微分式加氢反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术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≤0.025m

【技术实现步骤摘要】
微分式加氢反应装置
本技术涉及化工领域，具体而言，涉及一种微分式加氢反应装置。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种微分式加氢反应装置，其包括：混合容器，设置有反应产物进口；多个微型反应器，用于作为液相反应原料的加氢反应场所；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；且在每组微型反应器中，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。进一步地，混合容器还设置有混合物料出口，微分式加氢反应装置还包括强制循环装置，强制循环装置包括：循环管路，其入口与混合物料出口相连，出口与液相反应原料进口相连；强制循环泵，设置在循环管路上。进一步地，混合容器具有腔体，腔体中还设置有非淹没式撞击流组件，非淹没式撞击流组件用于使反应产物进口进入的从微型反应器出来的加氢反应产物进一步进行非淹没式撞击、空化及剪切。进一步地，非淹没式撞击流组件包括：筒体，筒体的内腔用于提供非淹没式撞击场所，筒体的筒壁上设置有多个第一孔结构，且第一孔结构的轴向与筒体的轴向方向具有夹角。进一步地，筒体具有两端进口，混合容器设置有两组反应产物进口，每组包括至少一个反应产物进口，且两组反应产物进口分别设置在混合容器的两侧；其中，一部分反应产物出口与其中一组反应产物进口相连，另一部分反应产物出口与另一组反应产物进口相连，两组反应产物进口进入的加氢反应产物分别从筒体的两端进口以喷射流体的形式进入并进行非淹没式撞击。进一步地，筒体的一端具有进口，另一端设置有撞击底板；或者，筒体的一端具有进口，筒体的径向截面积沿远离进口端的方向逐渐减小，筒体的另一端封闭；其中，反应产物进口均与筒体的进口端相连，用于使加氢反应产物以喷射流体的形式进入筒体并进行非淹没式撞击。进一步地，非淹没式撞击流组件设置在混合容器的腔体的靠近顶端的位置。进一步地，微型反应器为管式结构，其长径比为10～20:1。进一步地，微型反应器的内部还设置有多个管道空化板，管道空化板上设置有多个第二孔结构。进一步地，管道空化板在微型反应器内部沿其轴向垂直设置或者倾斜设置。进一步地，相邻两个管道空化板在微型反应器内部的倾斜方向相同或相反。进一步地，微分式加氢反应装置还包括加热装置，加热装置用于加热微型反应器和混合容器。进一步地，强制循环装置还包括管道式加热炉，管道式加热炉用于加热循环管路。进一步地，循环管路上还设置有氢气入口，用于向循环管路中通入氢气。进一步地，混合容器的顶部还设置有气相产物出口，微分式加氢反应装置还包括冷凝器，冷凝器具有气相产物进口、冷凝液出口和尾气出口，气相产物进口与气相产物出口相连。进一步地，尾气出口与氢气入口相连。进一步地，微型反应器内填充有加氢催化剂，和/或加装有高电场构件，和/或加装有光催化构件。本技术提供了一种微分式加氢反应装置，其包括混合容器、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液相反应原料的加氢反应场所；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；且在每组微型反应器中，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。采用本技术的微分式加氢反应装置，能够有效解决目前加氢反应过程中普遍存在的高压不安全和非均衡性问题。同时，微分式加氢反应装置的投资将大大低于一个大型或超大型的高压加氢反应器；微分式加氢反应装置的安全性大大高于一个大型或超大型的高压加氢反应器；微分式加氢反应装置的检修维护可以在不停止设备运行的条件下实现，其经济效益和运行灵活性也大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微分式加氢反应装置，其特征在于，包括：/n混合容器(10)，设置有反应产物进口(101)；/n多个微型反应器(20)，用于作为液相反应原料的加氢反应场所；所述微型反应器(20)具有液相反应原料进口(201)和反应产物出口(202)，所述反应产物出口(202)与所述反应产物进口(101)相连，多个所述微型反应器(20)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所述微型反应器(20)；且在每组所述微型反应器(20)中，各所述微型反应器(20)均为容积≤0.025m

【技术特征摘要】
1.一种微分式加氢反应装置，其特征在于，包括：
混合容器(10)，设置有反应产物进口(101)；
多个微型反应器(20)，用于作为液相反应原料的加氢反应场所；所述微型反应器(20)具有液相反应原料进口(201)和反应产物出口(202)，所述反应产物出口(202)与所述反应产物进口(101)相连，多个所述微型反应器(20)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所述微型反应器(20)；且在每组所述微型反应器(20)中，各所述微型反应器(20)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，设置在所述液相反应原料进口(201)的进料管路上，用于将所述液相反应原料输送至所述微型反应器(20)中。


2.根据权利要求1所述的微分式加氢反应装置，其特征在于，所述混合容器(10)还设置有混合物料出口(102)，所述微分式加氢反应装置还包括强制循环装置(30)，所述强制循环装置(30)包括：
循环管路(31)，其入口与所述混合物料出口(102)相连，出口与所述液相反应原料进口(201)相连；
强制循环泵(32)，设置在所述循环管路(31)上。


3.根据权利要求1或2所述的微分式加氢反应装置，其特征在于，所述混合容器(10)具有腔体，所述腔体中还设置有非淹没式撞击流组件(11)，所述非淹没式撞击流组件(11)用于使所述反应产物进口(101)进入的从所述微型反应器(20)出来的加氢反应产物进一步进行非淹没式撞击、空化及剪切。


4.根据权利要求3所述的微分式加氢反应装置，其特征在于，所述非淹没式撞击流组件(11)包括：筒体，所述筒体的内腔用于提供非淹没式撞击场所，所述筒体的筒壁上设置有多个第一孔结构，且所述第一孔结构的轴向与所述筒体的轴向方向具有夹角。


5.根据权利要求4所述的微分式加氢反应装置，其特征在于，所述筒体具有两端进口，所述混合容器(10)设置有两组所述反应产物进口(101)，每组包括至少一个所述反应产物进口(101)，且两组所述反应产物进口(101)分别设置在所述混合容器(10)的两侧；其中，一部分所述反应产物出口(202)与其中一组所述反应产物进口(101)相连，另一部分所述反应产物出口(202)与另一组所述反应产物进口(101)相连，两组所述反应产物进口(101)进入的所述加氢反应产物分别从所述筒体的两端进口以喷射流体的形式进入并进行非淹没式撞击。


6.根据权利要求4所述的微分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张其凯，徐鹏辉，
申请(专利权)人：张其凯，徐鹏辉，
类型：新型
国别省市：加拿大;CA