CN204265444U - 一种双氧水生产用气液逆流反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双氧水生产用气液逆流反应器，包括气液逆流反应器壳体，反应器壳体底部于气体来源管路上设置分布式进气装置，反应器壳体顶部于氢化液来源管路上设置分布式进液装置，反应器内部设置多组高效气液传质组件，反应器中段位置设置内插式冷却装置，反应器顶部设置气体排放管路，底部设置液体排放管路，其中的气体排放管路与氧化尾气脱液分离器相连，液体排放管路与氧化塔底液脱气分离器相连。本实用新型的气液逆流反应器，提高了气液传质推动力，强化气液传质反应过程，缩短完全氧化反应时间，提高氧化效率，减小氧化塔体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种化工生产中的气液逆流反应器，尤其适用于蒽醌法生产双氧水氢化液的氧化过程。
背景技术
蒽醌法生产双氧水工艺是以2-乙基蒽醌（EAQ）为工作载体，以重芳烃（Ar）和磷酸三辛酯（TOP）为溶剂配成工作液，经过氢化、氧化、萃取和工作液后处理等工序，得到双氧水产品。
现有技术中氧化过程的一般为空气与氢化液发生并流氧化反应，氧化塔一般分为上、下二塔，每个塔内都是氢化液与空气自塔底进入并流向上运动的过程。氢化液中氢蒽醌与空气中的氧气发生反应，生成过氧化氢。氧化塔的上、下两塔为表观串联流程，上塔为新鲜的氧化液和下塔反应过的空气反应，下塔为新鲜空气和上塔反应过的氧化液反应，这样设置的目的一方面以保证氧化完全，另一方面以便充分利用空气中的氧。
气液并流式氧化反应存在如下问题：（1）蒽醌法生产双氧水氢化液的氧化过程为空气自动氧化反应，气相向液相扩散速度慢，再加上气液并流传质反应过程中的传质推动力小，当达到反应器顶部时的反应速率已经非常缓慢，氧化反应时间较长，导致氧化塔体积非常大，而且会导致双氧水的分解，存在安全隐患，同时也降低装置产能；（2）在并流反应过程中，氢化液从底部进入，由下而上运动，这样会由于重力作用液体发生大量的逆向返混，是造成氧化收率偏低的一个重要原因。
CN201309829Y提出了一种蒽醌法生产双氧水氧化装置，是由氧化上节塔、中节塔和上节塔三节塔构成，进行多次氧化，三节塔中安装多个多孔再分布器。该方法的优点是利用再分布器对空气进行多次再分布，降低塔内两物料的偏流和返混，提高氧化收率和塔效率，但该方法仅是通过对气液并流式氧化塔进行优化，没有从根本上解决气液传质推动力小、氧化塔停留时间长、氧化塔体积庞大的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种双氧水生产用气液逆流反应器，提高了气液传质推动力，强化气液传质反应过程，缩短完全氧化反应时间，提高氧化效率，减小氧化塔体积。
本实用新型的双氧水生产用气液逆流反应器，包括气液逆流反应器壳体，反应器壳体底部于气体来源管路上设置分布式进气装置，反应器壳体顶部于氢化液来源管路上设置分布式进液装置，反应器内部设置多组高效气液传质组件，反应器中段位置设置内插式冷却装置，反应器顶部设置气体排放管路，底部设置液体排放管路，其中的气体排放管路与氧化尾气脱液分离器相连，液体排放管路与氧化塔底液脱气分离器相连。
本实用新型中，反应器内部填装若干组高效气液传质组件，数量为5～20个，其中的每组高效气液传质组件均由筛板、填料和填料支撑格栅组成的复合结构形式。
本实用新型中，反应器顶部的气体排放管路与氧化尾气脱液分离器相连，氧化尾气脱液分离器内部设置旋流分离器组件。
本实用新型中，反应器底部的液体排放管路与氧化液脱气分离器相连，氧化液脱气分离器内部设置设置旋流分离器组件。
本实用新型中，反应器中段位置设置内插式冷却器，数量为1～5个，对反应过程放出的热量及时取出。
本双氧水生产用气液逆流反应器具有如下优点：
1、采用气液逆流方式的氧化反应器，比并流过程提供更加的传质推动力，可以大幅度提高传质单元数。
2、气液逆流方式的氧化反应器传质效率高，采用单节塔结构就可以实现并流反应器的两节或三节塔结构的反应效果。
3、反应器内部设置高效气液传质组件（筛板/传质填料），其中的筛板可以起到再分布的作用，防止物料偏流和聚并，传质填料为高效传质提供必要的场所和物理条件。
4、反应器外设置氧化尾气脱液分离器及旋流分离组件和氧化液脱气分离器及旋流分离组件，进一步降低尾气带液和液带气的量，实现节能降耗和更安全。
5、本实用新型达到氧化完全所需时间短，不但可以避免双氧水的分解，提高反应的安全性，而且还可以大大减小氧化塔的体积。
附图说明
图1是本实用新型双氧水生产用气液逆流反应器的结构示意图。
其中：1-气体来源管路，2-氢化液来源管路，3-反应器顶气排放管线，4-反应器底液流出管路，5-气液逆流反应器，6、7、8-高效气液传质组件（6-分布筛板、7-气液传质填料、8-填料支撑格栅），9-内插式冷却器，10-氧化尾气脱液分离器，11-氧化尾气，12-氧化尾气脱除液，13-氧化尾气脱液旋流分离器组件，14-氧化液脱气分离器，15-氧化液脱除气，16-氧化液，17-氧化液脱气旋流分离器组件，18-总氧化液排出管路。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型装置的结构和使用方法。
本实用新型的双氧水生产用气液逆流反应器，用于蒽醌法生产双氧水的氧化过程如下：气体由气体来源管路1进入气液逆流反应器5的底部，氢化液由氢化液来源管路2进入气液逆流反应器5的顶部，二者在塔内的气液传质组件6、7上实现传质氧化反应，在反应过程中经内插式冷却器8进行取热，反应后的顶部气体经反应器顶气排放管线3进入氧化尾气脱液分离器9，将气体中携带的芳烃蒸汽进行精细脱液，脱除的尾气10进入下一工序；反应后的底部液体经反应器底液流出管路4进入氧化液脱气分离器13，将氧化液中溶解的气体进行精细脱除，脱除的氧化液15与氧化尾气脱液分离器9脱除的液体进行混合后进入下一工序。
其中，气体气体为含氧气体，氧化的体积分数为10%～50%；氧化反应温度50～55℃、压力0.2～0.3 MPaG；反应器内的气液体积比为20～50Nm3/m3；反应器的停留时间为5～15分钟。
下面结合实施例对于本实用新型所述的双氧水生产用气液逆流反应器的使用效果进一步说明，但不受下述实施例的限制。
对比例1
利用空气将氢化液氧化，氧化工艺为传统的气液并流工艺，反应器为两节塔结构，整塔规格为φ2400×12600mm，塔内共填装8层筛板。空气自氧化下节塔底进入，经分布管分布后与塔底通入的上节塔反应过的氧化液发生自下而上的并流反应，再经气液分离，分离后的气体进入上节塔继续参加反应，分离后的液体进入下一工序。气液体积比为45Nm3/m3。经此方法反应后的氧化收率为89%～92%，液体完全氧化所需时间为22～25分钟。
实施例1
利用空气将氢化液氧化，氧化工艺和氧化塔采用本实用新型的气液逆流工艺和气液逆流结构单节氧化塔，反应器规格为φ2400×8000mm，内部填装高效气液传质组件和内插式冷却器。空气自反应器底部进入，液体自反应器上部进入，二者在塔内进行气液逆流反应后，顶部气体进入氧化尾气脱液分离器，进行精脱液后排出，底部液体进入氧化液脱气分离器，进行精脱气后排出。气液体积比为45Nm3/m3。经此方法反应后的氧化收率为98.5%～99%，液体完全氧化所需时间为9.8～10.2分钟。
实施例2
利用氧气体积分数为50%的含氧气体将氢化液氧化，氧化工艺和氧化塔采用本实用新型的气液逆流工艺和气液逆流结构单节氧化塔，反应器规格为φ2400×8000mm，内部填装高效气液传质组件和内插式冷却器。空气自反应器底部进入，液体自反应器上部进入，二者在塔内进行气液逆流反应后，顶部气体进入氧化尾气脱液分离器，进行精脱液后排出，底部液体进入氧化液脱气分离器，进行精脱气后排出。气液体积比为25Nm3/m3。经此方法反应后的氧化收率为98.8%～99.5%，液体完全氧化所需时间为6.5～6.6分钟。
Claims (6)
1.一种双氧水生产用气液逆流反应器，其特征在于：包括气液逆流反应器壳体，反应器壳体底部于气体来源管路上设置分布式进气装置，反应器壳体顶部于氢化液来源管路上设置分布式进液装置，反应器内部设置多组高效气液传质组件，反应器中段位置设置内插式冷却装置，反应器顶部设置气体排放管路，底部设置液体排放管路，其中的气体排放管路与氧化尾气脱液分离器相连，液体排放管路与氧化塔底液脱气分离器相连。
2.按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：反应器内部填装若干组高效气液传质组件，数量为5～20个。
3.按照权利要求2所述的反应器，其特征在于：其中的每组高效气液传质组件均由筛板、填料和填料支撑格栅组成的复合结构形式。
4.按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：氧化尾气脱液分离器内部设置旋流分离器组件。
5.按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：氧化液脱气分离器内部设置旋流分离器组件。
6.按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：反应器中段位置设置内插式冷却器的数量为1～5个。
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