CN217989250U - 加氢反应装置及加氢系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种加氢反应装置及加氢系统，涉及化工设备技术领域，本实用新型提供的加氢反应装置包括循环管体和控温组件；循环管体内具有依次连通并形成循环回路的反应腔、上转移腔、下降腔和下转移腔，反应腔的底部开设有进料口和进气口，上转移腔的顶部开设有出气口，下降腔的底部开设有出料口；控温组件贴合于循环管体的外部，控温组件用于对反应腔加热以及对下降腔降温。本实用新型提供的加氢反应装置不需要额外添加驱动反应液在循环管体内进行循环的动力，反应转化率高，可实现连续进料，连续反应，反应过程中氢气可自出气口排出回收，降低安全隐患。

Description

加氢反应装置及加氢系统

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其是涉及一种加氢反应装置及加氢系统。

背景技术

加氢反应是在有机化合物分子中引入氢原子的化学过程，有机化合物与氢分子的反应，一般有如下两种类型：不饱和键的氢化、脱去某些保护基团。加氢工艺大多是放热反应，而且经常在高压下进行，这主要是因为氢气在一般的溶剂中溶解度很低，这减少了氢气和目标分子的接触，高压可以增加氢在溶剂中的溶解度，因此能加快反应的进行。催化剂在氢化反应中起着重要的作用，大部分氢化都是在催化剂的催化下才得以完成的，氢气以及常用的催化剂大多具有易燃易爆的特点，因此加氢工艺是国家重点监控的18种危险化工工艺之一。传统的加氢设备多采用高压加氢反应釜，存在物料多、氢气用量大、需反复置换，氢气损失多而且易泄露等缺点，具有很大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加氢反应装置及加氢系统，不需要额外添加驱动反应液在循环管体内进行循环的动力，反应转化率高，可实现连续进料，连续反应，反应过程中氢气可自出气口排出回收，降低安全隐患。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种加氢反应装置，包括循环管体和控温组件；

所述循环管体内具有依次连通并形成循环回路的反应腔、上转移腔、下降腔和下转移腔，所述反应腔的底部开设有进料口和进气口，所述上转移腔的顶部开设有出气口，所述下降腔的底部开设有出料口；

所述控温组件贴合于所述循环管体的外部，所述控温组件用于对所述反应腔加热以及对所述下降腔降温。

进一步地，所述反应腔、所述上转移腔、所述下降腔和所述下转移腔所形成的循环回路呈矩形环状结构，所述反应腔和所述下降腔相对竖直设置，所述上转移腔和所述下转移腔相对水平设置。

进一步地，所述进料口的高度高于所述进气口的高度。

进一步地，所述加氢反应装置还包括进料管、进气管、出气管和出料管，所述进料管与所述进料口连接，所述进气管与所述进气口连接，所述出气管与所述出气口连接，所述出料管与所述出料口连接。

进一步地，所述进料管和所述进气管伸入所述反应腔内。

进一步地，所述控温组件包括第一夹套和第二夹套；

所述第一夹套贴合于所述循环管体上对应所述反应腔的外部，所述第一夹套具有第一进液口和第一出液口；

所述第二夹套贴合于所述循环管体上对应所述下降腔的外部，所述第二夹套具有第二进液口和第二出液口。

进一步地，所述第一进液口的高度高于所述第一出液口的高度。

进一步地，所述第二进液口的高度低于所述第二出液口的高度。

进一步地，所述控温组件还包括第一进液管、第一出液管、第二进液管以及第二出液管，所述第一进液管与所述第一进液口连接，所述第一出液管与所述第一出液口连接，所述第二进液管与所述第二进液口连接，所述第二出液管与所述第二出液口连接。

第二方面，本实用新型还提供一种加氢系统，包括上述方案所述的加氢反应装置。

本实用新型提供的加氢反应装置及加氢系统能产生如下有益效果：

在上述加氢反应装置工作时，循环管体内可以充满反应液，反应液由进料口进入反应腔，在控温组件的加热下，温度上升，密度减小，产生向上的浮力而上升，氢气通过进气口进入反应腔，在反应腔中呈气泡状上升，与反应液充分接触进行反应；在上转移腔，气液产生分离，气体通过出气口排出装置外，而反应液进入下降腔；在下降腔中，反应液通过控温组件降温，密度加大，而向下流动；随后通过下转移腔，进入反应腔，继续与氢气混合反应。如此反复循环，直至反应液反应完全。反应完全的部分反应液从出料口流出反应器，进行下步反应，大部分反应液通过自循环在循环管体内循环流动，与反应腔进入的反应液混合后，再继续与氢气反应。

相对于现有技术来说，本实用新型第一方面提供的加氢反应装置不需要额外添加驱动反应液在循环管体内进行循环的动力，通过反应液的温差产生循环动力，通过多次循环，提高反应转化率，通过不断取出部分反应液，再补充新的反应液，实现连续进料，连续反应，反应过程中氢气可自出气口排出回收，降低安全隐患。

本实用新型第二方面提供的加氢系统有本实用新型第一方面提供的加氢反应装置，从而具有本实用新型第一方面提供的加氢反应装置所具有的一切有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种加氢反应装置的结构示意图。

图标：1-循环管体；11-反应腔；111-进料口；112-进气口；12-上转移腔；121-出气口；13-下降腔；131-出料口；14-下转移腔；2-控温组件；21-第一夹套；211-第一进液口；212-第一出液口；22-第二夹套；221-第二进液口；222-第二出液口；23-第一进液管；24-第一出液管；25-第二进液管；26-第二出液管；3-进料管；4-进气管；5-出气管；6-出料管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型第一方面的实施例在于提供一种加氢反应装置，如图1所示，包括循环管体1和控温组件2；循环管体1内具有依次连通并形成循环回路的反应腔11、上转移腔12、下降腔13和下转移腔14，反应腔11的底部开设有进料口111和进气口112，上转移腔12的顶部开设有出气口121，下降腔13的底部开设有出料口131；控温组件2贴合于循环管体1的外部，控温组件2用于对反应腔11加热以及对下降腔13降温。

以图1为例进行具体说明：上述实施例提供的加氢反应装置中，由于反应腔11的底部开设有进料口111和进气口112，进料口111进入的反应液与进气口112进入的氢气能够在反应腔充分反应；反应后进入上转移腔12，上转移腔12内气液产生分离，氢气通过上转移腔12顶部开设有出气口121排出，反应液进入右侧的下降腔13以及底部的下转移腔14，部分反应液从出料口131流出反应器，大部分反应液最终返回至反应腔11，如此循环，提高反应转化率，实现连续进料，连续反应，连续生产。

上述加氢反应装置通过反应液的温差产生循环动力。反应腔11内，反应液在控温组件2的加热下，温度上升，密度减小，产生向上的浮力而上升；下降腔13中，反应液通过控温组件2降温，密度加大，而向下流动。同时，氢气的上升作用、进料口111的进料以及出料口131的出料均对反应液的循环起到促进作用。

具体地，循环管体1包括内管和外管，外管套设于内管的外部，且二者的端部可通过板体密封，从而形成一环形的循环回路。

需要说明的是，上述循环回路可以为多种形状，例如矩形、腰形、正多边形等。

在一些实施例中，如图1所示，反应腔11、上转移腔12、下降腔13和下转移腔14所形成的循环回路呈矩形环状结构，反应腔11和下降腔13相对竖直设置，上转移腔12和下转移腔14相对水平设置。

上述设置可易于反应腔11内反应液的上升以及下降腔13的下降，同时易于上转移腔12内的气液分离以及下转移腔14内反应液循环至反应腔11，从而便于氢气的顺利排出，反应液的循环效果更好，提高转化效率。

在一些实施例中，如图1所示，进料口111的高度高于进气口112的高度。

上述设置可使得氢气能够更早的进入反应腔11，加长氢气的反应路径，从而更充分地与循环至反应腔11内的反应液以及通过进料口111进入反应腔11内的反应液进行反应，提高转化效率。

在一些实施例中，如图1所示，加氢反应装置还可以但不限于包括与进气口112连接的进气管4。为了加大氢气与反应液的接触面积，氢气可以通过进气管4以及进气管4末端的气体分布器分散进入反应腔11，使得氢气能够更充分地与反应腔11内的反应液进行反应。

进气管4上可以设有用于控制进气管4进气量的第一阀门。

在一些实施例中，如图1所示，加氢反应装置还可以但不限于包括进料管3、出气管5和出料管6，其中：

进料管3与进料口111连接，进料管3能够向进料口111排入反应液。进料管3上可以设有用于控制进料管3内反应液流量的第二阀门。

出气管5与出气口121连接，出气管5能够将出气口121处的氢气排出，保证循环管体1内气压的稳定性。出气管5上可以设有用于控制出气管5内气体流量的第三阀门。

出料管6与出料口131连接，出料管6能够通过出料口131将下降腔13内的部分反应液排出，与进料管3配合，实现连续进料，连续反应。出料管6上可以设有用于控制出料管6内反应液流量的第四阀门。

在一些实施例中，如图1所示，进料管3和进气管4伸入反应腔11内。

上述设置可使得进料管3排出的反应液与循环至反应腔11内的反应液快速混合，同时使得氢气能够充分地与混合后的反应液进行反应，提高反应转化率。

需要说明的是，凡是能够对所述反应腔11加热以及对下降腔13降温的结构都可以是上述实施例所提及的控温组件2。例如：控温组件2可以通过液体、气体等换热物质对反应腔11加热以及对下降腔13降温。

在一些实施例中，如图1所示，控温组件2包括第一夹套21和第二夹套22，其中：

第一夹套21贴合于循环管体1上对应反应腔11的外部，第一夹套21具有第一进液口211和第一出液口212。第一进液口211可以向第一夹套21补入热媒，实现对反应腔11内的反应液加热的作用，第一出液口212用于将第一夹套21内的热媒排出，从而使得第一夹套21稳定地对反应腔11内的反应液进行加热。

同理，第二夹套22贴合于循环管体1上对应下降腔13的外部，第二夹套22具有第二进液口221和第二出液口222。第二进液口221可以向第二夹套22补入冷媒，第二出液口222用于将第二夹套22内的冷媒排出，从而使得第二夹套22稳定地对反应腔11内的反应液进行降温。

上述第一夹套21内的热媒和第二夹套22内的冷媒可以为液体也可以为气体。

在一些实施例中，如图1所示，第一进液口211的高度高于第一出液口212的高度。

在反应腔11内，反应液的流向大致可以看作是自下至上，第一进液口211的高度高于第一出液口212的高度可使得第一夹套21内的高温液体自上至下流动，如此可使得反应腔11内的反应液与第一夹套21内的高温液体充分换热。

在一些实施例中，如图1所示，第二进液口221的高度低于第二出液口222的高度。

同理，在下降腔13内，反应液的流向大致可以看作是自上至下，第二进液口221的高度低于第二出液口222的高度可使得第二夹套22内的高温液体自下至上流动，如此可使得下降腔13内的反应液与第二夹套22内的高温液体充分换热。

在一些实施例中，如图1所示，控温组件2还包括第一进液管23、第一出液管24、第二进液管25以及第二出液管26，其中：

第一进液管23与第一进液口211连接，第一进液管23能够向第一进液口211排入高温液体。第一进液管23上可以设有用于控制第一进液管23内高温液体流量的第五阀门，其可以与循环管体1中的外管连接。

第一出液管24与第一出液口212连接，第一出液管24能够将第一夹套21内的高温液体排出，第一出液管24可以与循环管体1中的内管连接。

第二进液管25与第二进液口221连接，第二进液管25能够向第二进液口221排入低温液体。第二进液管25上可以设有用于控制第二进液管25内低温液体流量的第六阀门，其可以与循环管体1中的外管连接；

第二出液管26与第二出液口222连接，第二出液管26能够将第二夹套22内的低温液体排出，第二出液管26可以与循环管体1中的内管连接。

为便于控制各个管道内物质的流量，上述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门优先采用电磁阀。

本实用新型第二方面的实施例在于提供一种加氢系统，本实用新型第二方面的实施例提供的加氢系统包括上述加氢反应装置。

本实用新型第二方面提供的加氢系统有本实用新型第一方面的实施例提供的加氢反应装置，从而具有本实用新型第一方面的实施例提供的加氢反应装置所具有的一切有益效果。

上述加氢系统可以包括有与进料管3连通的供料设备、与进气管4连通的供气设备、与第一进液管23连通的供热媒设备以及与第二进液管25连通的供冷媒设备。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种加氢反应装置，其特征在于，包括循环管体(1)和控温组件(2)；

所述循环管体(1)内具有依次连通并形成循环回路的反应腔(11)、上转移腔(12)、下降腔(13)和下转移腔(14)，所述反应腔(11)的底部开设有进料口(111)和进气口(112)，所述上转移腔(12)的顶部开设有出气口(121)，所述下降腔(13)的底部开设有出料口(131)；

所述控温组件(2)贴合于所述循环管体(1)的外部，所述控温组件(2)用于对所述反应腔(11)加热以及对所述下降腔(13)降温。

2.根据权利要求1所述的加氢反应装置，其特征在于，所述反应腔(11)、所述上转移腔(12)、所述下降腔(13)和所述下转移腔(14)所形成的循环回路呈矩形环状结构，所述反应腔(11)和所述下降腔(13)相对竖直设置，所述上转移腔(12)和所述下转移腔(14)相对水平设置。

3.根据权利要求1所述的加氢反应装置，其特征在于，所述进料口(111)的高度高于所述进气口(112)的高度。

4.根据权利要求1所述的加氢反应装置，其特征在于，所述加氢反应装置还包括进料管(3)、进气管(4)、出气管(5)和出料管(6)，所述进料管(3)与所述进料口(111)连接，所述进气管(4)与所述进气口(112)连接，所述出气管(5)与所述出气口(121)连接，所述出料管(6)与所述出料口(131)连接。

5.根据权利要求4所述的加氢反应装置，其特征在于，所述进料管(3)和所述进气管(4)伸入所述反应腔(11)内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的加氢反应装置，其特征在于，所述控温组件(2)包括第一夹套(21)和第二夹套(22)；

所述第一夹套(21)贴合于所述循环管体(1)上对应所述反应腔(11)的外部，所述第一夹套(21)具有第一进液口(211)和第一出液口(212)；

所述第二夹套(22)贴合于所述循环管体(1)上对应所述下降腔(13)的外部，所述第二夹套(22)具有第二进液口(221)和第二出液口(222)。

7.根据权利要求6所述的加氢反应装置，其特征在于，所述第一进液口(211)的高度高于所述第一出液口(212)的高度。

8.根据权利要求6所述的加氢反应装置，其特征在于，所述第二进液口(221)的高度低于所述第二出液口(222)的高度。

9.根据权利要求6所述的加氢反应装置，其特征在于，所述控温组件(2)还包括第一进液管(23)、第一出液管(24)、第二进液管(25)以及第二出液管(26)，所述第一进液管(23)与所述第一进液口(211)连接，所述第一出液管(24)与所述第一出液口(212)连接，所述第二进液管(25)与所述第二进液口(221)连接，所述第二出液管(26)与所述第二出液口(222)连接。

10.一种加氢系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的加氢反应装置。

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