一种固定床加氢微界面反应系统技术方案

本发明专利技术提供了一种固定床加氢微界面反应系统。该系统包括：固定床反应器和微界面发生器；其中，所述微界面发生器与所述固定床反应器连接，在加氢反应过程中将氢气的压力能和/或反应过程中的液体的动能转化为氢气气泡的表面能，使氢气气泡破碎为微气泡，并使所述微气泡与所述的液体混合形成气液乳化物，气液乳化物进入固定床反应器内再进行后续反应；本发明专利技术所述的固定床加氢微界面反应系统，具有能耗低、操作压力低，气液传质相界面积大，表观反应速度快，气体利用率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种固定床加氢微界面反应系统
本专利技术涉及固定床反应系统
，具体而言，涉及一种固定床加氢微界面反应系统。
技术介绍
目前能源、石化、精细化工等领域广泛存在气液、气液固等气液反应过程。如氧化、加氢、氯化等气液多相反应，其宏观反应速率一般受制于传质过程。气液反应的体积传质系数主要受到传质系数及气液相界面积的共同影响。已有研究表明，相界面积对体积传质系数的影响程度较大，且容易调控。因此，增大相界面积被视为提高气液宏观反应速率的有效途径。固定床反应器是常用的化工反应器形式，其是指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物，形成一定高度的堆积床层，气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时，实现非均相反应过程。这类反应器的特点是充填在设备内的固体颗粒固定不动，有别于固体物料在设备内发生运动的移动床和流化床，又称填充床反应器。固定床反应器广泛用于气-固相反应和液-固相反应过程。但是在固定床反应系统中加氢使氢气与反应液体反应存在的问题为：具有操作压力大，气液传质相界面积小，表观反应速度慢，气体利用率低，投资大，高耗低，不易操作等问题。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种固定床加氢微界面反应系统，旨在解决现有的由于氢气与液体接触面积小而不能充分反应从而耗能大的问题。一个方面，本专利技术提出了一种固定床加氢微界面反应系统，包括：固定床反应器、微界面发生器以及气液分离罐；其中，所述微界面发生器与所述固定床反应器连接，在加氢反应过程中将氢气的压力能和/或反应过程中的液体的动能转化为氢气气泡的表面能，使氢气气泡破碎为微气泡，并使微气泡与反应过程中的液体混合形成气液乳化物，再使气液乳化物进入固定床反应器内再进行后续反应；所述固定床反应器用于作为加氢反应的反应场所，以在所述气液乳化物进入其中时形成稳定的气液强化固定床反应体系；所述固定床反应器用于作为加氢反应的反应场所，以在所述气液乳化物进入其中时形成稳定的气液强化固定床反应体系；所述气液分离罐与所述固定床反应器连接，用以将所述固定床反应器中反应完成的混合物进行气液分离。进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述微界面发生器选自气动式微界面发生器、液动式微界面发生器以及气液联动式微界面发生器的一种或几种。进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述微界面发生器设置在所述固定床反应器的上部。进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述微界面发生器设置在所述固定床反应器的下部。进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述固定床反应器包括：反应罐和催化剂床层；其中，所述反应罐为一罐体，用以为所述气液乳化物提供反应空间，反应罐上设有用以输出反应后的混合物出口；所述催化剂床层固定在所述反应罐内部，床层内设有用以提高所述气液乳化物的反应效率催化剂。进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，还包括：原料罐、动力机构以及进料预热器；其中，所述原料罐与所述动力机构相连，用以存储氢气和反应液体；所述动力机构另一端与所述进料预热器连接，用以为输送氢气和反应液体提供动力；所述进料预热器另一端与所述微界面反应器连接，用以对氢气和反应液体进行预热以使其达到指定温度。进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述原料罐包括:液体原料罐和气体原料缓冲罐；其中，所述液体原料罐与所述进料泵相连，用以存储液体原料；所述气体原料缓冲罐与所述压缩机相连，用以存储氢气。进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述动力机构包括：进料泵和压缩机；其中，所述进料泵与所述液体进料预热器相连，用以为输送液体原料提供动力；所述压缩机与所述气体进料预热器相连，用以为输送氢气提供动力。进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，所述进料预热器包括：液体进料预热器和气体进料预热器；其中，所述液体进料预热器与所述微界面发生器相连，用以对液体原料进行预热以使其达到指定温度，并将其送入所述微界面发生器内；所述气体进料预热器与所述微界面发生器相连，用以对氢气进行预热以使其达到指定温度，并将其送入所述微界面发生器内。进一步地，上述固定床加氢微界面反应系统中，当所述固定床反应器的数量大于一时，其相互之间连接的连接件的最高处从后往前依次高于前置的所述固定床反应器的最高处。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供的固定床加氢微界面反应系统，通过在所述固定床反应系统中加上微界面发生器，氢气被破碎为直径为1μm≤d<1mm的气体，形成微气泡体系，微气泡具有刚性，独立性好，不易聚并等优点，使得在气液反应过程中，强化了气液反应，提高了传质效率，因此获得含有大量微气泡的乳化液，从而在反应器内形成较高的相界面积。进一步地，本专利技术的固定床加氢微界面反应系统通过提供微界面发生器，在工程上，具有气体利用率高，脱硫率高，投资少，能耗低，工艺灵活等优点。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的上行式固定床加氢微界面反应系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的上行式多段固定床加氢微界面反应系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的下行式固定床加氢微界面反应系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的下行式多段固定床加氢微界面反应系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本专利技术作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，还需要说明的是，在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。参阅图1所示，为本专利技术实施例提供的上行式固定床加氢微界面反应系统，该系统将微界面发生器（MicroInterfacialGenerator，简称MIG）设置在固定床反应器的下部，在使用的过程中氢气被微界面发生器破碎为微气泡，所形成的微气泡与液体混合形成的气液乳化物通过固定床反应器的下部进口进入固定床反应器内进行后续反应，反应完成的混合物通过固定床本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固定床加氢微界面反应系统，其特征在于，包括：固定床反应器、微界面发生器以及气液分离罐；其中，所述微界面发生器与所述固定床反应器连接，在加氢反应过程中将氢气的压力能和/或反应过程中的液体的动能转化为氢气气泡的表面能，使氢气气泡破碎为微气泡，并使所述微气泡与所述的液体混合形成气液乳化物，气液乳化物进入固定床反应器内再进行后续反应；所述固定床反应器用于作为加氢反应的反应场所，以在所述气液乳化物进入其中时形成稳定的气液强化固定床反应体系；所述气液分离罐与所述固定床反应器连接，用以将所述固定床反应器中反应完成的混合物进行气液分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种固定床加氢微界面反应系统，其特征在于，包括：固定床反应器、微界面发生器以及气液分离罐；其中，所述微界面发生器与所述固定床反应器连接，在加氢反应过程中将氢气的压力能和/或反应过程中的液体的动能转化为氢气气泡的表面能，使氢气气泡破碎为微气泡，并使所述微气泡与所述的液体混合形成气液乳化物，气液乳化物进入固定床反应器内再进行后续反应；所述固定床反应器用于作为加氢反应的反应场所，以在所述气液乳化物进入其中时形成稳定的气液强化固定床反应体系；所述气液分离罐与所述固定床反应器连接，用以将所述固定床反应器中反应完成的混合物进行气液分离。


2.根据权利要求1所述的固定床加氢微界面反应系统，其特征在于，所述微界面发生器选自气动式微界面发生器、液动式微界面发生器以及气液联动式微界面发生器的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的固定床加氢微界面反应系统，其特征在于，所述微界面发生器设置在所述固定床反应器的上部。


4.根据权利要求1所述的固定床加氢微界面反应系统，其特征在于，所述微界面发生器设置在所述固定床反应器的下部。


5.根据权利要求1所述的固定床加氢微界面反应系统，其特征在于，所述固定床反应器包括：反应罐和催化剂床层；其中，所述反应罐为一罐体，用以为所述气液乳化物提供反应空间，反应罐上设有用以输出反应后的混合物出口；所述催化剂床层固定在所述反应罐内部，床层内设有用以提高所述气液乳化物的反应效率催化剂。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，周政，张锋，李磊，王宝荣，杨高东，孟为民，罗华勋，杨国强，田洪舟，曹宇，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32