【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炼油化工，特别涉及一种反应精馏塔。
技术介绍
1、反应精馏塔在石油炼化、化工生产中都起到至关重要的作用，在原料反应精馏过程中，多股进料相互混合传质并发生反应。与此同时，反应生成物和副反应生成物根据其沸点的不同在塔内精馏分离，从而实现同时进行化学反应和产物分离的目的。
2、例如中国专利cn205046018u公开了一种利用新型规整填料制取高纯异丁烯的装置，包括催化反应精馏塔，催化反应精馏塔内由上而下设置有催化精馏段和提馏段，催化精馏段内装填有若干层带催化剂的填料，提馏段内装填有若干层未带催化剂的填料，各层填料层均包括两种组件，分别为第一组件和第二组件，其中，第一组件为开窗导流填料片，第二组件为规整填料片。该催化反应精馏塔的填料采用开窗导流式规整填料，可有效增加气液传质面积，提高了气液传质速率。
3、反应精馏塔的首要问题是如何提高塔内物质间相互传质并提高反应速率。目前，各大炼厂和化工厂应用最广泛的方法是向塔板上增加固体填料以增加物质间传质；向塔板上添加催化剂以提高化学反应速率。但现有方式都是将填料或催化剂简单堆叠在塔板上，受塔高和物流条件限制，传质和反应效率提高幅度有限，而增加塔板数又会提高生产成本。
4、现有提高单层塔板传质反应效率的方法很多，但大多数方法均为将填料层和催化剂层交错布置，根据液流方向，填料层和催化剂层的分布方式可分为纵向分布和横向分布两种，液体从上层塔板向下流动，气体从下层塔板向上流动，依次经过各填料层或催化剂层，实现强化传质和提高反应速率的协同作用。但两种分布方式
5、因此亟需一种在单层塔板上就具有较高传质反应效率的反应精馏塔，适用于气液逆向接触的气-液-固反应。
6、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种适用于气-液-固反应的反应精馏塔，通过离心旋流的作用可有效提高传质反应效率。
2、为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种反应精馏塔，适用于气液逆向接触的气液固反应，包括：筛板，其固定在反应精馏塔的内壁上，允许上升的气相通过；筐体，其位于筛板上方，用于承托横向交错设置的填料和催化剂；降液单元，其位于筐体上方，用于提供下降的液相；叶轮，其位于筛板和筐体之间的空间中，用于气液在填料和催化剂中逆向接触时产生离心旋流效应。
3、进一步，上述技术方案中，叶轮可通过设置在反应精馏塔中央且贯通的中心轴驱动旋转。
4、进一步，上述技术方案中，降液单元可包括：降液连接横管，其入口设置在塔内壁一侧，出口与降液竖管的入口连通；降液竖管，其被中心轴贯穿形成环空空间，该环空空间沿中心轴竖向延伸，液相从降液连接横管的入口进入后沿环空空间下降。
5、进一步，上述技术方案中，中心轴位于降液竖管内的部分设有外螺纹，用于在降液过程中在环空空间内形成液相的螺旋下降效应。
6、进一步，上述技术方案中，降液竖管的出口处可设计为渐变外扩结构，螺旋下降的液相在降液竖管的出口处形成旋流效应。
7、进一步，上述技术方案中，降液竖管的出口位于液面以下，旋流对位于筐体以上的液相形成搅动。
8、进一步，上述技术方案中，筐体可固定在塔内壁上，筐体可分隔为多个区域，多个区域可以为沿周向均匀间隔设置的扇形区域，相邻扇形区域分别填充填料和催化剂。气液两股物流在离心旋流的作用下沿筐体周向运行过程中，可依次通过每个扇形区域，形成填料对气液强化传质和催化剂对气液加速反应的交替过程。
9、进一步，上述技术方案中，筐体可分隔为多个区域，多个区域还可以为沿径向间隔设置的环形区域，相邻环形区域分别填充填料和催化剂。气液两股流体在离心旋流的作用下沿筐体径向运行过程中，可依次通过每个环形区域，形成填料对气液强化传质和催化剂对气液加速反应的交替过程。
10、进一步，上述技术方案中，中心轴一端穿设至反应精馏塔外部并与电机相连，电机可以为正反转电机，当电机反向旋转时，叶轮带动液相反向流动并对填料和催化剂进行反向冲击形成搅动。
11、进一步，上述技术方案中，当叶轮转速或气液密度差低于阈值时，筛板上的气孔尺径一致且均匀间隔布置；当叶轮转速或气液密度差高于阈值时，筛板上的气孔尺径和数量沿径向方向向外逐渐递增。
12、进一步，上述技术方案中，筛板、筐体、降液单元以及叶轮构成一个气液传质反应单元，在反应精馏塔中，气液传质反应单元可设置一个或多个。
13、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
14、1)本专利技术通过叶轮的旋转可形成螺旋上升的气流，同时叶轮设置在筐体下方较近的位置，还可将气液在填料和催化剂中逆向接触时产生离心旋流效应，气液可以在填料和催化剂中长时间动态停留，形成筐体内的周向和径向运动，当气液在填料空隙中运行时，可以有效强化气液传质效率，当气液在催化剂空隙中运行时，可有效提高气液反应效率；
15、2)本专利技术将降液竖管的出口设置在液面以下，一方面可防止上升的气相进入降液竖管，另一方面可通过竖管出口的旋流对积累的液相形成同一方向的搅动，使得液相呈螺旋状态进入下方的筐体，液相在筐体的填料和催化剂中的停留时间更长，与叶轮产生的气液离心旋流效应配合，可进一步提高气液传质反应效率；
16、3)本专利技术的筐体采用扇形区域的设置方式，气液两股物流可在离心旋流的作用下沿筐体周向运行过程中，依次通过每个扇形区域，形成填料对气液强化传质和催化剂对气液加速反应的交替过程，从而实现气液间的高效传质和反应；采用环形区域的设置方式，气液两股流体在离心旋流的作用下沿筐体径向运行过程中，依次通过每个环形区域，也可以形成填料对气液强化传质和催化剂对气液加速反应的交替过程，也能实现气液间的高效传质和反应；
17、4)本专利技术筛板上的气孔设计可采用尺径和数量沿径向方向向外逐渐递增的方式，当叶轮转速较快或气液反应物密度差较大时，采用这样的设计方式，可有效避免离心旋流过程中出现的气液横向分层情况，避免气液接触面积降低，影响气液传质反应进行；
18、5)本专利技术采用正反转电机驱动叶轮，可以通过改变叶轮的旋转方向带动流体反向流动，实现对填充物料的反向冲击，形成搅动，从而可有效动用筐体内深部物料，最大限度地提高传质反应效率，延迟填充物料使用寿命，降低换剂周期，减少生产成本；
19、6)本专利技术的反应精馏塔可将离心旋流与填料增强传质和催化剂加速反应相结合，可有效提高单层筛板内的传质反应效率，提高反应精馏塔内反应转化率，节约生产成本；可提高填料传质和催化反应的协同作用，满足不同反应条件、产品需求对反应精馏塔的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种反应精馏塔，其特征在于，适用于气液逆向接触的气液固反应，包括：
2.根据权利要求1所述的反应精馏塔，其特征在于，所述叶轮通过设置在反应精馏塔中央且贯通的中心轴驱动旋转。
3.根据权利要求2所述的反应精馏塔，其特征在于，所述降液单元包括：
4.根据权利要求3所述的反应精馏塔，其特征在于，所述中心轴位于降液竖管内的部分设有外螺纹，用于在降液过程中在所述环空空间内形成液相的螺旋下降效应。
5.根据权利要求4所述的反应精馏塔，其特征在于，所述降液竖管的出口处为渐变外扩结构，所述螺旋下降的液相在降液竖管的出口处形成旋流效应。
6.根据权利要求5所述的反应精馏塔，其特征在于，所述降液竖管的出口位于液面以下，所述旋流对位于所述筐体以上的液相形成搅动。
7.根据权利要求1所述的反应精馏塔，其特征在于，所述筐体固定在塔内壁上，筐体分隔为多个区域，所述多个区域为沿周向均匀间隔设置的扇形区域，相邻扇形区域分别填充所述填料和催化剂。
8.根据权利要求7所述的反应精馏塔，其特征在于，气液两股物流在离心旋流的作用下沿
9.根据权利要求1所述的反应精馏塔，其特征在于，所述筐体分隔为多个区域，所述多个区域为沿径向间隔设置的环形区域，相邻环形区域分别填充所述填料和催化剂。
10.根据权利要求9所述的反应精馏塔，其特征在于，气液两股流体在离心旋流的作用下沿筐体径向运行过程中，依次通过每个所述环形区域，形成填料对气液强化传质和催化剂对气液加速反应的交替过程。
11.根据权利要求2所述的反应精馏塔，其特征在于，所述中心轴一端穿设至所述反应精馏塔外部并与电机相连，所述电机为正反转电机，当电机反向旋转时，叶轮带动液相反向流动并对所述填料和催化剂进行反向冲击形成搅动。
12.根据权利要求1所述的反应精馏塔，其特征在于，当所述叶轮转速或气液密度差低于阈值时，所述筛板上的气孔尺径一致且均匀间隔布置；当所述叶轮转速或气液密度差高于阈值时，所述筛板上的气孔尺径和数量沿径向方向向外逐渐递增。
13.根据权利要求1所述的反应精馏塔，其特征在于，所述筛板、筐体、降液单元以及叶轮构成一个气液传质反应单元，在所述反应精馏塔中，所述气液传质反应单元设置一个或多个。
...【技术特征摘要】
1.一种反应精馏塔，其特征在于，适用于气液逆向接触的气液固反应，包括：
2.根据权利要求1所述的反应精馏塔，其特征在于，所述叶轮通过设置在反应精馏塔中央且贯通的中心轴驱动旋转。
3.根据权利要求2所述的反应精馏塔，其特征在于，所述降液单元包括：
4.根据权利要求3所述的反应精馏塔，其特征在于，所述中心轴位于降液竖管内的部分设有外螺纹，用于在降液过程中在所述环空空间内形成液相的螺旋下降效应。
5.根据权利要求4所述的反应精馏塔，其特征在于，所述降液竖管的出口处为渐变外扩结构，所述螺旋下降的液相在降液竖管的出口处形成旋流效应。
6.根据权利要求5所述的反应精馏塔，其特征在于，所述降液竖管的出口位于液面以下，所述旋流对位于所述筐体以上的液相形成搅动。
7.根据权利要求1所述的反应精馏塔，其特征在于，所述筐体固定在塔内壁上，筐体分隔为多个区域，所述多个区域为沿周向均匀间隔设置的扇形区域，相邻扇形区域分别填充所述填料和催化剂。
8.根据权利要求7所述的反应精馏塔，其特征在于，气液两股物流在离心旋流的作用下沿筐体周向运行过程中，依次通过每个所述扇形区域，形...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏鑫，杨秀娜，高峰，于颖，姜阳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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