鼓泡反应器及其用图
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种鼓泡反应器及其用途。
【背景技术】
[0002]甲醇低压液相羰基合成反应是醋酸生产过程中的核心工艺，在反应过程中，原料甲醇、一氧化碳、闪蒸塔底回流和循环物流以连续的方式加入到反应器中，在主催化剂和助催化剂的作用下经过复杂的中间反应生成醋酸。此反应过程为强放热反应，因此，该过程反应器需要具有良好的气体分散、气液混合以及良好的移热能力。
[0003]甲醇低压液相羰基合成醋酸是典型的汽液反应，目前工业装置采用的反应器型式有鼓泡塔反应器、机械搅拌釜和水力学搅拌釜三种类型。典型的鼓泡反应器主要由塔体和置于塔体下部的气体分布器等组成。文献CN2604434Y公开了一种甲醇低压液相羰基合成醋酸的反应器。该鼓泡反应器由一个径高比4?6的塔体和置于塔底的气体分布器所组成。该反应器利用气体对液相进行混合，只有依靠过量的气相进料才能达到较好的混合效果，存在混合效果不理想的问题。文献CN101885678A公开了一种采用液体循环用液力来达到搅拌目的的反应设备。该方案包括了连接有液体循环装置和气体输入装置的反应罐以及在反应罐上部的上出料口与下出料口，还有反应罐底部的进料口。该发明消除了因机械搅拌带来的不稳定因素，实现了反应设备内的液-液和气-液的有效混合，但该反应设备结构复杂、返混严重，影响产品的生成速率。
[0004]综上所述，现有技术存在混合效果不理想，结构复杂，返混严重的问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题之一是现有技术存在混合效果不理想，结构复杂，返混严重的问题，提供一种新的鼓泡反应器。该反应器可用于甲醇低压羰基合成醋酸的反应中，具有混合效果好，结果简单，返混较少的特点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种所述鼓泡反应器的用途。
[0006]为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下:一种鼓泡反应器，包括带有导流筒的塔体，置于塔体下部封头内的气体分布器，以及液相喷射进料装置。
[0007]上述技术方案中，优选地，所述鼓泡反应器的高径比为I?5。
[0008]上述技术方案中，优选地，导流筒筒径与塔体直径之比为0.4?0.8。
[0009]上述技术方案中，优选地，所述气体分布器为双环式气体分布器。
[0010]上述技术方案中，优选地，所述双环式气体分布器外管径与塔体直径之比为0.3?0.8，内管径与塔体直径之比为0.2?0.7。
[0011]上述技术方案中，优选地，所述双环式气体分布器上下两个环上同时开孔，开孔总数为100?500，上部的环上开孔数为开孔总数的90?99% ;开孔之间互成45?60°角度。
[0012]上述技术方案中，优选地，所述气体分布器上方设有循环物流的喷射进料装置。
[0013]上述技术方案中，优选地，所述喷射进料装置为缩径管式。
[0014]上述技术方案中，优选地，所述鼓泡反应器上封头顶部设置有出气口 ；下封头底部设置有液相产品出料口 ；塔体上部设置有循环物流进料口 ；塔体下部设置有循环物流出料口 ；下封头上设置有液相甲醇进料口和CO进气口 ；其中，液相甲醇进料口位于气体分布器之上，循环物流出料口位于下封头之上。
[0015]为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下:所述鼓泡反应器用于甲醇与CO低压液相合成醋酸。
[0016]本发明采用了带有导流筒的塔体，同时调整了反应器的循环物流进出料口位置于导流筒与塔体之间。反应过程中，导流筒内液相料液受气体分布及反应热的影响密度降低，而导流筒外液相料液密度高，从而产生液相料液的自循环作用，使得液相料液由导流筒内流向导流筒外，这一过程促进了导流筒外汽液相的混合并减少了返混总用对反应的影响。同时，采用液相甲醇喷射进料的方式促进并加强了导流筒内外的自循环作用。气相进料采用双环分布器，分布器上下部同时开孔，强化了气体分散作用。循环进出料口位于导流筒与塔体之间，减少了循环物料对自循环的影响。与现有反应器相比，气液混合效果更好，甲醇转化率更高，可达99%以上，醋酸的选择性高，可达99%以上。
【附图说明】
[0017]图1为本发明方法中使用的带有导流筒的鼓泡反应器的示意图。
[0018]图1中，I为反应器塔体，2为导流筒，3为气体分布器，4为CO进气口，5为出气口，6为循环物流进料口，7为循环物流出料口，8为液相甲醇进料口，9为液相产品出料口，10为挡板。
[0019]本发明方法中的反应器主体包括塔体I和导流筒2。液相进料通过液相甲醇进料口8和循环物流进料口6完成。热量的移除可以通过外部循环物料撤热的方式。换热后的循环物流进入循环物流进料口 6，在折流板10的配合下进入导流筒2外侧上部，通过改变循环进料量可以方便地调节导流筒内侧的反应温度。液相甲醇进料口 8采用喷射方式进入导流筒内侧下部。CO气体进料通过气体分布器3进入导流筒内侧，通过双环多孔使气体进料充分分散，达到良好的混合效果。汽液相在导流筒内部的混合及反应促使导流筒内外的循环作用的产生，温度高的物料首先可以通过导流筒壁部分的传给导流筒外的液相物料，其次可以通过循环作用进入到导流筒外部。气相出料从出气口 5完成，液相出料通过液相产品出料口 9完成。循环物流出料口 7的位置在下部封头以上，可根据【具体实施方式】调节位置。
[0020]下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
【具体实施方式】
[0021]【实施例1】
[0022]采用图1所示的带导流筒的反应器用于甲醇合成醋酸的反应中。原料甲醇与CO和催化剂在190 °C、3.0MPa条件下在反应器内发生羰基合成反应。
[0023]反应器的高径比为3，导流筒筒径与塔体直径之比为0.7。气体分布器为双环式气体分布器，气体分布器外管径与塔体直径之比为0.5，内管径与塔体直径之比为0.3。气体分布器上下部同时开孔，开孔总数为300，上部开孔数为开孔总数的95%;开孔之间成45度均匀分布。喷射进料装置为缩径管式，出口直径为100mm。
[0024]反应器内气-液和液-液混合充分。反应结果为:甲醇转化率为99.8%，醋酸选择性为99.4% ο
[0025]【比较例I】
[0026]采用普通的不带导流筒的鼓泡反应器用于甲醇合成醋酸的反应中。原料甲醇与CO和催化剂在190°C、3.0MPa条件下在反应器内发生羰基合成反应，反应器内气_液和液_液混合不充分。反应结果为:甲醇转化率为85%，醋酸选择性为98 %。
【主权项】
1.一种鼓泡反应器，包括带有导流筒的塔体，置于塔体下部封头内的气体分布器，以及液相喷射进料装置。
2.根据权利要求1所述的鼓泡反应器，其特征在于所述鼓泡反应器的高径比为I?5。
3.根据权利要求1所述的鼓泡反应器，其特征在于导流筒筒径与塔体直径之比为0.4 ?0.8ο
4.根据权利要求1所述的鼓泡反应器，其特征在于所述气体分布器为双环式气体分布器。
5.根据权利要求4所述的鼓泡反应器，其特征在于所述双环式气体分布器外管径与塔体直径之比为0.3?0.8，内管径与塔体直径之比为0.2?0.7。
6.根据权利要求4所述的鼓泡反应器，其特征在于所述双环式气体分布器上下两个环上同时开孔，开孔总数为100?500，上部的环上开孔数为开孔总数的90?99%;开孔之间互成45?60°角度。
7.根据权利要求1所述的鼓泡反应器，其特征在于所述气体分布器上方设有循环物流的喷射进料装置。
8.根据权利要求7所述的鼓泡反应器，其特征在于所述喷射进料装置为缩径管式。
9.根据权利要求1所述的鼓泡反应器，其特征在于所述鼓泡反应器上封头顶部设置有出气口 ；下封头底部设置有液相产品出料口 ；塔体上部设置有循环物流进料口 ；塔体下部设置有循环物流出料口 ；下封头上设置有液相甲醇进料口和CO进气口 ；其中，液相甲醇进料口位于气体分布器之上，循环物流出料口位于下封头之上。
10.权利要求1?9任一项所述的鼓泡反应器用于甲醇与CO低压液相合成醋酸。
【专利摘要】本发明涉及一种鼓泡反应器及其用途，主要解决现有技术存在混合效果不理想，结构复杂，返混严重的问题。本发明通过采用包括带有导流筒的塔体，置于塔体下部封头内的气体分布器，以及液相喷射进料装置的技术方案较好地解决了该问题，可用于甲醇低压液相合成醋酸的工业生产中。
【IPC分类】C07C53-08, C07C51-12, B01J8-08
【公开号】CN104815593
【申请号】CN201510152665
【发明人】徐曼, 许慎艳, 张艺, 贾微, 贾震
【申请人】中石化上海工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月1日