CN215087001U - 一种气-液-固三相连续化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气‑液‑固三相连续化反应装置，该装置由多级环流反应器和气体压缩机组成。其中反应器塔内设置导流筒，导流筒与反应器同轴；液相分布器位于反应器塔体内，最高段导流筒上端；微泡发生器位于反应器塔体内，最低段导流筒下端；过滤器位于反应器内液相出口前，设置在导流筒与反应器内壁间；反应器液相分布器上端设有液相进口，反应器微泡发生器下端设有气相进口；反应器塔顶设有气相出口，反应器下端微泡发生器上端设有液相出口；反应器塔顶气相出口连接气体压缩机，气体压缩机出口分别连接反应器进气管线和尾气处理系统。实现气‑液‑固三相的连续化反应、流程简单、设备投资少、提高了气‑液‑固类反应的经济效益。

Description

一种气-液-固三相连续化反应装置

技术领域

本实用新型涉及气-液-固三相的连续化反应，尤其是指一种气-液-固三相连续化反应装置。

背景技术

目前，工业生产过程中气-液-固三相反应常采用鼓泡式反应器和搅拌釜式反应器，这两类传统反应器反应效率低，运行成本高。

基于鼓泡式反应器发展起来的多级环流反应器是在鼓泡反应器内引入导流筒，使流体在反应器内产生循环流动，从而可以增强气-液-固三相的混合效果，反应的总传质效率也高于传统的鼓泡式反应器。

但是，多级环流反应器存在一个严重的缺陷，即在气-液-固(尤其指固相为催化剂)三相反应中，由于催化剂不参与化学反应，在反应结束后会随液相排出反应器，经过滤器实现液固分离，固体催化剂附着在滤网上，需经历机械剥离等一系列操作后才能重新送入反应器内，这一过程会造成固体催化剂破裂，影响后续的催化效率，同时，也限制了多级环流反应器只能实现间歇操作。

发明内容

本实用新型的目的为针对当前技术中存在的不足，提供了一种气-液-固三相连续化反应装置。适用于气-液-固三相连续化反应，其中固相为催化剂。

本实用新型的技术方案为：

一种适用于气-液-固三相连续化反应的装置，该装置由多级环流反应器和气体压缩机组成。其中反应器塔内设置导流筒，导流筒与反应器同轴；液相分布器位于反应器塔体内，最高段导流筒上端；微泡发生器位于反应器塔体内，最低段导流筒下端；过滤器位于反应器内液相出口前，设置在导流筒与反应器内壁间；反应器液相分布器上端设有液相进口，反应器微泡发生器下端设有气相进口；反应器塔顶设有气相出口，反应器下端微泡发生器上端设有液相出口；反应器塔顶气相出口连接气体压缩机，气体压缩机出口分别连接反应器进气管线和尾气处理系统。

其中：

导流筒可以是两段或两段以上；

过滤器可以是一个或一个以上；过滤器是多个以上的，均匀分布设置在在导流筒与反应器内壁间。

本实用新型的有益效果为：

在塔底液相出口设置过滤器，可以使固相催化剂始终停留在反应器内部，避免了后期固体催化剂的回收工序。此外，当反应器底部排出液相产物时，液相经过滤器排出反应器，固体催化剂会因为液体的流动附着在过滤器表面，由于反应器的进气量较大，附着在过滤器表面的催化剂所受的气液冲刷给的轴向力，远远大于催化剂所受的径向力，也就是说，气液冲刷会不断带走附着在过滤器表面的催化剂，更新过滤器表面，这样不仅增加了气-液-固三相的混合效果，而且在反应器内部内置过滤器，可以使反应器实现连续化操作，降低运行成本，反应更稳定。

反应器出口设置压缩机，将过量的原料气加压后送回反应器气相进口，可以提高原料气的利用率，降低成本。同时，设置气体循环管线，可以提高反应器进气量，过量原料气使导流筒内液面高于导流筒与塔壁环隙液面，随着气含率增加，导流筒内的液面会超过导流筒，使混合均匀的液固混合物从导流筒流向导流筒外，由于重力作用，液固混合物会加速进入导流筒与塔壁环隙液面内，从而增加气-液-固三相的混合效果。

本实用新型装置实现气-液-固三相的连续化反应、流程简单、设备投资少、提高了气-液-固(尤其指固相为催化剂)类反应的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型涉及的连续化多级环流反应器装置流程图；

其中，R1-多级环流反应器，X1-过滤器，X2-微泡发生器，X3-液相分布器，X4-导流筒，C1-气体压缩机，1-气相原料，2-液相原料，3-尾气，4-循环气，5-液相反应产物。

具体实施方式

下面通过具体实施实例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型涉及一种连续化多级环流反应器及其工艺流程，如图1所示，该装置由多级环流反应器R1和气体压缩机C1组成；其中多级环流反应器塔内设置导流筒X4，导流筒与反应器同轴；液相分布器X3位于反应器塔体内，最高段导流筒上端；微泡发生器X2位于反应器塔体内，最低段导流筒下端；过滤器X1位于反应器内液相出口前，均布在导流筒与反应器内壁间；反应器液相分布器上端设有液相进口，反应器微泡发生器下端设有气相进口；反应器塔顶设有气相出口，反应器下端微泡发生器上端设有液相出口；反应器塔顶气相出口连接气体压缩机C1，气体压缩机出口连接反应器进气管线和尾气处理系统。

原料气1从底部进入反应器,原料液2从反应器上端进入反应器，反应器顶部气相经过气体压缩机后分为两股，一股气相4汇入反应器进气管线，另一股气相3送入尾气处理系统，液相产物5从反应器底部经过滤器排出。

采用上述装置具有举例说明如下：

实施例1

重油加氢裂化是在高温、高氢压和催化剂存在的条件下，使重油发生裂化反应，转化为气体、汽油、喷气燃料以及柴油等的过程。选用三级环流反应器，反应器体积为200L，反应器内液相出口前设置两个过滤器。高压氢气(1)从反应器塔底进入，重油(2)从反应器上端进入，采用镍分散型催化剂(在反应原料油中浓度为1000μg·g^-1)，反应器操作条件：操作压力7.0MPa，操作温度400℃。反应器经连续反应300h后，仍能获得较高的轻油收率，且催化剂基本保持完好，无破损。

实施例2

选用三级环流反应器，反应器体积为200L，反应器内液相出口前设置一个过滤器。高压氢气(1)从反应器塔底进入，重油(2)从反应器上端进入，采用镍分散型催化剂(在反应原料油中浓度为1000μg·g^-1)，反应器操作条件：操作压力7.0MPa，操作温度400℃。反应器经连续反应240h后，仍能获得较高的轻油收率，且催化剂基本保持完好，无破损。

实施例3

选用二级环流反应器，反应器体积为80L，反应器内液相出口前设置两个过滤器。高压氢气(1)从反应器塔底进入，重油(2)从反应器上端进入，采用镍分散型催化剂(在反应原料油中浓度为1000μg·g^-1)，反应器操作条件：操作压力7.0MPa，操作温度400℃。反应器经连续反应150h后，仍能获得较高的轻油收率，且催化剂基本保持完好，无破损。

实施例4

选用二级环流反应器，反应器体积为80L，反应器内液相出口前设置一个过滤器。高压氢气(1)从反应器塔底进入，重油(2)从反应器上端进入，采用镍分散型催化剂(在反应原料油中浓度为1000μg·g^-1)，反应器操作条件：操作压力7.0MPa，操作温度400℃。反应器经连续反应120h后，仍能获得较高的轻油收率，且催化剂基本保持完好，无破损。

以上所述仅为本实用新型创造的较佳实例而已，讨论实例的目的是更好地说明本实用新型的原理及其实用性，并不用以限制本实用新型创造，凡在本实用新型创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型创造的保护范围之内。

本实用新型未尽事宜为公知技术。

Claims (4)

1.一种气-液-固三相连续化反应装置，其特征是，由多级环流反应器和气体压缩机组成；其中多级环流反应器塔内设置导流筒，导流筒与反应器同轴；液相分布器位于反应器塔体内，最高段导流筒上端；微泡发生器位于反应器塔体内，最低段导流筒下端；过滤器位于反应器内液相出口前，设置在导流筒与反应器内壁间；反应器液相分布器上端设有液相进口，反应器微泡发生器下端设有气相进口；反应器塔顶设有气相出口，反应器下端微泡发生器上端设有液相出口；反应器塔顶气相出口连接气体压缩机，气体压缩机出口分别连接反应器进气管线和尾气处理系统。

2.如权利要求1所述的装置，其特征是，过滤器是一个或多个以上。

3.如权利要求2所述的装置，其特征是，过滤器是多个以上的，均匀分布设置在导流筒与反应器内壁间。

4.如权利要求1所述的装置，其特征是，导流筒是两段或两段以上。

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