CN2523493Y

CN2523493Y - 一种用于评价固体催化剂的反应器

Info

Publication number: CN2523493Y
Application number: CN 02203353
Authority: CN
Inventors: 李永旺; 张荣乐; 李伟; 白亮; 相宏伟; 周敬来; 高明轩; 刘利军; 常杰
Original assignee: Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS
Current assignee: Zhongke Synthetic Oil Technology Co Ltd
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2002-12-04
Anticipated expiration: 2012-01-25

Abstract

一种用于评价固体催化剂的反应器，是由釜体、釜盖、反应物入口、产物出口、测温口、螺旋桨、催化剂筐组成；釜体是U字形，在釜体有反应物入口、产物出口和测温口，螺旋桨安装于釜盖上，催化剂筐通过连接件固定于釜盖，并位于U字形釜体内，螺旋桨位于连接件内。本实用新型具有应用范围广，运行平稳，不易阻塞，可长期测评等特点，可测定反应物相对于催化剂的流速，更接近工业反应器的工况优点，有利于提高催化剂的评价效率。

Description

一种用于评价固体催化剂的反应器

技术领域：

本实用新型属于一种反应器，具体地说涉及一种用于评价固体催化剂的反应器。

背景技术：

在实验室评价固体催化剂的活性、寿命、产品的选择性及产品的质量，进行催化反应动力学研究常采用固定床管式反应器。在此反应器中，催化剂装入空反应管中，气体或液体从上往下流过催化剂床层，反应物转化为产物。

固定床管式反应器具有以下缺点：(1)对于工业原颗粒催化剂，山于反应管直径较小，导致严重的壁效应，使流体分布不均从而得不到真实的反应结果；(2)在催化反应动力学研究中，需要考察反应组分、温度对反应速率的影响。由于反应物沿着催化剂床层连续反应，在催化剂床层的不同位置将有不同的温度及反应物浓度，而我们在出口得到的是不同反应物浓度及反应温度对反应速率连续作用的总包结果。得不到一定温度及浓度下的催化剂的反应速率。

因而，针对固定床反应器不能评价原颗粒催化剂及其积分效应的缺点，设计出来两种无梯度反应器用于评价催化剂，进行催化反应动力学研究。

1.转篮式无梯度反应器

转篮式无梯度反应器是由Carberry教授发明的催化剂运动的反应器。在这个反应器中，催化剂装入蓝筐中，蓝筐在反应物中旋转。高速旋转的蓝筐带动催化剂搅动反应物，消除了反应物体相中的浓度梯度及温度梯度。

然而，转篮式无梯度反应器，具有以下缺点：

(1)由于反应物随催化剂筐旋转，不能测定反应物相对于催化剂的实际流速。

(2)如反应物相对于催化剂的流速未知时，则无法计算气体与液体及液体与固体之间的传质速率，理论上无法判断是否消除外扩散的影响。

2. Berty无梯度反应器

Berty无梯度反应器是由Berty博士发明的催化剂固定的反应器。在这个反应器中，催化剂装入催化剂筐中，螺旋桨推动流体从下向上快速通过催化剂床层。高速流动的流体消除了反应物体相中的浓度梯度及温度梯度。

Berty无梯度反应器，具有以下缺点：

(1)由于螺旋桨在反应器的下部，反应产物将通过轴承流入旋转轴的套管中去，若反应产物中含有易凝固的重质组分，将在套管中凝固，进而阻碍搅拌轴的正常旋转，使反应不能长期运转。

(2)由于流体受螺旋桨推动，从下向上通过催化剂床层，其速度受最小流化速度的限制，不能反映工业固定床反应器的实际操作情况。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种能测定通过催化剂床层的流体流速，能长期评价固体催化剂性能，同时能反映工业固定床反应器的实际操作情况的反应器。

本实用新型的目的是这样实现的：它是由釜体、釜盖、反应物入口、产物出口、测温口、螺旋桨、催化剂筐组成，其特征在于所述的釜体是U字形，在釜体有反应物入口、产物出口和测温口，螺旋桨安装于釜盖上，催化剂筐通过连接件固定于釜盖，并位于U字形釜体内，螺旋桨位于连接件内。

如上所述的螺旋桨通过螺旋桨轴和安装于釜盖上的轴承固定于釜盖上。

如上所述的连接件上部固定于釜盖内侧，下部与催化剂筐固定连接，连接件上部有流体入口通道，下部有一环形流体出口孔。

如上所述的催化剂筐下部安装有筛网，催化剂筐下部还可以固定有测速管。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)可用于气固反应也可用于气液固反应，具有应用范围广。

(2)运行平稳，不易阻塞，可长期测评。

(3)可测定反应物相对于催化剂的流速。

(4)更接近工业反应器的工况优点，有利于提高催化剂的评价效率。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作详细描述。

图1为本实用新型的反应器的剖面图。

图2为本实用新型的反应器中连接件的结构图剖而图。

图3为本实用新型的催化剂筐的结构图剖面图。

图4为本实用新型的测速管的结构图剖面图。

如图所示，釜体1及釜盖2由螺栓3连接，釜体1及釜盖2间的密封环4被压紧以保证反应器的密封。釜盖2的中心有一个螺旋桨轴孔，螺旋桨轴10从此孔下伸进入反应器中，螺旋桨轴10在反应器外由轴承11、伸长管9支撑；在反应器内螺丝13将螺旋桨8固定在螺旋桨轴10上；此结构防止高凝固点物质通过轴承11降落进入伸长管9凝固阻止螺旋桨轴10的转动。釜盖2上有一个孔用来插反应器的热偶管12。螺钉5将釜盖2与连接件6连接起来。连接件6上部有流体入口通道7，下部有环形流体出口孔25，螺旋桨8将流体从流体入口通道7吸入并下压通过环形流体出口孔25和催化剂床层21。釜体1底部中心有一个孔用于插催化剂中心热偶管17，旁边对称位置有两个孔为反应物入口16及产物出口18。三个连接螺栓14将连接件6与催化剂筐20连接起来。此结构保证螺旋桨8推动流体自上向下通过催化剂床层21，细的金属筛网19固定在催化剂筐20上，筛网19上可放需要测试的催化剂21。筛网19下为三个螺栓孔15，此三个螺栓孔将测速管23与催化剂筐20连接，用流体测速计来测量常压下通过催化剂床层的流体流速，并进而计算催化剂床层的压力降和循环比。反应器上反应物入口16与反应器的热偶管12可以互换，分别适应不同的反应。

连接件有四个带螺栓孔5的支脚22，依靠支脚22上螺栓5把连接件6与反应器釜盖2连接；四个支脚22之间为四个流体通道7，流体通过此通道7被螺旋桨吸入并下压通过环形流体出口孔25。连接件下部有三个螺栓孔14，此螺栓孔14用来固定下部的催化剂筐20。

催化剂筐上部有三个螺栓孔14，用来与上部的连接件6相连。下部也有三个螺栓孔15，用来与下部的测速管23相连。

测速管上部有三个螺栓孔15，用来与催化剂筐20下部的螺栓孔15连接。下部有一个测速口24，用来插入流体测速计测量常压下流体通过催化剂床层21的速度及计算循环比。

反应流体从反应物入口16进入反应器，与反应后的流体汇合，被螺旋桨8的吸力向上吸引，使流体沿催化剂筐20与反应器内壁的环隙到达反应器上部，经流体入口通道7被螺旋桨8吸入连接件6内，被螺旋桨8推动下行通过环形出口孔25，在催化剂表面上进行反应，通过催化剂床层21，部分产物从产物出口18排出，反应后的流体在反应器底部与新鲜原料汇合进行下一轮循环。

通过催化剂床层的流速是这样测定的：将反应器卸开，放在一个环凳上，将测速管23用螺丝与催化剂筐20相连，开动螺旋桨8，将转速设定在一个值，同时将测速计从测速口24插入，测定的最大流速即为此转速对应的通过催化剂床层的流速。利用此原理可以得出不同的转速对应的通过催化剂床层的流速。通过换算可知工况下通过催化剂床层的流速及传质速率。

Claims

1.一种用于评价固体催化剂的反应器，是由釜体(1)、釜盖(2)、反应物入口(16)、产物出口(18)、测温口(12)、(17)、螺旋桨(8)、催化剂筐(20)组成，其特征在于所述的釜体(1)是U字形，在釜体(1)有反应物入口(16)、产物出口(18)和测温口，螺旋桨(8)安装于釜盖(2)上，催化剂筐(20)通过连接件(6)固定于釜盖(2)，并位于U字形釜体(1)内，螺旋桨(8)位于连接件(6)内。

2.如权利要求1所述的一种用于评价固体催化剂的反应器，其特征在于所述的螺旋桨(8)通过螺旋桨轴(10)和安装于釜盖(2)上的轴承(11)固定于釜盖(2)上。

3.如权利要求1所述的一种用于评价固体催化剂的反应器，其特征在于所述的连接件(6)上部固定于釜盖(2)内侧，下部与催化剂筐(20)固定连接，连接件(6)上部有流体入口通道(7)，下部有一环形流体出口孔(25)。

4.如权利要求1所述的一种用于评价固体催化剂的反应器，其特征在于所述的催化剂筐(20)下部安装有筛网(19)，催化剂筐(20)下部还可以固定有测速管(23)。