一种浆态床环流反应器制造技术

一种浆态床环流反应器，包括依次连通的上升管(1)、上升管上部管径扩大的扩大段(2)、固液分离器(10)和下降管(3)，所述的固液分离器(10)底部经下降管(3)与上升管(1)底部连通；所述的扩大段(2)内设置导流筒(5)和折流板(6)，所述的导流筒为由上至下直径缩小的圆筒，所述的折流板有至少一个圆环状平板组成，位于扩大段与导流筒之间，所述的固液分离器(10)内设置过滤组件(11)，并经过滤组件设置清液出口(16)，所述的上升管(1)底部设有原料入口(4)，所述的扩大段(2)顶部设有气体出口(15)。本实用新型专利技术提供的浆态床环流反应器适用于气液固三相的反应，气液固三相分离效率高，能够避免过度反应，尤其适用于蒽醌法制过氧化氢工艺中。

A slurry bed loop reactor

A slurry bed loop reactor comprises a successively connected riser (1), an enlarged section (2) with an enlarged upper diameter of the riser, a solid-liquid separator (10) and a downcomer (3), wherein the bottom of the solid-liquid separator (10) is communicated with the bottom of the riser (1) through a downcomer (3), and a diversion tube (5) and a baffle plate (6) are arranged in the enlarged section (2). The baffle plate is composed of at least one circular flat plate, which is located between the enlarged section and the diversion tube. A filter assembly (11) is arranged in the solid-liquid separator (10) and a clear liquid outlet (16) is arranged through the filter assembly. A raw material inlet (4) is arranged at the bottom of the riser tube (1). A gas outlet (15) is arranged at the top of the expansion section (2). The slurry bed loop reactor provided by the utility model is suitable for gas-liquid-solid three-phase reaction, has high gas-liquid-solid three-phase separation efficiency, can avoid excessive reaction, and is especially suitable for the process of preparing hydrogen peroxide by anthraquinone method.

【技术实现步骤摘要】
一种浆态床环流反应器
本技术涉及一种浆态床反应器，更具体地说，涉及一种适用于加氢反应的浆态床外环流反应器。
技术介绍
过氧化氢是一种重要的无机化工原料，它广泛应用于造纸、纺织、化学品合成、军工、电子、食品加工、医药、化妆品、环境保护、冶金等诸多领域。过氧化氢分解后产生水和氧气，对环境无二次污染，是一种绿色化学品。目前国内外普遍采用蒽醌法进行过氧化氢的生产。蒽醌法生产过氧化氢是以蒽醌衍生物作为工作载体，在催化剂的作用下，用氢气将溶解在有机溶剂中的蒽醌衍生物氢化，生成相应的氢蒽醌。然后，氢蒽醌氧化生成过氧化氢和蒽醌衍生物。最后，用水萃取有机溶剂中的过氧化氢得到一定浓度的过氧化氢水溶液作为产品，含有蒽醌衍生物和有机溶剂的工作液则被循环使用。其中，蒽醌氢化过程的效率直接决定过氧化氢的产量和浓度，对整个过氧化氢的生产具有决定意义。目前国内在蒽醌氢化过程中最常用的是下流式固定床反应器，即滴流床反应器，但是固定床反应器存在催化剂利用效率低、反应选择性低、床层内温度分布不均匀、催化剂局部持液量大和工作液降解严重的问题。采用固定床反应器进行氢化过程，氢效一般仅为6～7g/L氢化液。而采用气液并流向上运动的反应器是进行蒽醌衍生物氢化过程的最佳选择。此类反应器包括管式悬浮床反应器、鼓泡床反应器和浆态床反应器。在气液两相并流向上流动的过程中，工作液和氢蒽醌混合溶液作为连续相，而氢气(或氢气与惰性气体混合气)作为分散相，既可以提高工作液的处理量和催化剂的利用率，增加蒽醌转化率，又克服了固定床催化剂床层局部持液量大，温度分布不均造成的工作液降解的问题。国外新建的大型过氧化氢生产装置一般采用上流式流化床进行氢化反应，氢效一般可达12g/L氢化液以上。US4428923公开了一种蒽醌法生产过氧化氢的管式悬浮床氢化反应器系统，反应器成迂回管体系,水平管和垂直管之间由弯头连接,各段管具有相同的通称直径。管外有套管供加热和冷却用,氢化过程就在该反应器中进行。工作液与氢气进入氢化器之前,先经一文丘里混合器预混,催化剂随着工作液一起连续流动,工作液与氢气进行反应,在反应后经过一分离器,将催化剂与氢化液进行初步的分离；分离后还得使用一专用的氢化液过滤器将氢化液与催化剂再次分离,氢化效率为12g/L氢化液。CN1298369A提供了一种鼓泡床反应器。反应器优选为立式鼓泡塔，反应器中至少部分的包含水力直径介于1至10mm的通孔或流道构件，通常为床层、针织物、开孔泡沫体或填料，通常为与SulzerBX填料类似的结构，以供工作液或氢气通过。保证流道构件的侧壁粗糙度为催化剂平均粒径的0.5至5倍，工作液和气相由反应器下部一起进入反应器，在催化剂作用下进行加氢反应，反应后进入固液分离装置进行氢化液与催化剂的分离。该反应系统可以进行间歇和连续两种方式的操作，氢化效率可达15g/L氢化液以上。分析以上技术，目前的蒽醌法生产过氧化氢氢化非固定床反应器存在几个问题：反应器的气液固分离效果不好，对后续的过滤等操作造成较大的压力；反应器内流体流动状态紊乱，容易造成具备加氢反应过度，导致催化剂失活，降低氢效；固液分离需要额外的动力设备，不但增加能耗，而且增加了对催化剂的磨损几率。对比上述反应器，浆态床反应器由于催化剂颗粒直径很小(一般为几十微米或者更小)，消除了催化剂内扩散的影响，具有很高的反应比表面和活性，可以大大减少催化剂的用量，同时反应器内部具有更均匀的流动状态，具有良好的技术发展前景。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种浆态床环流反应器。本技术提供一种浆态床环流反应器，包括依次连通的上升管1、上升管上部管径扩大的扩大段2、固液分离器10和下降管3，所述的固液分离器10底部经下降管3与上升管1底部连通；所述的扩大段2内设置导流筒5和折流板6，所述的导流筒为由上至下直径缩小的圆筒，所述的折流板有至少一个圆环状平板组成，位于扩大段与导流筒之间，所述的固液分离器10内设置过滤组件11，并经过滤组件设置清液出口16，所述的上升管1底部设有原料入口4，所述的扩大段2顶部设有气体出口15。本技术提供的浆态床环流反应器的有益效果为：本技术提供的浆态床环流反应器扩大段内设置导流筒和折流板，导流筒使流体在扩大段内形成绕流，强化反应液体、催化剂和气体的三相分离；折流板使进入扩大段和导流筒间隙内的流体中夹带的气泡进一步脱除，减少进入固液分离器中流体的气含率，降低固液分离器的堵塞风险。浆液中气体能充分脱除，扩大段内的大部分催化剂颗粒留在扩大段和上升管内，减轻了后续工艺的操作负担，降低了催化剂磨损的几率。经固液分离器过滤的液体产品中固体颗粒含量较低。部分催化剂在上升管与固液分离器之间循环流动，提高了上升管底部催化剂的浓度，使浆液的浓度和温度分布更均匀，提高了催化剂的利用率和反应效率。本技术提供的浆态床加氢反应器可避免反应器内存在流动死区和热点，降低催化剂磨损几率，降低固液分离器堵塞的风险，有效延长操作周期。作为蒽醌法制备过氧化氢的加氢反应器，可有效降低工作液过度氢化的几率，提高氢效。附图说明图1为本技术提供的浆态床环流反应器的流程示意图。其中：1-上升管；2-扩大段；3-下降管；4-原料入口；5-导流筒；6-折流板；7-流体分布器；8-气泡；9-固体催化剂颗粒；10-固液分离器；11-过滤组件；12-二级过滤器；15-气体出口；16-清液出口；17-催化剂加入口；18-催化剂卸出口；19、20-管线。图2为本技术提供的浆态床反应器扩大段内折流板的结构示意图。其中：13-上层挡板；14-下层挡板。图3为本技术提供的浆态床反应器扩大段内折流板的俯视图。具体实施方式以下详细说明本技术的具体实施方式，其中，说明书中提到的容器的“上部”是指由上至下容器的0-50％的位置，容器的“下部”是指由上至下容器的50％-100％的位置，容器的“底部”是指由上至下容器的90％-100％的位置，容器的“顶部”是指由上至下容器的0-10％的位置。本技术提供一种浆态床环流反应器，包括依次连通的上升管1、上升管上部管径扩大的扩大段2、固液分离器10和下降管3，所述的固液分离器10底部经下降管3与上升管1底部连通；所述的扩大段2内设置导流筒5和折流板6，所述的导流筒为由上至下直径缩小的圆筒，所述的折流板有至少一个圆环状平板组成，位于扩大段与导流筒之间，所述的固液分离器10内设置过滤组件11，并经过滤组件设置清液出口16，所述的上升管1底部设有原料入口4，所述的扩大段2顶部设有气体出口15。本技术提供的浆态床内环流反应装置中，所述的浆态床加氢反应器高度可在3-100m、优选5-30m、最优选8-20m，直径在0.5-10m、优选3-8m。浆态床加氢反应器的主体包括上升管和上升管上部管径扩大的扩大段。优选地，所述的扩大段与上升管的直径比为1.2～6：1、优选2～3：1；所述的扩大段与上升管的高度比为：0.1～0.5：1、优选0.2～0.3：1。本技术提供的浆态床加氢反应器中，所述的扩大段内设置导流筒，导流筒是直径均一的圆筒，或者是由上至下直径缩小的一段圆筒，或者是由直径不同的多段圆筒组成。所述的导流筒上沿与扩大段顶部器壁留有空隙，所述的导流筒下沿与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浆态床环流反应器，其特征在于，包括依次连通的上升管(1)、上升管上部管径扩大的扩大段(2)、固液分离器(10)和下降管(3)，所述的固液分离器(10)底部经下降管(3)与上升管(1)底部连通；所述的扩大段(2)内设置导流筒(5)和折流板(6)，所述的导流筒为由上至下直径缩小的圆筒，所述的折流板为至少一个圆环状平板组成，位于扩大段器壁与导流筒(5)之间，所述的固液分离器(10)内设置过滤组件(11)，并经过滤组件设置清液出口(16)，所述的上升管(1)底部设有原料入口(4)，所述的扩大段(2)顶部设有气体出口(15)。

【技术特征摘要】
1.一种浆态床环流反应器，其特征在于，包括依次连通的上升管(1)、上升管上部管径扩大的扩大段(2)、固液分离器(10)和下降管(3)，所述的固液分离器(10)底部经下降管(3)与上升管(1)底部连通；所述的扩大段(2)内设置导流筒(5)和折流板(6)，所述的导流筒为由上至下直径缩小的圆筒，所述的折流板为至少一个圆环状平板组成，位于扩大段器壁与导流筒(5)之间，所述的固液分离器(10)内设置过滤组件(11)，并经过滤组件设置清液出口(16)，所述的上升管(1)底部设有原料入口(4)，所述的扩大段(2)顶部设有气体出口(15)。2.按照权利要求1所述的浆态床环流反应器，其特征在于，所述的扩大段与上升管的高度比为0.1～0.5：1，所述的扩大段与上升管的直径比为1.2～6：1。3.按照权利要求1所述的浆态床环流反应器，其特征在于，所述的导流筒最大直径与扩大段的直径比为0.5～0.9：1。4.按照权利要求1-3中任一种所述的浆态床环流反应器，其特征在于，所述的导流筒为由上至下直径缩小的两段圆筒组成，两段圆筒之间通过倒锥形...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振兴，郑博，唐晓津，毛俊义，李学锋，
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石油化工科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11