[实用新型]一种高效气液反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化工生产中的气液反应器，尤其适用于蒽醌法生产双氧水氢化液的氧化过程。

背景技术

蒽醌法生产双氧水氢化液的氧化过程为空气自动氧化反应，由于反应温度较低，气相向液相扩散速度慢，又受到空气中氧含量的限制，导致氧化反应时间较长，氧化塔体积较大，而且容易使双氧水发生分解，带来安全隐患，同时也降低了装置产能。通过改变操作参数，如提高反应温度、反应压力，虽然能提高反应速度，但不利于氧气被工作液吸收，还会增加不安全因素。

现有技术中氧化塔内空气与氢化液一般为气液并流反应，空气自塔底进入塔内，然后经气体分布管变成小气泡，与塔底通入的液体在由下向上运动的过程中逐渐完成氧化过程。由于氧化塔为空塔，塔底部的空气经分布管分散成小气泡后，在向上运动的过程中会迅速变大，大大减少了气液传质面积，降低了反应速率。另一方面气体分布管的喷管开孔朝向也很重要，垂直向下的孔中喷出的空气，冲出孔后需向上运动则要折流改变方向，在改变方向时便会有多个小股气流汇合成大股气流，减少了气液接触面积，影响反应效果，从侧面孔喷出的空气也会汇合成大股气流，同样减少气液接触面积，影响氧化效果。

氧化塔内氢化液一般是从底部进入，由下而上运动，这样会由于重力作用液体发生大量的逆向返混，这也是造成氧化速率低的一个重要原因。若将氢化液由塔顶加入，使气液发生逆流接触来提高传质效果，但是由于是空塔氧化，液体在向下运动的过程中会大股流下，没有提供气液传质所需的表面积，同样达不到理想的氧化效果。

CN102009961A提出了一种蒽醌法生产过氧化氢的氧化方法，该方法将含氧气体的气相分散到含氢化蒽醌衍生物的工作液中，得到含微米级气泡的气-液混合流体，进而在气液混合流体流过延迟管道的过程中完成氧化反应。提到的微米级气泡的实现过程可以利用搅拌分散、微孔膜、微孔筛板及微米级通道的方法。该技术方法虽然能够提高蒽醌衍生物的氧化效率，但是微米级气泡的实现一方面成本高，另一方面该技术属于前瞻性技术，在工业实现上还存在很大的难度。

CN202387442U提出了一种双氧水生产中的氧化塔，该方法是在氧化塔内部安装多层舌型填料，相邻舌型填料采用90℃角交叉安装。该方法优点主要是加大气液两相间的扰动程度，使其混合更加均匀，减少返混，提高传质效率，但该方法只是通过在空塔内增加填料的方式来强化传质，没有从根本上解决气泡在向上运动过程中逐渐长大、减小传界面积的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种高效气液反应器，强化了气液传质反应过程，缩短氧化反应时间，提高氧化效率，提高反应的安全性。本实用新型中所述的垂直方向为与反应器横截面的垂直方向，水平方向为与反应器横截面平行的水平方向。

本实用新型的高效气液反应器，包括反应器壳体，反应器底部设有环形气体分布管，反应器内部设置树枝形气体分布管，环形分布式进气管与树形气体分布管连接，树形气体分布管周围设置液体成膜设备。

本实用新型中，环形气体分布管由1-5个环形管组成，其底部安装有十字形管托来承托环形分布管。

本实用新型中，树形气体分布管由1个垂直气体分布管和2~10个水平枝状气体分布管组成。其中1个水平枝状气体分布管由1个水平横管和6~22个水平方向上垂直于水平横管的支管组成，横管与垂直气体分布管连接，支管与横管连接，管与管连接处相通，横管的长度小于反应器直径，支管的长度小于反应器的半径。气体分布管设置在反应器的中轴线上，四周由支架固定，水平枝状气体分布管均匀分布在垂直气体分布管的不同高度。

本实用新型中，环形分布式进气管和垂直气体分布管下端管口连接。

本实用新型中，垂直气体分布管与反应器壁之间设置有液体成膜设备，液体成膜设备由为2~16块不锈钢打孔钢板组成，该钢板一端与垂直分布管四周支架焊接，另一端与反应器壁焊接。

本实用新型中，垂直气体分布管的喷孔分布在管体的周围，水平枝状气体分布管的喷孔向上，防止气体改变方向时小气泡流汇合成大气泡，可以增加气液接触面积，提高反应效果。

本高效气液反应器具有如下优点：

1、在塔的上、中、下不同位置都设置有气体分布管，可强化气液传质效果，使塔内轴向反应更加均匀，有利于提高塔的整体反应效率。

2、在塔的中心位置设置了垂直的液体成膜设备，为气液传质提供所需的大表面积，液体自成膜设备外表面流下后，会在底部气体的推动下沿塔内空间折回，由下而上运动，实现了多次氧化过程，使氧化反应更加完全，提高氧化收率。