[发明专利]一种气液固三相管式沸腾流化床反应器及反应方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气液固三相管式沸腾流化床反应器大型化技术开发与应用，特别是涉及气液固三相管式沸腾流化床反应器，属于化工技术领域。

背景技术

目前，中国国内气液固三相管式沸腾流化床反应器仅我公司有三套，引进国外先进技术，应用在尼龙化工公司己二胺装置，但该反应器由于一直没有动力学、热力学相关技术研究，单套反应器能力偏低一直是己二胺装置产能进一步发展的制约因素，也是我公司尼龙产业进一步发展的制约因素。

根据与清华大学、华东理工大学、天津大学等国内著名化学化工院所技术交流，还没有对气液固三相管式沸腾流化床反应器进行相关理论研究。国外同类设备仅法国罗地亚公司、日本旭化成公司拥有该类型反应器。

该项目是通过引进的2.9万吨/年气液固三相管式沸腾流化床反应器的反应原理、结构特点及多年来的运行数据进行研究，对反应器的反应管、循环管、气液分离器、沉降锥、返回管等不同部位进行动力学研究，确定其工作原理、特性，据此确定设计基准值，对在原设计反应条件下6万吨/年产能的反应器进行工程设计，确定反应器不同部位尺寸，同时，研究不同反应条件对反应结果的影响，确定在相同反应器条件下，改变反应条件提高反应产能，以此达到气液固三相管式沸腾流化床反应器大型化目的。

该类型反应器的研究将解决制约单套己二胺装置产能放大的关键问题，对该类型反应器的研究及应用属国内领先、国际先进。

故如何通过对气液固三相管式沸腾流化床反应器的动力学、热力学及反应条件的研究，找到该类型反应器设计的关键点，使单套反应器产能由2.9万吨/年提高到6万吨/年，并进行工程化应用，是本发明的关键。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何提供一种通过动力学及热力学研究，找到了解决气液固三相管式沸腾流化床反应器大型化关键技术，解决了该类型反应器大型化问题，在反应条件不变的情况下，反应产能明显增加的气液固三相管式沸腾流化床反应器。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种气液固三相管式沸腾流化床反应器，包括：反应器、进料装置、循环装置、反应管和循环管，其中，反应器为具有内部封闭空间的封闭装置，所述的反应管、循环管位于所述的反应器的外表面，所述的进料装置位于所述的反应管底部，所述的循环装置位于所述的反应器的顶部，所述气液固三相管式沸腾流化床反应器还包含有旋风分离器，所述旋风分离器位于所述的反应器的顶部，且位于所述的反应器、循环装置之间，当所述旋风分离器的进口距离循环装置顶部的高度增加500mm，从而所述反应管的高度增加1000mm，反应管直径增加2寸，反应管的顶部及底部弯曲半径增加55mm；当所述循环管的高度增加1000mm，从而反应管的直径增加2寸，循环管的顶部及底部弯曲半径增加55mm。

在一个较佳实施例中，所述气液固三相管式沸腾流化床反应器还包含有产物装置、所述的产物装置位于所述的旋风分离器的底部，且与反应器之间相连接为一个整体。

在一个较佳实施例中，所述气液固三相管式沸腾流化床反应器还包含有沉降锥，所述的沉降锥与产物装置之间连接为一个整体，所述沉降锥位于所述反应器形成的封闭空间内。

在一个较佳实施例中，所述气液固三相管式沸腾流化床反应器还包含有返回管，所述返回管位于所述反应器形成的封闭空间内，所述返回管与沉降锥相连接，且位于所述的沉降锥的底部。

在一个较佳实施例中，所述的旋风分离器为气液分离器或液固分离器。

在一个较佳实施例中，所述循环管上设置有超声波流量测定装置，所述超声波流量测定装置与反应器之间控制连接。

一种气液固三相管式沸腾流化床反应方法，包括以下步骤： S1：将气态反应物物料添加至反应管的底部，液固混合物物料从反应管底部切线进入反应管的内部；S2：所述气态反应物物料由反应管的底部上升到反应管的顶部，完成反应，并停留时间；S3：未反应完的气态反应物经顶部气液分离器排出，少部分反应液进入液固分离器；S4：大部分反应液体进入循环管，推动反应管内物料流动；S5：从液固分离器底部取出催化剂。

在一个较佳实施例中，在步骤S2中，停留时间为4～5秒。

在一个较佳实施例中，在步骤S5中，从液固分离器底部取出与进入反应管等量的催化剂