[发明专利]柱式连续反应器和柱式连续反应系统

说明书

本发明提供了一种柱式连续反应器和柱式连续反应系统。该柱式连续反应器包括反应柱，反应柱包括自下而上设置的：进料段，具有液体进口，且液体进口上方设置有液体分布装置；反应段，反应段与进料段通过多孔底板隔离，反应段内装填有惰性填料且具有多个周向排布的第一隔板，第一隔板沿竖直方向延伸将反应段的内腔分隔为多个第一反应室；出料段，出料段与反应段通过多孔顶板隔离，出料段具有液态产物出口和排气口。在反应段设置的第一隔板将反应腔分割为小容积的各反应室，反应室内设置有填料将反应时设置在其中的固体反应物分散，并避免气体副产物的向上流动时带动固体反应物向上堆积导致反应柱内压降过大的问题，解决了相传质不均匀的问题。

技术领域

本发明涉及化学反应设备领域，具体而言，涉及一种柱式连续反应器和柱式连续反应系统。

背景技术

气液固反应器广泛应用于化工、能源、环境和生化等领域。通常对气液固反应采用滴流床、机械搅拌釜式反应器、鼓泡塔等。在多相流的反应器中，相间传质、混合和传热是决定反应器性能的重要技术指标，直接影响到反应强度、转化率和产品质量。对于气液固反应体系，相间传质往往是决定反应器效率的关键因素。通常的釜式反应器应用时，大量的物料加于反应釜内，液体物料累计多，危险性高；而且其混合效果较差，稳定性差，收率较低；放大规模体积大，停留时间长，副反应多，影响产品收率；另外由于体积较大换热能力较差，容易造成釜内温度不均匀，影响反应效果；所得产物需要进行液固分离，增加了操作难度，容易造成液体和固体的损失；占地面积大，空间利用率低。一般的鼓泡床虽然具有结构简单，相间接触好、温度易调节的优点，但持液量大，压降大，流速有限制。滴流床催化剂带出少，气液分布均匀，可以获得较高的转化率，压降小，但低液速操作时液流径向分布不均匀，如沟流、旁路。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种柱式连续反应器和柱式连续反应系统，以解决现有技术中的气液固反应器的相传质不均匀的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种柱式连续反应器，柱式连续反应器包括反应柱，反应柱包括自下而上设置的：进料段，具有液体进口，且液体进口上方设置有液体分布装置；反应段，反应段与进料段通过多孔底板隔离，反应段内装填有惰性填料且具有多个周向排布的第一隔板，第一隔板沿竖直方向延伸将反应段的内腔分隔为多个第一反应室；出料段，出料段与反应段通过多孔顶板隔离，出料段具有液态产物出口和排气口。

进一步地，上述反应段的内腔中还设置有第二隔板，第二隔板为与反应柱同轴设置的筒状隔板，第二隔板将反应段的内腔分隔为内反应室和外反应室，第一隔板设置在外反应室中将外反应室分隔为多个第一反应室。

进一步地，上述内反应室的内径为反应段内径的1/4～1/3。

进一步地，上述反应段采用DN10～DN800的管道，反应段的长径比为0.05：1～50：1。

进一步地，上述液体分布装置包括：防涡流挡板，罩设在液体进口的上方；多孔分布板，罩设在防涡流挡板的上方。

进一步地，上述多孔分布板沿靠近液体进口的方向逐渐扩张。

进一步地，上述出料段的顶部设置有气液分离器，液态产物出口设置在出料段的侧壁，排气口设置在气液分离器上方。

进一步地，上述柱式连续反应器还包括换热夹套，换热夹套套设在反应柱的外侧，换热夹套的换热介质进口设置在下侧壁，换热夹套的换热介质出口设置在上侧壁。

根据本发明的另一方面，提供了一种柱式连续反应系统，包括依次连接的供料器、反应器和产物接收器，该反应器为上述任一种的柱式连续反应器。

进一步地，上述柱式连续反应系统还包括预换热器，预换热器设置在供料器和反应器之间的管路上。