[实用新型]一种浆态床环流反应器及连续分离设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种浆态床反应及浆液液固分离设备，更具体地说，涉及一种浆态床环流反应器及其后续的液体固体颗粒连续分离的设备。 

背景技术

浆态床反应器是一种常用的气液（浆）接触反应设备，具有极高的储液量。对于反应热很大的催化反应过程，使用浆态床反应器可以有效地移走反应热，实现反应器的等温操作，保证反应器的正常运行，因此广泛应用于化工过程。浆态床环流反应器是在浆态床鼓泡反应器的基础上发展起来的一种高效多相反应器。浆态床环流反应器除了具有浆态床鼓泡反应器所具有的全部优点外，还能够依靠反应主体区和环流区的密度差使其内部的流体做有规则的循环流动，因而增强了反应物之间的混合、扩散、传热和传质。 

在浆态床反应器中为了消除扩散的影响，一般采用几十微米甚至更细颗粒的催化剂，但随之也带来了液态反应产物与催化剂颗粒分离这一难题。如何有效的实现液固分离，成为在使用浆态床反应过程中的关键技术。 

浆态床反应器催化剂浆液的液固分离一般在反应器外进行，含有催化剂的浆液必须使用特殊泵进行输送，分离出来的催化剂仍需要以浆液形式送回到反应器中。该过程易于造成催化剂颗粒的破损，因而对反应器的长时间连续操作带来问题。 

过滤技术是获取高分离效率的常用方法。按流动形式，过滤分为死端过滤和错流过滤，相比传统的死端过滤，错流过滤滤饼不易堆积，过滤周期长，是目前研究的重点。 

US6068760、WO02/097007A2均公开了采用沉降技术在浆态床反应器内实现液固分离的方法，将反应后的浆液引出反应器，通过一根沉降管后，浆液进入沉降罐进行沉降，上层清液排出作为产品，而下层含有大量催化剂颗粒的稠浆返回反应器循环。 

EP1405664A1公开的分离方法是将反应后的浆液直接引入沉降罐，沉降 灌中设有挡板，且挡板高度高于沉降罐中液位高度，因此浆液流过挡板与罐体底部的缝隙后，清液缓慢上升在沉降罐上方流出，而含有颗粒的浓浆在沉降罐底部的出口返回反应器主体。 

CN1600412A公开了一种液固分离系统，将一层或多层固液分离装置至于反应器内，通过过滤实现固液分离的目的。这样占用了大量的反应器空间，而且固液分离单元在反应器主体区域内影响了反应的能量和质量传递，效果不佳。 

US2005/0027021公开了一种液固分离系统，通过在反应器外设置竖直放置的过滤元件来实现液固分离，起主要过滤作用的是沉积在过滤元件上的滤饼，通过调节浆液流动速度来调节滤饼的厚度。但是由于元件所处空间大小是设计确定了的，单纯通过调节元件外部浆液流速来控制过滤速率使得调节范围非常有限，且细颗粒容易堵塞过滤管而没有有效的反冲洗方法使过滤过程难以实现连续化。 

US2005/0000861公开了一种可以放置在反应器内部和/或外部的过滤元件，这种元件分为粗滤区和细滤区，且二者同轴同径竖直放置，上部粗滤区将大颗粒的催化剂拦在过滤区外，再返回反应器重新循环使用，而经过粗滤的滤液会直接进入设在粗滤区下面的细滤区进行进一步过滤分离。这种液固分离方法需要借助外界动力，且没有提供详细的反冲洗方法，难以实现液固的连续有效分离。 

由以上分析可知单纯利用过滤的方法难以实现连续操作，即使实现了连续操作也会造成催化剂固体颗粒磨损严重，影响分离效率，还会使设备复杂，投资和操作费用增加。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种连续操作，并能排出磨损破碎的催化剂颗粒的浆态床环流反应及液固连续分离设备。 

本实用新型提供的浆态床反应及分离设备，包括浆态床环流反应器、沉降罐8和过滤组件12；其中浆态床环流反应器包括上升管2、上升管顶部扩大段20、下降管6和下降管顶部扩大段4，上升管顶部扩大段20经下流管5 与下降管顶部扩大段4连通，下降管6底部与上升管2底部连通；下降管顶部扩大段4连通沉降罐8，沉降罐8上部清液出口连通过滤组件12，过滤组件12的浆液出口经管线连通沉降罐8下部，过滤组件的液体出料口为液体产品出口。 

本实用新型提供的浆态床反应及分离设备的有益效果为： 

本实用新型提供的浆态床反应及分离设备在反应区上升管的外部设置了下降管顶部扩大段、沉降罐和过滤组件、以及用于过滤介质再生的反吹系统，结构简单，分离效率高，过滤介质易于再生，实用性强。可以实现固体催化剂颗粒与液态产品的连续高效分离，还可以使因磨损而破碎的固体催化剂颗粒连续排出反应体系，操作简便灵活。 

附图说明