[发明专利]一种新型浆态床反应器

说明书

技术领域

本发明属于化工设备领域，涉及用于气液两相或气液固三相反应的浆态床反应器，如费托合成工艺的气液固三相浆态床反应器。

背景技术

浆态床是近年来反应器发展的热点，它的主要优点是：为混合、热量回收、温度控制提供了比较大的灵活性，并可应用细颗粒催化剂，使内扩散效应变得极小。浆态床反应器利用合成气作为反应混合的动力源，将催化剂悬浮在液相中进行反应 ；由于没有机械搅拌，因而可以在高压下无泄漏运行。但是这类反应器存在轴向混合，其原料转化率较低，液体滞留量大，可能产生明显的均相扩散，并对气态反应物，也可能产生明显的传质阻力，降低总的反应速率。

在反应器的设计中，应该根据具体的反应过程，综合考虑反应原料的性质、主要反应的特点、反应器内的流体力学、产品的分离和精制等多方面的因素，合理选择反应器的型式，优化反应器结构。

有关浆态床反应器的专利并不多，各有特点。现有浆态床设计并不完善，有些过于复杂，有些过于简单达不到反应匹配的效果。而且在放大方面还存在着较大困难。

发明内容

通过分析浆态床反应器的原理和流场，设计出了一种新型高效的浆态床反应器，该浆态床反应器由标准设备法兰筒体构成反应器壳体（5），筒体上下端封头连接（15、3）、底部进气管口（1）和浆液出口（2）、顶部气体出口（16）和浆液进口（17）；在该壳体之内的部件：内导流筒（6）、盘管换热器（9、12）、气体分布器（7）、升气管（8）、再分布器（10）和除沫器（14）。

提出了一种新型分布器的设计，该分布器为蓬头式分布器，实现了浆态床防堵和气体的均匀分布的功能。

设计了一种变径内套筒，变径内套筒对浆液循环减少涡流与产品气的反混，二期变径内套筒对气体的分离效果优越。

设计了托盘式再分布器，具有对大气泡的破碎，气泡的流动路径的再分布，内构件的固定。

升气管与分布器结合，对新鲜原料气输送到中上部进行高效的反应。

附图说明

图 1 是本发明的浆态床反应器的示意图 。

图 2 是图 1 所示反应器的分布器和升气管的纵截面图 。

图 3 是图 1 所示反应器的分布器的横截面图 。

图 4 是图 1 所示反应器的再分布器的纵横截面图 。

具体实施方式

当气体通过防堵喷嘴进入床层后，形成大量小气泡，由于气体流速的带动作用，床层内的浆液进行剧烈的混合，当气体继续上升时，催化剂和溶剂被携带到上部，与反应器外套筒接触后沿器壁向下流动，这样底部的催化剂浆液就得到了及时的补充，床层内的浆液浓度和粘度基本保持一致。

当气体流速较大时，部分催化剂和溶剂被气体带到反应器的上部，经过换热器后到达上部的变径内套筒，同样气体经变径后流速继续降低，催化剂和溶剂再次沿反应器壁向下流动，补充下部催化剂和溶剂，这样整个反应器内催化剂和溶剂就实现了内循环，浆液浓度和粘度就能基本保持一致。

当气体流速继续增大时，部分催化剂和溶剂经过反应器上部的变径内套筒仍然得不到分离，将进入反应器上部的固液分离器，经过固液分离器，催化剂和溶剂回流到反应床层。