专利名称：液固移动床反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液固移动床反应器，属于化工设备技术领域。
在工业应用领域，存在许多固体颗粒(催化剂)循环使用的两个或两个以上过程耦合问题，例如，吸附和脱附、反应与反应、反应与分离、反应与再生等，通常采用流化床反应器。但是，对于液固体系，在要求固体颗粒大、液固接触时间较长时，流化床反应器就难以满足上述工艺要求。
本发明的目的是设计一种液固移动床反应器，在反应器中设置多个反应室，以完成两个或两个以上过程耦合，并实现液固体系中固体颗粒的循环使用。
本发明设计的液固移动床反应器，由两个或两个以上反应室及固体颗粒输送管组成，两个或两个以上反应室依次上、下串联连接，每个反应室上设有物料道出口，反应室之间为连通管；固体颗粒输送管的上端与最上部的反应室相连通，输送管的顶部为输送液出口，固体输送管的下端与最下部反应室相连通，连通处设有液体分布器和液体入口。
本发明设计的移动床反应器中，反应室串联连接，固体颗粒自上向下连续移动通过各个反应室，然后，由液流从下反应室出口将其输送到本系统顶端。每个反应室均有物料进出口，可根据工艺要求在不同温度下分别进行反应、分离、再生、吸附和脱附等操作过程。反应室内液体与颗粒的相对运动方向可以是并流、逆流或错流，并采用特殊的压力控制方法，使液体在反应室之间的流动控制在最小的范围(或设定的最佳范围)。使用本发明的移动床反应器，对于固体颗粒大、液固接触时间较长、固体颗粒需要循环使用的耦合工艺过程，都可以实现。这是由于新型反应器为液固移动床，适合固体颗粒较大、液固接触时间较长、固体颗粒循环使用的工艺过程。另外，该反应器具有多个反应室，可以分别进行反应及再生、吸附及脱附等耦合过程。
图1是本发明设计的反应器一个实施例的结构示意图。
图2是本发明设计的反应器另一个实施例的结构示意图。
下面结合附图，详细介绍本发明的内容。图1和图2中，1是上反应室，2是连通管，3是下反应室，4是下料管，5是液体分布器，6是固体颗粒输送管，7是吸附室，8是冲洗室，9是脱附室，a是输送液出口，b是反应液入口，c反应液出口，d再生液出口，e是再生液入口，f是输送液入口，g是二次液入口，h是精制烯出口，i是粗烯入口，j是冲洗液出口，k是冲洗液入口，m是再生液出口，n是再生液入口。
图1所示为本发明的一个实施例，本发明设计的液固移动床反应器，由两个反应室1、3及固体颗粒输送管6组成。两个反应室依次上、下串联连接，每个反应室上设有物料进出口如b、c，反应室之问为连通管2。固体颗粒输送管6的上端与反应室1相连通，顶部为输送液出口a，固体输送管的下端与最下部反应室3相连通，连通处设有液体分布器5和液体入口f、g。
下面结合图1，说明本发明的两反应室耦合液固移动床反应器的工作过程。固体颗粒由上反应室1经连通管2向下反应室3连续移动，由下料管4底部排出，然后由液流经输送管6输送，返回上反应室1。输送液经出口a流出后可循环使用。上反应室1和下反应室3可分别进行不同的操作过程，例如，反应与反应、反应与再生、以及吸附与脱附等。也可以在连通管2上设置冲洗液出入口(图中未画出)，冲洗液的引入可以减少上、下两反应室之间的串液，也可返洗固体颗粒向下移动时从反应室夹带的液体，从而减少各操作过程的相互影响。
图2为多反应室耦合液固移动床反应器，比图1两反应室耦合液固移动床反应器多两个反应室。两者基本原理相似，均为多反应室耦合，将多个操作连续串联起来。
本发明的一个应用实例为采用固体酸催化剂合成直链烷基苯，具体操作过程如下原料为催化剂TH-06催化剂，球形，直径为2.5mm。
工业苯由燕山石化化工二厂提供，含苯＞98.5％；工业烯工业烯为烷烯混合物，由抚顺烷基苯厂提供，其组成见表1。
表1工业烯烃原料组成
>操作过程为采用如图1所示的反应器，工业烯从反应液入口进入上反应室1，与输送管6输送进来的苯和催化剂混合，并进行烷基化反应。催化剂按一定的下移速率经连通管2进入下反应室3。冲洗液是苯，它既可阻止上下反应室串液，又可洗涤催化剂从上反应室夹带下来的反应产物。
下反应室是再生器，再生液为苯，失活催化剂在下移过程与热苯接触进行再生。由再生器下料管4出来的再生催化剂，由输送液苯经输送管6输送至上反应室1，另一部分输送液苯经出口a返回作输送液循环使用。
表2 TH-06催化剂合成直链烷基苯生产工艺条件<
上述应用实例采用了如图1所示的两反应室耦合液固移动床反应器，综合了固定床和移动床的优点。在固体酸催化剂合成直链烷基苯生产过程中，与已有技术的UOP的Detal工艺相比，采用液固移动床反应器，既可使反应过程连续，避免频繁切换操作，又无需对反应原料进行精制，具有显著的优越性。UOP的Detal工艺为二固定床反应再生切换，24小时一个周期。由于生产过程不连续，操作比较麻烦。另外，为了延长反应再生周期，Detal工艺增加了原料精制(脱芳PEP)过程。PEP过程需要模拟反应室及精馏分离装置，设备投资及操作费用较大。目前，将传统HF工艺改造为固体酸工艺，最大的障碍是固体酸工艺比HF工艺增加了原料精制过程。
如果没有原料精制PEP过程，采用固定床反应器，反应再生将切换非常频繁，将给工业生产带来很多的麻烦；采用流化床反应器，虽然可连续操作，但由于固体酸催化剂的活性较低，当催化剂粒径小时，液固难以分离，而当催化剂颗粒较大时，为保证反应物有足够的停留时间，反应器的高度将会过高，工业上无法实现。
本发明的第二个应用实例为吸附与脱附耦合过程，在工业上的许多领域，例如，废水处理、原料精制等，都涉及到吸附与脱附的耦合过程，烷基化反应过程工业烯烃的精制就是其中一例。
工业烯烃原料除了有烷烃和烯烃外，还有少量芳烃化合物，即表1中的其它杂质。实验研究表明，采用吸附剂除去这些杂质后，可大大提高催化剂寿命。当吸附剂饱和后，需要将吸附剂中的杂质进行脱附，恢复吸附能力，使其能循环使用。整个过程是吸附与脱附耦合过程，可采用移动床反应器来实现。
图2为多反应室串联液固移动床反应器，可用于吸附与脱附耦合过程。固体颗粒吸附剂由吸附室7分别经冲洗室8、脱附室9和另一冲洗室8向下移动，然后由输送液输送返回吸附室7。
粗原料经吸附室7吸附得到脱芳精制的烷烯混合物。吸附剂从吸附室7下移时，除了吸附的芳烃外，还夹带了一定量的烷烯混合物。正戊烷冲洗液在冲洗室8中将该部分烷烯混合物在冲洗室内冲洗，进精馏塔回收。洗涤后的吸附剂仅含吸附的芳烃化合物及少量的正戊烷进入脱附室9，由苯解吸被吸附的芳烃。由脱附室3移出的再生吸附剂和少量苯一起进入另一冲洗室8，同样由正戊烷冲洗苯。洗涤再生后的吸附剂由正戊烷输送返回吸附室7。
权利要求
1.一种液固移动床反应器，其特征在于，该反应器由两个或两个以上反应室及固体颗粒输送管组成；所述的两个或两个以上反应室依次上、下串联连接，每个反应室上设有物料进出口，反应室之间为连通管；所述的固体颗粒输送管的上端与最上部的反应室相连通，输送管顶部为输送液出口，固体输送管的下端与最下部反应室相连通，连通处设有液体分布器和液体入口。
全文摘要
本发明涉及一种液固移动床反应器,由两个或两个以上反应室及固体颗粒输送管组成;两个或两个以上反应室依次上、下串联连接,每个反应室上设有物料进出口,反应室之间为连通管;固体颗粒输送管的上端与最上部的反应室相连通,输送管顶部为输送液出口,固体输送管的下端与最下部反应室相连通,连通处设有液体分布器和液体入口。本发明的反应器适合固体颗粒较大、液固接触时间较长、固体颗粒循环使用的工艺过程。
文档编号B01J8/12GK1223899SQ98111719
公开日1999年7月28日 申请日期1998年12月25日 优先权日1998年12月25日
发明者韩明汉, 金涌, 王金福, 魏飞, 徐聪, 崔哲 申请人:中国石油化工集团公司, 清华大学