供的多用途列管式填料反应器中反应管的结构示意图。
[0027]上图1-4 中:
[0028]1为壳体、11为载热体进口、12为载热体出口、2为封头、23为第一测温口、24为第二测温口、25为测压口、3为反应管、4为雾化喷射器、41为导向管、42为布液管、43为喷嘴、5为文丘里喷射器、6为填料。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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。
[0030]本实用新型实施例提供的多用途列管式填料反应器，包括:具有载热体进口 11和载热体出口 12的壳体1，与壳体1两端相连的封头2，设置于壳体1内且供反应物料反应的反应管3 ;其中，反应管3内填充有填料6，如图4所示。
[0031]可以理解的是，壳体1为耐蚀材质，适用于所需载热体传导；反应管3能满足良好热传导性、耐蚀、耐压强等条件；填料6满足耐蚀、有充分的体表面积、具有良好液膜流动性、能始终保持上下气流通透、不得阻塞形成液泛。反应管3内腔成为管程，壳体1与反应管3之间的腔体成为壳程，反应管3供反应物料在内反应，即反应物料流经管程，载热体流经壳程。对于壳体1的大小、分级与否，反应管3的直径大小和数目需要根据实际需要进行设计，本实用新型实施例对此不做限定。
[0032]本实用新型实施例提供的多用途列管式填料反应器的使用方法为:反应物料进入反应管3，反应物料无论流量大小，在反应管3内均被分解为流经曲折的填料表面一层薄薄的液膜，在此，液液反应的液相反应物料在喷雾和液膜状态下相互反复混合；气液反应的液相反应物料和气固液反应中的液体(包括混合有粉末催化剂和液相反应物料的液体)在以液膜形态反复混合流动的同时，与填料6中保持通透的气相反应物料形成反复的气液交换。由于上述反应中的液膜横截面极薄，流动形态转换很快，因此传质阻力极低，传质效率极高；同时，反应会产生热能，甚至是剧烈地放热，热能通过填料、反应管3的管壁可即时、迅速地传导至壳体1内的热载体并被吸收交换。反之，也可以通过壳程中热载体(比如导热油)对反应管内的物料反应温度进行设定。由此，该反应器在工业化生产中可以做到精确控制反应温度；液相反应物料以液膜形态经过漫长的填料6表面自上而下(一般为反应管高度的十数倍)从反应管下口滴落，汇集到壳体1下部的封头2流出，不会出现任何已反应物料再接触初始原料的返混现象。
[0033]本实用新型实施例提供的多用途列管式填料反应器，通过在反应管3内填充填料6，即填料6代替固体催化剂填充在反应管3内，由于填料6阻力小，传质效率高，则有效减小了反应物料的传质阻力，缩短了反应时间，减少了副反应；同时，通过在反应管3内填充填料6，使得液相反应物料在反应管3内形液膜，有利于反应物料充分混合以及充分反应；反应过程中产生的热量，通过填料进行散热并将热量传递给反应管3，壳体1内的载热体与反应管进行热交换，有效提高了散热效率。
[0034]同时，本实用新型实施例提供的多用途列管式填料反应器可作为蒸发器、精馏器使用，或合二为一使用:液相反应物料或者混合有粉末催化剂和液相反应物料的液体从多用途列管式填料反应器上部1/3处水平进入，通过布液器垂直均匀地分布于各个反应管3的入口(为防止反应管内填料表面上升的蒸发气体与物料喷雾混合，采用静态滴液布液器)，经填料6以降膜形态向下流动，比相同体积的普通列管式薄膜蒸发器的蒸发面积增加10倍以上，蒸发效率大幅增加。随着壳体1内热载体(比如蒸汽、导热油等)设定并传导至填料表面的相应液体沸点温度的加热，流下的特定组分液膜也会在反应器3内部真空条件下不断沸腾而向上蒸发形成蒸气，通过上层反应管3内的填料6表面时经过精确地温度设定，再进行进一步气体交换和升膜蒸发，交换后的较纯特定组分蒸汽通过壳体1顶部的封头2的产物出口导出；而沸点较高，较重的液体因为达不到沸点，则顺着填料6逐渐汇流到反应器下部，自壳体1底部的封头2的出口流出。
[0035]本实用新型实施例提供的多用途列管式填料反应器作为气体吸收交换器使用时，气体由壳体1下部封头的反应物料进口或由侧面引入，通过压力使气体由反应管3内填料6空隙向上流动。在此过程中会不断与经填料6流下的吸收液膜进行反复气液交换。经填料6内部充分的错流交换吸收后的较纯净气体通过壳体1顶部封头2的出口排出，而吸收交换后的液体由下封头的出口流出。
[0036]优选的，上述实施例提供的多用途列管式填料反应器中，填料6为波纹填料，具体的，填料6为金属波纹填料或者陶瓷波纹填料。这样，可提高散热效率。当然，也可选择其他材质类型的填料6，只要同时满足对表面积、耐蚀性、通透性及热传导的性能要求即可。
[0037]上述实施例提供的多用途列管式填料反应器，对于液液相反应、气液相反应、气液固相反应，优先选择将该多用途列管式填料反应器垂直安装。当然，也可选择该多用途列管式填料反应器作为静态反应器使用，此时，反应物料进口位于壳体1底端的封头2上，产物出口位于壳体1顶端的封头2上；另外可将该多用途列管式填料反应器卧式安装，即作为卧式静态反应器使用。
[0038]对于液液相反应，上述实施例提供的多用途列管式填料反应器中，反应物料为液相反应物料，位于壳体1顶端的封头2设置有反应物料进口，或者壳体1的三分之一处设置有反应物料进口且反应物料进口靠近壳体1的顶端；位于壳体1底端的封头2设置有产物出口，如图1所示。需要说明的是，对于液液相反应，至少两种液相反应物料在进入该多用途列管式填料反应器之前进行初级混合。
[0039]进一步的，上述多用途列管式填料反应器的反应物料进口处设置有将液相反应物料雾化至反应管3内的雾化喷射器4。液相反应物料由雾化喷射器4喷出，雾化的液相反应物料被分布到反应管3内的填料6中，并以均匀的液膜形状沿填料6的不规整表面和角度下流，将传质阻力降到了最小，填料6将反应过程产生的热量传递给反应管3，反应管3将热量传递给载热体。
[0040]上述实施例提供的多用途列管式填料反应器中，雾化喷射器4的种类多样，可根据实际需要进行选择。优选的，雾化喷射器4包括:导向管41，多个与导向管41连通的布液管42，布液管42设置有覆盖每一根反应管的管口的喷嘴43。
[0041]对于超大型设备，所对应的反应管3可能需要一组喷嘴43才可以覆盖。进一步的，布液管42呈环形且为多个，多个布液管42同心设置如图2所示。
[0042]对于气液相反应、气固液相反应(固相是指呈粉末状的催化剂)，上述实施例提供的多用途列管式填料反应器中，反应物料包括液相反应物料、气相反应物料，或者反应物料包括液相反应物料、气相反应物料和固相反应物料；位于壳体1底端的封头2设置有气相反应物料进口，位于壳体1顶端的封头2设置有液相反应物料进口，或者壳体1的三分之一处设置有液相反应物料进口且液相反应物料进口靠近壳体1的顶端；封头2设置有产物出口。需要说明的是，产物出口可设置在位于壳体1底端的封头2上，也可设置在位于壳体1顶端的封头2上。当然，反应物料进口和产物出口还可以其他方式布置。
[0043]优选的，上述实施例提供的多用途列管式填料反应器中，反应物料包括液相反应物料、气相反应物料，或者反应物料包括液相反应物料、气相反应物料和固相反应物料；位于壳体1顶端的封头2设置有气相反应物料进口和液相反应物料进口，位于壳体1底端的封头2设置有产物出口，如图3所示。
[0044]进一步的，上述多用途列管式填料反应器设置有将反应物料混合并喷射至反应管3内的文丘里喷射器5，如图3所示。液相反应物料进口与文丘里喷射器5的入口连通，而气相气体进口从文丘里喷射器5的侧面水平入口连通需要进行气液相反应的液相反应物料，或者需要进行气固液反应的液相反应物料与粉末催化剂物料混合进行喷射，形成高速射流。同时，文丘里喷射器5产生的负压吸入气相气体，喷射出混合雾化的反应物料被分布到反应管3内的填料6中，并以均匀的液膜形态沿填料6的不规整表面和角度下流，同时与气相气体全面交换，将传质阻力大幅降低。填料6将反应过程产生的热量同期传导给反应管3，反应管3将热量传导给壳体1内的载热体。
[0045]需要说明的是，对于气固液相反应，液固相反应物料在进入该多用途列管式填料反应器进行初级混合，液固相反应物料进入该多用途列管式填料反应器后再与气相反应物料混合。
[0046]上述实施例提供的多用途列管式填料反应器中，壳体1的高度和直径随不同反应设计而定，壳体1可为一级壳体，也可为至少两级