柱式连续反应器和柱式连续反应系统技术方案

本发明专利技术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。

Column Continuous Reactor and Column Continuous Reaction System

The invention provides a column continuous reactor and a column continuous reaction system. The column type continuous reactor includes reaction column, which is set up from bottom to top: feed section with liquid inlet and liquid distribution device above the liquid inlet; reaction section, reaction section and feed section are separated by porous bottom plate, reaction section is filled with inert filler and has a number of circumferential arrangement of the first baffle, the first baffle extends along the vertical direction to the reaction section. The inner chamber is divided into several first reaction chambers, and the discharge section is separated from the reaction section through a porous roof, and the discharge section has liquid product outlet and exhaust outlet. The first baffle in the reaction section divides the reaction chamber into small-volume reaction chambers, and fillers are arranged in the reaction chamber to disperse the solid reactants set in the reaction chamber. The problem of excessive pressure drop in the reaction column caused by the upward accumulation of solid reactants when gas by-products flow upwards is avoided, and the problem of non-uniform mass transfer is solved.

【技术实现步骤摘要】
柱式连续反应器和柱式连续反应系统
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，根据本专利技术的一个方面，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。根据本专利技术的另一方面，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。进一步地，上述供料器包括：原料罐，与反应器的液体进口通过管路相连；进料泵，设置在管路上；流量计，设置在进料泵下游的管路上；温度传感器，设置在流量计下游的管路上；第一压力传感器；设置在靠近液体进口的管路上；柱式连续反应系统还包括PLC控制柜和第二压力传感器，第二压力传感器设置在反应器的液态产物出口处，进料泵、流量计、温度传感器、第一压力传感器和第二压力传感器与PLC控制柜电连接。应用本专利技术的技术方案，柱式连续反应器的反应柱可以实现连续进料、连续出料，进而实现连续反应；在液体进口上方设置液体分布装置，使得液体以均匀方式进料；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；当液体进入各反应室时，由于反应室的容积小因此反应产生的气态副产物不会过度集中对填料和固体反应物造成过渡冲击形成大面积空穴，且填料的存在可以进一步防止固体反应物由于上述冲击作用形成沟流和旁路，进而使得反应过程中液相和固相间传质均匀，气相在液相和固相中的流动也均匀，从而解决了现有技术的气液固反应器的相传质不均匀的问题。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的一种实施例提供的柱式连续反应器示意图；图2示出了图1所示的柱式连续反应器的反应柱的反应段横向剖面图；图3示出了图1所示的柱式连续反应器的反应柱的进料段的部分剖面结构示意图；图4示出了图1所示的柱式连续反应器的反应柱外设置换热夹套后的结构示意图图5示出了根据本专利技术的一种实施例提供的柱式连续反应系统的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、反应柱；11、进料段；111、液体进口；112、防涡流挡板；113、多孔分布板；12、反应段；121、惰性填料；122、第一隔板；123、第二隔板；13、出料段；131、液态产物出口；132、排气口；133、气液分离器；14、多孔底板；15、多孔顶板；20、换热夹套；21、换热介质进口；22、换热介质出口；01、原料罐；02、进料泵；03、流量计；04、温度传感器；05、第一压力传感器；06、预换热器；07、反应器；071、第二压力传感器；08、产物接收器；09、PLC控制柜。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如本申请
技术介绍
所分析的，现有技术的釜式反应器、滴流床反应器相传质不均匀，为了解决该问题，本申请提供了一种柱式连续反应器和柱式连续反应系统。在本申请一种典型的实施方式中，如图1和2所示，该柱式连续反应器包括反应柱10，反应柱10包括自下而上设置的进料段11、反应段12和出料段13，进料段11具有液体进口111，且液体进口111上方设置有液体分布装置；反应段12与进料段11通过多孔底板14隔离，反应段12内装填有惰性填料121且具有多个周向排布的第一隔板122，第一隔板122沿竖直方向延伸将反应段12的内腔分隔为多个第一反应室；出料段13与反应段12通过多孔顶板15隔离，出料段12具有液态产物出口131和排气口132。本专利技术的柱式连续反应器的反应柱10可以实现连续进料、连续出料，进而实现连续反应；在液体进口111上方设置液体分布装置，使得液体以均匀方式进料；在反应段12设置的第一隔板122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10内压降过大的问题；当液体进入各反应室时，由于反应室的容积小因此反应产生的气态副产物不会过度集中对填料和固体反应物造成过渡冲击形成大面积空穴，且填料的存在可以进一步防止固体反应物由于上述冲击作用形成沟流和旁路，进而使得反应过程中液相和固相间传质均匀，气相在液相和固相中的流动也均匀，从而解决了现有技术的气液固反应器的相传质不均匀的问题。上述反应柱10的进料段11、反应段12和出料段13可以在一体设置的反应柱10中设置，也可以通过连接件将各段连接起来。在本申请一种实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱式连续反应器，其特征在于，所述柱式连续反应器包括反应柱(10)，所述反应柱(10)包括自下而上设置的：进料段(11)，具有液体进口(111)，且所述液体进口(111)上方设置有液体分布装置；反应段(12)，所述反应段(12)与所述进料段(11)通过多孔底板(14)隔离，所述反应段(12)内装填有惰性填料(121)且具有多个周向排布的第一隔板(122)，所述第一隔板(122)沿竖直方向延伸将所述反应段(12)的内腔分隔为多个第一反应室；出料段(13)，所述出料段(13)与所述反应段(12)通过多孔顶板(15)隔离，所述出料段(12)具有液态产物出口(131)和排气口(132)。

【技术特征摘要】
1.一种柱式连续反应器，其特征在于，所述柱式连续反应器包括反应柱(10)，所述反应柱(10)包括自下而上设置的：进料段(11)，具有液体进口(111)，且所述液体进口(111)上方设置有液体分布装置；反应段(12)，所述反应段(12)与所述进料段(11)通过多孔底板(14)隔离，所述反应段(12)内装填有惰性填料(121)且具有多个周向排布的第一隔板(122)，所述第一隔板(122)沿竖直方向延伸将所述反应段(12)的内腔分隔为多个第一反应室；出料段(13)，所述出料段(13)与所述反应段(12)通过多孔顶板(15)隔离，所述出料段(12)具有液态产物出口(131)和排气口(132)。2.根据权利要求1所述的柱式连续反应器，其特征在于，所述反应段(12)的内腔中还设置有第二隔板(123)，所述第二隔板(123)为与所述反应柱(10)同轴设置的筒状隔板，所述第二隔板(123)将所述反应段(12)的内腔分隔为内反应室和外反应室，所述第一隔板(122)设置在所述外反应室中将所述外反应室分隔为多个所述第一反应室。3.根据权利要求2所述的柱式连续反应器，其特征在于，所述内反应室的内径为所述反应段(12)内径的1/4～1/3。4.根据权利要求1所述的柱式连续反应器，其特征在于，所述反应段(12)采用DN10～DN800的管道，所述反应段(12)的长径比为0.05：1～50：1。5.根据权利要求1所述的柱式连续反应器，其特征在于，所述液体分布装置包括：防涡流挡板(112)，罩设在所述液体进口(111)的上方；多孔分布板(113)，罩设在所述防涡流挡板(112)的上方，优选所述多孔分布板(113)沿靠近所述液体进口(111)的方向逐渐扩张。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪浩，洪亮，卢江平，陶建，陈富荣，周洪如，蒋勇，罗勇，
申请(专利权)人：吉林凯莱英医药化学有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22