气液相滴流床催化反应器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种反应器，具体涉及一种气液相滴流床催化反应器。
【背景技术】
[0002]滴流床反应器是一种重要的气-液-固三相催化反应器，广泛应用于石油化工、精细化工以及环境工程等领域。在操作形式上，滴流床反应器大多是在固体催化剂颗粒床层内，气-液两相反应物自上而下沿重力方向并流流动的一类反应器，结构比较简单。通常的结构形式是反应器内填充固体催化剂，在一定压力下预热的气-液反应物由反应器顶部进入催化剂层，经催化反应后，反应产物和未反应的气液反应物从反应器底部流出，再通过降压、冷却、气-液分离等步骤后，气体反应物先补充新鲜气，在经过增压、预热等过程重新送回反应器参加反应。液相组成的反应产物和未反应的反应物进入后处理工序。由于在滴流床反应器的操作过程中，气相反应物流量远大于液相反应物(例如氢化反应过程中，氢气的摩尔数/被氢化物质的摩尔数= 30-80)，这就造成大量的气体反应物需循环使用。而这些气体在循环过程中需要降压、冷却、气液分离、增压和加热等操作步骤，不仅需要分离器、压缩机和换热器等众多附加设备，而且消耗大量的能源。特别对于用于精细化工生产中操作压力较高的中小型反应器，这些附加设备的造价远超过反应器本身，能耗也主要消耗在反应气的循环过程中。出于这些原因，许多气-液-固催化反应过程只好采用搅拌反应釜式反应器，但又带来另外的问题，如间歇操作，气液传质差、催化剂寿命短、设备生产效率低等问题。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种气液相滴流床催化反应器，大幅度降低了设备的投资和生产过程中的能耗，简化生产工艺流程，反应效率高。
[0004]本实用新型所述的气液相滴流床催化反应器，包括反应器壳体，反应器壳体外部设有驱动装置，驱动装置的驱动轴连接循环风机，循环风机位于反应器壳体内部，反应器壳体内部设有催化剂内筒，催化剂内筒的外壁与反应器壳体的内壁之间有空隙，该空隙为循环气通道，循环风机和催化剂内筒之间设有气液分布器，气液分布器上设有液体进料管，液体进料管另一端位于反应器壳体外部，反应器壳体上部设置气体进口。
[0005]其中：
[0006]反应器壳体下端优选设置反应产物出口。
[0007]催化剂内筒是最主要的部分，催化反应所用的催化剂装填在里面。催化剂内筒的外壁与反应器壳体的内壁之间有空隙，催化剂内筒和反应器壳体优选均为圆柱形，此时催化剂内筒的直径小于反应器壳体的直径，这样就在催化剂内筒外壁和反应器内壁之间存在一个空隙，成为循环气通道，循环气通道的尺寸由循环气的气速决定，循环气速为O . 5-5m/
So
[0008]催化剂内筒底部与反应器壳体的底部留有O. 05-0. 5m的距离，优选O . 2m_0. 5m，作为流出催化剂层的气液混合物的分离空间。
[0009]反应器壳体下部设置液位计，在正常操作时，反应器底部优选存有高度O.1-0. 2m的液体层，液体层的高度通过液位计与反应产物出口上设置的控制阀耦联自动控制。
[0010]本实用新型所述的气液相滴流床催化反应器的操作过程如下：气体反应物(补充气）从气体进口进入反应器壳体内，在循环风机的作用下，与循环气体混合，然后进入循环风机增压，再进入气液分布器;液体反应物从液体进料管直接进入气液分布器，然后气、液反应物并流向下进入催化剂内筒，在催化剂内筒内部装有的催化剂的作用下进行催化反应后流出，在催化剂内筒底部与反应器壳体的底部形成的分离空间里气-液两相流体相互分离，分离出的反应气体沿着循环气通道向上流动，在反应器壳体顶部与补充气混合，进入循环风机增压，完成循环。液体反应产物先流入反应器壳体底部的液体层，在液体层里进一步分离出夹带的反应气，再通过反应产物出口排出反应器，进入后处理环节。
[0011]循环风机为单级或多级串联的斜流风机或轴流风机;循环风机的选用主要根据催化剂床层的高度和产生的压降来确定风机的形式。推荐采用以增压为主的单级或多级串联的斜流风机。对于实验室使用的小型反应器，也可采用轴流风机。不管采用那一种循环风机，要求能满足低流量、高压头的特点。要求选用的循环风机转速必须是可调的，转速范围为500rpm-3000rpm。这是因为滴流床催化反应器的一个重要操作参数一气体空速(GHSV)，由循环风机的流量确定，在反应器内，气体性质、反应温度和压力、催化剂床层的阻力、循环风机转速都影响循环风机的流量，但前几个因素在正常操作的反应器内不能改变或不能大幅度改变，只有循环风机转速可以调整，因此调节循环风机转速是改变本实用新型滴流床反应器气体空速(GHSV)的唯一方法。
[0012]循环风机的驱动装置为磁力驱动器或电动机，优选磁力驱动器。当反应器的操作压力小于1. 6MPa时，也可采用机械密封，变频器调节，电动机直接驱动。
[0013]所述的气液分布器为筛板型分布器、喷嘴型分布器或排管式分布器。在所述的催化剂内筒内沿轴向应安装温度测量系统，用以检测催化床层的温度变化。在所述的循环气通道顶部安装温度测量系统，检测循环气的温度。
[0014]本实用新型是一种气体内循环的气-液滴流床催化反应器，特别适用于高沸点有机物氢化、氨化等操作，也适用于生产精细化工产品时，相类似的需用气-液相滴流床固相催化反应的过程。
[0015]综上所述，本实用新型具有以下优点：
[0016](I)在常规滴流床反应器的操作中，气体反应物在循环过程中需要降压、冷却、气液分离、压缩和加热等操作步骤，不仅需要分离器、压缩机和换热器等众多附加设备，而且需要相当数量的控制仪表及管道连接件，这些附属设备及其仪表，管件的投资远大于反应器本身的投资。本实用新型将反应原料气在反应器内实现内部循环，省去了气液分离器、换热器、压缩机等附属设备和相应的控制仪表及管道连接件，大幅度降低了设备的投资。
[0017](2)在常规滴流床反应器的操作中，气体反应物在循环过程中需要降压、冷却、压缩和加热等操作步骤，这些操作步骤都是耗能过程。特别是气体的压缩过程，其能耗占了生产过程的绝大部分。本实用新型将反应原料气在反应器内实现内部循环，循环风机仅需克服反应气体循环过程中的阻力，也不需冷却、加热过程，能耗不到常规滴流床反应器操作的10%，可大幅度降低生产过程中的能耗。
[0018](3)本实用新型不需要气体反应物在反应器外的循环过程，简化了生产工艺流程，操作过程简单。
[0019](4)本实用新型适用于中小规模的滴流床采用，特别适宜用于实验室滴流床反应器和用于中试试验的滴流床反应器。
【附图说明】
[0020]图I是本实用新型实施例I的结构示意图；
[0021]图2是本实用新型实施例2的结构示意图；
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