[实用新型]一种强化气液传质反应器

说明书

技术领域

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

背景技术

在蒽醌法生产双氧水过程中，氢化液的空气氧化过程为自动氧化反应， 现有技术中氧化反应器内空气与氢化液一般为气液并流反应，空气和液体分别自塔底进入反应器内，二者在由下向上运动的过程中逐渐完成氧化过程。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，反应速度较慢，氧化反应时间较长，导致氧化反应器体积非常大，而且容易氧化不充分。提高反应温度虽然能提高反应速度，但不利于氧气被工作液吸收；提高反应压力会增加设备投资不，且对传质反应的促进效果不明显。因此仅通过改变操作参数的方法提高反应速率、强化气液传质反应是非常困难的。

在实际的反应过程中，氧化反应器为内部为空筒结构，气体经分布管分散成小气泡后，在向上运动的过程中会迅速长大，大大减少气液传质面积，降低反应速率，因此反应器上部的反应速率非常低。另一方面液体在由下而上运动过程中，气液传质面积逐渐减少，液体达不到实现充分反应。因此氧化反应器改进的方向一方面是使气液流体在向上运动过程中不断进行干扰切割，防止气泡聚并而降低传质面积，另一方面既然反应器上部的反应速率极慢，而反应器下部尤其是底部的反应速率极快，那么将未充分反应的液体重新引至反应器底部的快速反应去进一步发生反应，则可以有效的提高总反应速率。

CN202387442U提出了一种双氧水生产中的氧化反应器结构，该方法是在氧化反应器内部安装多层舍型填料，相邻舍型填料采用90℃角交叉安装。该方法主要是通过加入填料的方式加大气液两相间的扰动程度，从而提高传质效率，但该方法通过在空塔内增加填料的方式来强化传质的能力是有限的，反应器由下而上的气液传质速率依然是逐渐降低的，尤其是上部气液传质效率依旧很低。

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。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种强化气液传质反应器，该反应器可有效的强化气液传质效果，实现气液的充分传质反应，提高反应效率，缩短氧化反应时间。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。

本实用新型的强化气液传质反应器，包括反应器壳体，反应器底部设有分布式进气装置，分布式进气装置与气体进料管连接，分布式进气装置上方空间自下而上为传质反应段和气液分离腔，传质反应段中下部水平方向设有若干水平折流挡板，传质反应段中上部不同高度处设有连通气液分离腔与传质反应段之间的升气升液管，反应器中轴线上设有降液管，降液管自上而下贯穿气液分离腔和传质反应段，降液管上方出口上方设置气液分离结构。

本实用新型中，水平折流挡板设置于反应器垂直方向的1/2处以下部分，水平折流挡板与反应器壁连接，水平折流挡板为之字形结构，挡板板面上均匀布置有φ5～φ15mm的小孔，水平折流挡板长度小于反应器直径，为反应器直径的2/3～3/4，上下相邻水平折流挡板左右交错分布，上下相邻水平折流挡板之间的间距为100mm～500mm。

本实用新型中，降液管内径为50mm～300mm，上下分别连通分离腔顶部及反应器底部，由连接于反应器壁的若干水平支架固定。

本实用新型中，升气升液管设置于反应器垂直方向的1/2处以上部分，上部出口与气液分离腔底部连接，下部出口为一喇叭口形状开口，管内径为φ10～φ50mm，由反应器壁上若干水平支架固定。

本实用新型中，所述的气液分离结构为折流板式或离心式中的一种。

本实用新型中，气液分离腔位于反应器顶部，气液分离腔顶部与气相引出管线连接，气液分离腔底部为锥形结构，气液分离腔液面处与液相引出管线连接，中心降液管顶部位于分离腔内液面以下。