加空气和物料的接触面积，使二者有效地混合，从而增加物料的转化率。
在一些实施例中，一级气体再分布器4和二级气体再分布器5均周向连接于壳体1的内壁，一级气体再分布器4和二级气体再分布器5可与壳体1的内壁之间间隔设置，也可密封连接于壳体1的内壁，优选地，二者均密封连接于壳体1的内壁，以使向上浮动的气泡能够全部由一级气体再分布器4和二级气体再分布器5进行打碎；导流筒2分别穿设一级气体再分布器4、二级气体再分布器5以及气体分布器3(如图1所示)，且其外壁连接于一级气体再分布器4和二级气体再分布器5，导流筒2的外壁与一级气体再分布器4和二级气体再分布器5之间可间隔设置，也可密封连接于一级气体再分布器4和二级气体再分布器5，同样使得向上浮动的气泡能够全部由一级气体再分布器4和二级气体再分布器5进行打碎。另外，导流筒2的外径应小于气体分布器3的分配管31中的内径，以使导流筒2的下端能够穿过气体分布器3，其中，导流筒2的下端口可以与气体分布器3的下端平齐或向下延伸至气体分布器3的下方，并与物料进口11正对。
在一些实施例中，物料进口11为圆孔，物料进口11的轴线、多个分配管31的轴线以及壳体1的轴线共线，以使由物料进口11进入的物料能够均匀地与分配管31排出的空气接触，且物料和空气能够在壳体1内均匀地发生反应，避免仅局部的物料和空气进行接触。
在一些实施例中，继续结合图3至图5，排气孔33为两个，以增加分配管31排气的效率，且两个排气孔33沿排液孔34的轴线对称布置，以使气体均匀地由分配管31排出，其中，排气孔33和排液孔34均为直孔，也就是说，排气孔33和排液孔34的轴线均经过分配管所围成的圆环形管线的圆心；排气孔33的轴线与排液孔34的轴线的夹角大于90°，优选地，排气孔33的轴线与排液孔34的轴线的夹角为105°。
在一些实施例中，相邻的分配管31之间的间距由下至上依次增加或依次减小，通过增加相邻的分配管31之间的间距，从而增加物料和空气的反应速率，在本实施例中相邻的分配管31之间的间距采用由下至上依次增加方式，通过相邻的分配管31之间的间距增加，使得分配管31排出的空气能够和物料分级充分接触。
此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本发明的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本发明。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种再分布式反应装置，其特征在于，包括：
壳体，其底部设有物料进口、顶部设有空气入口和尾气出口以及侧壁上设有物料出口；
导流筒，其设于所述壳体内，用于引导所述壳体内的液相循环流动；
气体分布器，其靠近所述物料进口设置，所述气体分布器包括层级设置的多个分配管以及连通所述空气入口和多个所述分配管的导气管，所述分配管上设有排气孔；
一级气体再分布器和二级气体再分布器，二者均设于所述物料出口的下方，且依次设于所述气体分布器的上方，用于对液相内的气体进行再分布。
2.根据权利要求1所述的再分布式反应装置，其特征在于，所述导流筒具有圆筒部和与所述圆筒部相接的喇叭口部，所述圆筒部远离所述喇叭口部的一端开口朝向所述物料进口。
3.根据权利要求2所述的再分布式反应装置，其特征在于，所述分配管为圆环形的管线，且其上设有至少一个排液孔，所述分配管围成的管线的直径由下至上依次增加或依次减小。
4.根据权利要求3所述的再分布式反应装置，其特征在于，所述壳体为立式罐体，所述圆筒部的轴线与所述立式罐体的轴线共线。
5.根据权利要求4所述的再分布式反应装置，其特征在于，所述一级气体再分布器的形状为圆形板状，其上设有用于破碎气泡的多个通孔。
6.根据权利要求5所述的再分布式反应装置，其特征在于，所述二级气体再分布器的形状为圆柱形网状，其内设有用于破碎气泡的多个交叉通道。
7.根据权利要求6所述的再分布式反应装置，其特征在于，所述一级气体再分布器和所述二级气体再分布器均周向连接于所述壳体的内壁；所述导流筒分别穿设所述一级气体再分布器、所述二级气体再分布器以及所述气体分布器，且其外壁连接于所述一级气体再分布器和所述二级气体再分布器。
8.根据权利要求6所述的再分布式反应装置，其特征在于，所述物料进口为圆孔，所述物料进口的轴线、多个所述分配管的轴线以及所述壳体的轴线共线。
9.根据权利要求3所述的再分布式反应装置，其特征在于，所述排气孔为两个，二者沿所述排液孔的轴线对称布置；所述排气孔的轴线与所述排液孔的轴线的夹角大于90°。
10.根据权利要求3所述的再分布式反应装置，其特征在于，相邻的所述分配管之间的间距由下至上依次增加或依次减小。
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Citations (8)
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2019
- 2019-09-29 CN CN201910935200.9A patent/CN110586020A/zh active Pending
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