气液分配器、滴流床反应器以及气液反应的方法技术

本发明专利技术涉及一种气液分配器、滴流床反应器以及气液反应的方法。所述气液分配器包括分布板、气体通道管和液体通道管；所述气体通道管包括圆锥顶盖和直立短管；所述圆锥顶盖与所述直立短管的上端之间形成供气体进出的空隙；所述直立短管的下端设置于所述分布板上；所述液体通道管为垂直短管，所述垂直短管贯穿所述分布板；位于所述分布板下方的垂直短管部分在沿轴向不同位置的横截面上均匀交错地开有小孔；所述气体通道管均匀分布于所述液体通道管间；其中，所述垂直短管位于所述分布板下方的部分，其末端与碎流板相连；所述碎流板包括中心处的圆孔，和沿圆周均匀分布的发散状条缝。可用于涉及气液固三相的反应工程中。

Gas liquid distributor, trickle bed reactor and gas-liquid reaction method

The invention relates to a gas-liquid distributor, a trickle bed reactor and a gas-liquid reaction method. The distributor includes distribution plate, gas passage pipe and liquid passage pipe; the gas channel tube comprises a conical cover and upright tube; gas out of the gap formed between the upper end of the conical cover and the upright tube; the lower end of the upright tube is arranged on the distribution plate; the liquid the channel for the vertical tube tube, vertical tube through the distribution plate; the vertical tube part is positioned below the distribution plate along the axial direction in different positions on the uniform staggered with small holes; evenly distributed in the liquid channel between the pipe and the gas passage tube; which is positioned below the distribution in the part of the vertical tube, and the end plate connected to the broken flow; flow broken plate includes a hole at the center, and uniform distribution along the circumference of a divergent slit. The utility model can be used in the reaction engineering of gas liquid solid three-phase.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气液分配器、滴流床反应器以及气液反应的方法。
技术介绍
乙二醇(EG)是一种重要的石油化工基础有机原料，主要用于生产聚酯、防冻液、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等，用途十分广泛。近年来，随着下游聚酯产品市场需求的增加，世界乙二醇产量和需求量都不断扩大，而我国是世界上第一大乙二醇消费国，据统计年消费量达到1000万吨以上，进口依存度达70％以上。目前乙二醇的生产路线主要有石油路线和非石油路线两大类，传统石油路线生产乙二醇需要消耗大量原油，且此生产工艺的经济效益由于受石油价格的制约，波动较大。而以天然气或煤制得的合成气生产乙二醇的非石油路线因符合我国富煤少油的能源特点，且此生产工艺具有反应条件温和、选择性高等优点，成为国内众多研究者和研究机构研发的热点。特别是近几年煤制乙二醇在国内发展势头强劲，目前国内工业生产技术已日渐成熟，数个煤制乙二醇商业化装置已投产或正在大规模建设阶段，如内蒙通辽的20万t/a煤制乙二醇工业示范装置已于2009年12月打通流程，经过三年的试运行，于2012年底实现乙二醇产品220nm紫外透光率稳定达标，产品各项指标均已达到国家规定的优等品标准。由通辽金煤和河南煤业合资的永金化工在河南规划了分别位于新乡、濮阳、安阳、洛阳和永城的5个20万吨/年煤制乙二醇项目。其中新乡项目于2012年3月打通流程，濮阳项目于2012年8月投料成功，安阳项目于2012年12月产出合格优等品。而洛阳和永城项目将于2014年投产。另外，采用中石化上海石油化工研究院自主研发的合成气制乙二醇技术，由上海工程公司和中国石化工程建设公司共同完成工程设计的20万t/a合成气制乙二醇工业示范装置于2012年8月30日在湖北化肥开工建设，并于2013年已建成投产，成功打通全流程，产出合格优等品。高化学和日本余部及华东科技大学合作在新疆天业以电石炉尾气为原料，建设5万吨/年乙二醇和3万吨/年1,4丁二醇项目，乙二醇项目于2012年底进入试生产，并于2013年1月成功生产出优等品乙二醇，且5月中旬，新疆天业25万吨乙二醇项目二期工程的开工仪式正式开始。总体来说，近年来，国内以合成气气相反应合成草酸酯，草酸酯再加氢到乙二醇的两步法合成气制乙二醇工业生产技术已日渐成熟，但在工业化的历程中，还有诸多需完善优化的问题。特别是以合成气气相反应合成草酸酯部分的反应主要分为CO气相偶联和氧化酯化两步，而氧化酯化反应比较复杂。从目前已公开发表的文章、论文或专利可知，关于NO氧化酯化生成亚硝酸酯多采用填料塔作为主反应器。但是受填料塔内气液接触特点的限制，在氧化酯化反应生成亚硝酸酯的同时，很难避免副产物硝酸的生成。该部分硝酸的生成不仅增大了偶联系统氮氧化物补给成本，增加了物耗，同时增加了设备的腐蚀，在设备投资及操作成本上带来较大的负担；同时，在硝酸后续处理系统上的物耗和能耗也是不可忽视的。为此，如何最大限度降低氮氧化物补充，开发副产硝酸的高效利用技术，变废为宝，简化流程，大幅降低物耗和能耗，对于进一步提升合成气制乙二醇技术的竞争力具有极为重大意义。根据硝酸、甲醇和NO反应生成亚硝酸甲酯的反应机理(2NO+3CH3OH+HNO3→2CH3ONO+H2O)，该反应中既有液体又有气体，对于这类气液体两相同时接触催化剂的反应，滴流床反应器是其通常采用的最基本的反应器之一。在滴流床反应器内，气体和液体并流通过催化剂床层，其中液体是以滴流方式流经催化剂床层，而气体则是以连续流动的方式通过。因此，液体能否在反应器内形成滴流、气体分布是否均匀直接影响反应物与催化剂接触时间的均匀性，影响催化剂表面被液相润湿的程度。而气液分布不均会形成偏流和局部短路等现象，最终会影响催化剂作用的发挥，影响反应产物的质量，因此气液介质分布的重要性更加突出。滴流床反应器通常采用气液分配器将气液介质均匀地分配到下方的催化剂床层上。现有的气液分配器通常长短管分为三类：溢流型、抽吸型和二者混合型。如文献CN200710039071.2提到的一种溢流型分配器，主要是在液相管的四周开有部分小孔，解决液体与气体仅具有轴向流动分布而难于形成均匀气液分布的问题，但该分配器仍存在液体流出主体管时，液滴较大，甚至有中心汇流现象的缺点。文献CN20042011597.2公开了一种抽吸型气液分配器，该分配器在传统的抽吸型气液分配器的基础上增设了分流管，在降低气液分配器气液分配器气液分配器的压降、改善气液分配效果方面有一定的作用。但该分配器结构比较复杂、制造成本高以及安装检修麻烦的缺点。文献CN98250778.X的公开了一种抽吸型和溢流型结合的气液分配器，此种分配器在传统的抽吸式气液分配器中心管底缘设有带对称分布条缝的破碎板，在一定程度上增大的液体的喷洒面积，改善了气液(特别是高粘度介质)的分布效果，但该分布器的破碎板仅沿破碎板的四周开有条状条缝，在破碎板中心下部区域仍存在不易分散的中心流，且该分布器结构复杂、安装检修麻烦。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种新的气液分配器。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种气液分配器，包括分布板、气体通道管和液体通道管；所述气体通道管包括圆锥顶盖和直立短管；所述圆锥顶盖与所述直立短管的上端之间形成供气体进出的空隙；所述直立短管的下端设置于所述分布板上；所述液体通道管为垂直短管，所述垂直短管贯穿所述分布板；位于所述分布板下方的垂直短管部分在沿轴向不同位置的横截面上均匀交错地开有小孔；所述气体通道管均匀分布于所述液体通道管间；所述垂直短管位于所述分布板下方的部分末端与碎流板相连；所述碎流板包括中心处的圆孔，和沿圆周均匀分布的发散状条缝。上述技术方案中，优选地，所述碎流板上的发散状条缝为矩形或三角形。上述技术方案中，优选地，所述碎流板上的发散状条缝有3～6个。上述技术方案中，优选地，所述碎流板上的发散状条缝的开缝率为10～40％。上述技术方案中，优选地，所述垂直短管位于所述分布板上方的部分占所述垂直短管总长度的3～20％。上述技术方案中，优选地，所述垂直短管位于所述分布板下方的部分为200～1000毫米。上述技术方案中，优选地，所述气体通道管在所述分布板上的开孔率为10～30％。上述技术方案中，优选地，所述液体通道管在所述分布板上的开孔率为10～50％。上述技术方案中，优选地，所述分布板上的气体通道管和液体通道管为正三角形排列。上述技术方案中，优选地，所述小孔的直径d为3～8mm，所有小孔的总面积S1与液体通道管内截面积S2的比值为(0.75:1)～(1:1)。本专利技术的目的之二在于提供一种新的滴流床反应器。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种滴流床反应器，包括壳体、气体预分布器、液体预分布器、气相产物出口、液相产物出口，以及为实现专利技术目的之一所述的气液分配器。上述技术方案中，优选地，所述气体预分布器设置于所述反应器顶部，所述液体预分布器设置于壳体侧面上部，所述气相产物出口设置于壳体侧面下部，所述液相产物出口设置于所述反应器底部。所述滴流床反应器中，所述气液分配器设置于气体预分布器和液体预分布器之下。滴流床反应器用于气液反应时，在反应器壳体内可装填有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气液分配器，包括分布板、气体通道管和液体通道管；所述气体通道管包括圆锥顶盖和直立短管；所述圆锥顶盖与所述直立短管的上端之间形成供气体进出的空隙；所述直立短管的下端设置于所述分布板上；所述液体通道管为垂直短管，所述垂直短管贯穿所述分布板；位于所述分布板下方的垂直短管部分在沿轴向不同位置的横截面上均匀交错地开有小孔；所述气体通道管均匀分布于所述液体通道管间；所述垂直短管位于所述分布板下方的部分，其末端与碎流板相连；所述碎流板包括中心处的圆孔，和沿圆周均匀分布的发散状条缝。

【技术特征摘要】
1.一种气液分配器，包括分布板、气体通道管和液体通道管；所述气体通道管包括圆锥顶盖和直立短管；所述圆锥顶盖与所述直立短管的上端之间形成供气体进出的空隙；所述直立短管的下端设置于所述分布板上；所述液体通道管为垂直短管，所述垂直短管贯穿所述分布板；位于所述分布板下方的垂直短管部分在沿轴向不同位置的横截面上均匀交错地开有小孔；所述气体通道管均匀分布于所述液体通道管间；所述垂直短管位于所述分布板下方的部分，其末端与碎流板相连；所述碎流板包括中心处的圆孔，和沿圆周均匀分布的发散状条缝。2.根据权利要求1所述的气液分配器，其特征在于，所述碎流板上的发散状条缝为矩形或三角形。3.根据权利要求1所述的气液分配器，其特征在于，所述碎流板上的发散状条缝有3～6个。4.根据权利要求1所述的气液分配器，其特征在于，所述碎流板上的发散状条缝的开缝率为10～40％。5.根据权利要求1所述的气液分配器，其特征在于，所述垂直短管位于所述分布板上方的部分占所述垂直短管总长度的3～20％。6.根据权利要求1所述的气液分配器，其特征在于，所述垂直短管位于所述分布板下方的部分为200～1000毫米。7.根据权利要求1所述的气液分配器，其特征在于，所述气体通道管在所述分布板上的开孔率为10～30％；所述液体通道管在所述分布板上的开孔率为10～50％。8.根据权利要求1所述的气液分配器，其特征在于，所述分布板上的气体通道管和液体通道管为正三角形排列；所述小孔的直径d为3～8mm，所有小孔的总面积S1与液体通道管内截面积S2的比值为(0.75:1)～(1:1)。9.一种滴流床反应器，包括壳体、气体预分布器、液体预分布器、气相产物出口、液相产物出口，以及权利要求1～8任一所述的气液分配
\t器。10.根据权利要求9所述的滴流床反应器，其特征在于，所述气体预分布器设置于所述反应器顶部，所述液体预分布器设置于壳体侧面上部，所述气相产物出口设置于壳体侧面下部，所述液相产物出口设置于所述反应器底部。11.一种气液反应的方法，包括使气相原料和液相原料在包括权利要求1～7任一所述的气液...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙凤侠，刘俊涛，龚海燕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11