[实用新型]微分式加氢反应装置

说明书

本实用新型提供了一种微分式加氢反应装置。该装置包括混合容器、多个微型反应器、原料输送装置，混合容器设置有反应产物进口；微型反应器用于作为加氢反应场所；微型反应器具有液相反应原料进口和反应产物出口，反应产物出口与反应产物进口相连，多个微型反应器分成并联设置的一组或多组，每组中包括至少一个并联设置的微型反应器；且每组中的各微型反应器均为容积≤0.025m³、内径＜0.1m的带压微型反应器或者均为容积≤0.1m³、内径＜0.1m的常压微型反应器；原料输送装置设置在液相反应原料进口的进料管路上，用于将液相反应原料输送至微型反应器中。采用该反应装置能够有效解决加氢反应过程中的高压不安全和非均衡性问题。

技术领域

本实用新型涉及化工领域，具体而言，涉及一种微分式加氢反应装置。

背景技术

化工行业的规模效益导致化工企业规模日愈庞大，单机产量日愈增加。以化工企业中最常用的反应釜为例，从过去的1000L～5000L发展到10m³～100m³，据报导，国外一个发酵反应罐达3200m³。反应器的不断增大，出现了一个必须解决的问题，那就是反应器内的反应不均衡现象所引起的反应质量下降。例如对于大容量反应器而言，在反应器中不同位置的物料，其热量传递，质量传递和动量传递都有差异，这种差异导致反应不均衡和产品质量不稳定。而这种反应的不均衡度与反应器的体积成正比，因此，反应器越大不均衡现象越严重。为了消除反应的不均衡和加速‘三传一反’，化工反应器普遍设置为搅拌反应器。但搅拌反应受到反应器容量的限制，对大型或超大型反应器而言，直接设置搅拌桨的方式是不可行的。于是反应器大型化的需求和反应器大型化导致不均衡现象严重构成化工反应中的一对矛盾。

加氢反应是工业上最普遍的反应之一，加氢反应广泛存在于炼油、化工、制药、食品、农业等行业。由于氢气很轻而氢键键能高，因而加氢反应均存在两个共同点：A、所有工艺均采用高压加氢，将很轻的氢气用高压压入液相物料中参与反应，一般采用的氢压范围是5MPa～50MPa；B、所有的工艺中，氢气总是以非常高的比例参与物料反应，一般氢气标准体积与物料体积比为500～1000。

综上所述，大型或超大型的加氢反应器必然存在下述问题：

A、安全问题：高压或超高压加氢反应器不但存在泄漏进而引起爆炸的危险，而且氢气对反应器金属壁面会产生强烈的‘氢蚀’、‘氢脆’效应，导致反应器出现微小的断裂点而导致泄漏。为了防止反应器泄漏必须采用高强度的材质和加厚金属壁面的厚度；例如我国1999年生产的固定床高压加氢反应器规格如下：

内径：4000mm； 内园周长：23016mm； 壁厚：176.5mm；

总重：366T； 压力：19.95MPa； 温度：435℃

由此可知，仅仅20MPa的反应器，其壁面厚度接近20cm。因而，大型或超大型高压加氢反应带来的首要问题是安全问题，换句话说，为了反应器的运行安全，必须采用高投资来获得高质量材质和超壁厚的反应器；

B、非均衡反应问题：从微观角度测试得知，分子键的断裂和再结合所需时间仅为几微秒到几十微秒，然而大型或超大型反应器为了反应均衡，必须加大物料在反应器中的停留时间(一般为1h左右)。从理论上说，只有当物料的停留时间为无限大时，反应才是完全的均衡。但停留时间的加长意味着生产率的降低。

基于以上原因，有必要提供一种新的加氢反应工艺，已克服加氢反应过程中普遍存在的高压不安全问题和反应不均衡问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种微分式加氢反应装置，以解决现有技术的加氢反应过程中普遍存在的高压不安全问题和反应不均衡问题。