一种气-液-固三相反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种反应物料为气-液-固三相反应器，包括反应器筒体；筒体内沿筒体的轴向从下至上依次设置有催化剂支撑盘、气液分配盘和液体分布管；催化剂支撑盘、液体分布管和气液分配盘沿筒体的径向设置；气液分配盘为一板状结构，板面上开设有贯通板体上下表面的孔；液体分布管为中空的管状结构，管的表面带有贯通管体内外表面的小孔；液体分布管与设置于筒体侧壁面上的侧面进料口相连；催化剂支撑盘上方的、筒体侧壁面上设有催化剂卸料口；筒体上端设有顶部进料口；筒体下端设有底部出料口。本实用新型专利技术气-液-固三相反应器结构独特新颖，流体力学性能优良、反应选择性和转化率可调、总传质效率高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化学工程设备领域，具体涉及一种反应物料为气-液-固三相的反应器。
技术介绍
气-液-固三相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-固三相反应采用滴流床或称涓流床反应器，机械搅拌釜式反应器、鼓泡塔(挡板鼓泡塔)、回转筒式反应器或於浆床反应器。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 三相反应体系，相间传质往往是决定反应器效率的关键因素。特别是对于传质是总反应控制步骤和涉及固相催化剂的反应工程，为加快总反应过程，就必须采取某种形式的搅拌，以提高传质效率和相间混合。采用机械搅拌，不仅能耗高，不易密封，造成环境污染，而且产品质量的稳定性和一致性也受到影响。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，但气体压降大，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，可能引起固体催化剂润湿不完全，并且引起径向温度不均匀，形成局部过热，使催化剂迅速失活并使液层过量汽化。回转筒式反应器缺点是粒子返混小，相间接触面小，传热效能低，设备容积较大。
技术实现思路
本申请目的在于克服上述现有技术中的反应器存在的不足，经专利技术人多年从事反应器设备的开发研究及工业化生产实践，提供一种气-液-固三相反应器及其应用。本申请提供的气-液-固三相反应器，包括反应器筒体；筒体内沿筒体的轴向从下至上依次设置有催化剂支撑盘、气液分配盘和液体分布管；催化剂支撑盘和气液分配盘沿筒体的径向设置；气液分配盘为一板状结构，板面上开设有贯通板体上下表面的孔；液体分布管为中空的管状结构，管的表面带有贯通管体内外表面的小孔；液体分布管与设置于筒体侧壁面上的侧面进料口相连；催化剂支撑盘上方的、筒体侧壁面上设有催化剂卸料口；筒体上端设有顶部进料口；筒体下端设有底部出料口。所述反应器筒体(I)的长径比为2 12。于筒体内的催化剂支撑盘上放置有催化齐U，催化剂位于气液分配盘与催化剂支撑盘间。所述催化剂支撑盘、气液分配盘和液体分布管数量均为f 8个，沿筒体的轴向从下至上依次按催化剂支撑盘、气液分配盘和液体分布管催化剂支撑盘、气液分配盘和液体分布管的顺序设置。所述气液分配盘的每个开孔上都设有一个分配帽；分配帽扣置于气液分配盘上表面，分配帽与气液分配盘上表面间留有间隙。所述液体分布管由主管和支管组成，主管和支管相连通，主管和支管上等距或不等距地开孔；主管与设置于筒体侧壁面上的侧面进料口相连。于筒体侧壁面上设有温度控制监测口和/或压力控制监测口。所述反应器的使用温度为(T400°C，使用压力为(Γ30. OMPa0反应器可用于以乙醇胺和氨为原料临氢条件下制备乙二胺反应中。气-液-固三相反应器包括反应器筒体，反应器长径比为2 12，优选为5 10 ;支撑盘与反应器筒体壁成90°角，直径等于反应器内径，通过支架或焊接固定在反应器筒体内；催化剂支撑盘的数量为广8个，优选为3飞；液体分布管与反应器筒体的内壁成90°角，数量为广8个，优选为3飞个，由主管和支管组成，主管和支管等距或不等距地开直径O.riOmm的孔；气液分配盘上开直径5 IOOmm的孔，优选为直径l(T50mm，并在每个开孔上 加装分配帽，分配帽呈三角形、同心圆、射线形或四边形排列；反应器操作温度在(T400°C之间，操作压力在(Γ30. OMPa之间；侧面进料口为f 8个，优选为2 6个；可以调节原料在不同催化剂床层的进料量，进而产生不同的反应转化率和产品的选择性；催化剂卸料口为1^8个,优选为3 6。本专利技术气-液-固三相反应器结构独特新颖，流体力学性能优良、反应选择性和转化率可调、总传质效率高。本申请具有以下优点(I)反应器中催化剂多段装填；(2)原料分多股进料；(3)床层压差小；( 4 )反应转化率和产品的选择性可调。以下结合附图对本申请进行进一步的说明。图I是气-姊L-固二相反应器结构不意图；图2催化剂支撑盘结构示意图；图3气液体分布器结构示意图；图4液体分布器结构示意图。具体实施方式本申请提供了一种以乙醇胺和氨为原料在临氢条件下制备乙二胺的方法，该过程联产哌嗪(PIP)、氨乙基哌嗪(AEP)、羟乙基哌嗪(HEP)、二乙烯三胺(DETA)、羟乙基乙二胺(AEEA)等。反应体系由乙醇胺、氨、氢气和催化剂组成。用下列实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术的保护范围并不限于下列实施例子。实施例I采用图I的设备、图2的催化剂支撑盘、图3的气液体分布器和图4的液体分布器。反应器筒体高度为1200mm，直径为500mm，内部装有二层液体分布管3，其上开直径O. 5mm及直径2. Omm的孔、二层气液分布器4及110个分配帽，分配帽呈正三角形排列、二层催化剂支撑盘2，间距为300mm。反应器筒体I内沿筒体的轴向从下至上依次按催化剂支撑盘2、气液分配盘4、液体分布管3、催化剂支撑盘2、气液分配盘4和液体分布管3顺序设置；催化剂支撑盘2、液体分布管3和气液分配盘4沿筒体的径向设置；气液分配盘4为一板状结构，板面上开设有贯通板体上下表面的孔；于筒体I内的催化剂支撑盘2上放置有催化剂，催化剂位于气液分配盘4与催化剂支撑盘2间。所述气液分配盘4等距开孔；呈菱形排列。所述气液分配盘4的每个开孔上都设有一个分配帽5 ;分配帽5扣置于气液分配盘4上表面，分配帽5与气液分配盘4上表面间留有间隙。所述液体分布管3由主管和支管组成，主管和支管相连通，主管和支管上等距或不等距地开孔；主管与设置于筒体I侧壁面上的侧面进料口 9相连。于筒体I侧壁面上设有温度控制监测口 6和/或压力控制监测口 7。设备工艺条件如下反应温度为155°C，反应压力为8. OMPa，氨/乙醇胺摩尔比为10，氢气/乙醇胺摩尔比为O. 015，乙醇胺液体空速为O. 51Γ1。催化剂采用专利技术专利CN101704753A报道的制备方法制备。催化剂颗粒度在Φ2 3mm之间，催化剂为先期一次性投入反应器内。先将氢气通入反应器，通过加热氢气使反应器提温、提压，温度、压力分别达到150° C、8. OMPa后逐步加入液氨，待温度稳定后，加入原料乙醇胺，乙醇胺的单程转化率可达到50%，乙二胺的选择性可达到80%。权利要求1.一种气-液-固三相反应器，其特征在于包括反应器筒体(I);筒体(I)内沿筒体的轴向从下至上依次设置有催化剂支撑盘(2)、气液分配盘(4)和液体分布管(3);催化剂支撑盘(2)、液体分布管(3)和气液分配盘(4)沿筒体的径向设置； 气液分配盘(4)为一板状结构，板面上开设有贯通板体上下表面的孔； 液体分布管(3)为中空的管状结构，管的表面带有贯通管体内外表面的小孔；液体分布管(3)与设置于筒体(I)侧壁面上的侧面进料口(9)相连； 催化剂支撑盘(2)上方的、筒体(I)侧壁面上设有催化剂卸料口(II);筒体(I)上端设有顶部进料口( 8 );筒体(I)下端设有底部出料口( 10 )。2.根据权利要求I所述的气-液-固三相反应器，其特征在于所述反应器筒体(I)的 长径比为2 12; 于筒体(I)内的催化剂支撑盘(2 )上放置有催化剂，催化剂位于气液分配盘(4)与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气？液？固三相反应器，其特征在于：包括反应器筒体（1）；筒体（1）内沿筒体的轴向从下至上依次设置有催化剂支撑盘（2)、气液分配盘（4）和液体分布管（3）；催化剂支撑盘（2)、液体分布管（3）和气液分配盘（4）沿筒体的径向设置；气液分配盘（4）为一板状结构，板面上开设有贯通板体上下表面的孔；液体分布管（3）为中空的管状结构，管的表面带有贯通管体内外表面的小孔；液体分布管（3）与设置于筒体（1）侧壁面上的侧面进料口（9）相连；催化剂支撑盘（2）上方的、筒体（1）侧壁面上设有催化剂卸料口（11）；筒体（1）上端设有顶部进料口（8）；筒体（1）下端设有底部出料口（10）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曙光，安丽华，丁云杰，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：