本发明专利技术涉及一种双环流复合式反应装置。包括：反应器１、气体分离器２、气体净化器３、循环泵４、换热器５。反应器１包括喷射引射器１－１、吸气室１－２、反应室１－３、整流罩１－４、气体吸入口１－５、气相进料口１－６、液相进料口１－７、气体压出口１－８。气体分离器２包括节流元件２－１、溢流循环管２－２、吸收剂出口２－３、吸收剂进口２－４。本发明专利技术的反应装置可以实现将反应时新生成的气体与原料气体迅速分离并及时移出反应体系；未反应的原料气体循环回到主反应器继续参与反应，由此提高了原料利用率并提高了反应速度和收率。该装置特别适用于有机合成中需要及时分离尾气的气液反应。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工设备领域，涉及一种双环流复合式反应装置。
技术介绍
气液反应是化学合成中一种常见的反应类型，在石油、化工、轻工、医药等生产过程中占有重要的位置。与之相对应的气液反应装置，在这些行业中应用也最为广泛，常见的气液反应装置主要有以下几种型式填料反应器、板式反应器、降膜反应器、喷雾反应器、鼓泡反应器、搅拌鼓泡反应器、喷射环流反应器。其中喷射环流反应器是近些年普遍受关注的一种气液反应设备，具有生产强度高，由于传质性能优异而对复杂反应中的特定反应选择性高，能耗低、热交换性能好等优点。但是上述各类反应器以及德国人H.Kurten与P.Zehnir设计的环流悬浮反应器(Chem.Eng.，2，220～227(1979年))和R.V.Chaudhari与P.A.Ramachandran设计的喷射循环反应器(AIChE J.，26(2)，177～201(1980))所涉及的气体均是参与反应的原料气体，没有考虑到反应生成气体的及时分离问题。因此对于那些有新气体生成的气液反应，上述反应器存在以下问题1.不能有效的将新生成气体与原料气体及时分离，致使原料气体的浓度随着反应的进行而急剧降低从而影响反应速度和收率；2.如将未反应的原料气体和生成气体当作反应尾气直接吸收或排空，则原料气体的利用率大大降低甚至会给环境带来污染和危害。因此这些反应装置在工业实施上受到了一定的局限。
技术实现思路
为了克服现有气液反应器在用于那些有新气体生成的气液反应时存在的反应速度慢、收率低、原料气体消耗大等不足，本专利技术提出了一种双环流复合式反应装置。利用本专利技术提供的反应装置可以实现将反应时新生成的气体与原料气体迅速分离并及时移出反应体系；未反应的原料气体循环回到主反应器继续参与反应，由此提高了原料利用率、反应速度和收率，克服了现有反应器存在的不足，从而实现了本专利技术。本专利技术提出的双环流复合式反应装置技术方案如下一种双环流复合式反应装置，包括反应器1、气体分离器2、气体净化器3、循环泵4、换热器5。反应器1包括安装在上部的喷射引射器1-1、被喷射引射器1-1分为上部的吸气室1-2和下部的反应室1-3、与喷射引射器1-1下端相连的整流罩1-4、分别位于吸气室1-2两侧的气体吸入口1-5和气相进料口1-6，分别位于反应室1-3上部两侧的液相进料口1-7和气体压出口1-8。气体分离器2包括位于下端的节流元件2-1、两端分别连接于气体分离器2上侧和节流元件2-1横向入口的溢流循环管2-2、分别位于气体分离器2上下两侧的吸收剂进口2-3和吸收剂出口2-4。反应器1与循环泵4和换热器5串联成一个气液反应的液相环路；气体分离器2与气体净化器3串联，反应室1-3上的气体压出口1-8与气体分离器2下端的节流元件2-1的纵向入口相连，气体净化器3出口与吸气室1-2上的气体吸入口1-5相连，构成一个气体分离及回收的气相环路。气体分离器2安装的垂直高度应低于气体压出口1-8，以更有利于气体的分离及回收。进一步优选的方案在本专利技术的反应装置的气体吸入口1-5和气体压出口1-8之间设有管路连接并设有阀6-1；循环泵4和换热器5之间设有阀6-2；气体压出口1-8至节流元件2-1的连接管路上设有阀6-3；反应器1出口及出料口管路上分别设有阀6-4、阀6-5；溢流循环管2-2与节流元件2-1之间设有阀6-6。所述的阀门可以采用手动或自动控制。气体净化器3可以将待循环利用的原料气中的有害物质除去，依具体反应选择不同的净化剂，这是本领域的技术人员所公知的。例如在氯化反应中，经气体分离器2分离出的未反应氯气需要通过气体净化器3除去从分离器中夹带的杂质(如水)，然后再重新参与反应。所以也可以认为气体分离器2与气体净化器3串联构成一个吸收器。本专利技术提出的双环流复合式反应装置适用于有机合成中的一些气液反应，尤其适用于反应原料在反应温度和压力下至少有一种为气态、反应过程中有新的气体(尾气)生成并且应当将尾气及时从反应系统中移出的气液相反应，例如石油、化工、轻工、医药等生产过程中氯化反应，一氧化碳还原反应等。应用本装置，反应过程中混合气体(原料气体和尾气)不需要额外附加动力设备即可以实现连续分离，原料气体可以被重复利用。生成的气体(尾气)以适当的吸收剂吸收，例如，对于有氯化氢生成的反应可以用水作吸收剂；对于有二氧化碳生成的反应则可以用碱性水溶液作吸收剂。采用本装置进行上述气液相反应，可以大幅度缩短反应时间，降低能量消耗，提高反应的选择性、转化率和原料利用率；同时可以简化工艺流程；避免反应尾气对环境造成污染和危害。附图说明图1为双环流复合式反应装置结构简图。具体实施例方式结合以下实例和附图对本专利技术的装置作进一步描述，但本专利技术绝非仅限于此。如图1所示，本专利技术提出的双环流复合式反应装置包括反应器1、气体分离器2、气体净化器3、循环泵4、换热器5。反应器1包括安装在上部的喷射引射器1-1、被喷射引射器1-1分为上部的吸气室1-2和下部的反应室1-3、与喷射引射器1-1下端相连的整流罩1-4、分别位于吸气室1-2两侧的气体吸入口1-5和气相进料口1-6，分别位于反应室1-3上部两侧的液相进料口1-7和气体压出口1-8。气体分离器2包括位于下端的节流元件2-1、两端分别连接于气体分离器2上侧和节流元件2-1横向入口的溢流循环管2-2、分别位于气体分离器2上下两侧的吸收剂进口2-3和吸收剂出口2-4。反应器1与循环泵4和换热器5串联成一个气液反应的液相环路；气体分离器2与气体净化器3串联，反应室1-3上的气体压出口1-8与气体分离器2下端的节流元件2-1的纵向入口相连，气体净化器3出口与吸气室1-2上的气体吸入口1-5相连，构成一个气体分离及回收的气相环路。气体分离器2安装的垂直高度低于气体压出口1-8。本专利技术的双环流复合式反应装置的操作过程为气体、液体原料一次性或在反应进行中连续通过气相进料口1-6、液相进料口1-7注入反应器1中，加料液位应低于气体压出口1-8并保持一定高度距离(这一高度距离，以启动循环泵4、完全打开阀6-1时无液体从气体压出口1-8溢出为准)。在达到要求的反应条件后，启动循环泵4，打开阀6-2和阀6-4，反应液从反应器1底部经循环泵4、热交换器5进入反应器1上部的喷射引射器1-1，并携带吸气室1-2中的气体原料，在喷射引射器1-1和反应室1-3内进行气液接触并反应。反应液中的混合气体(包括反应生成的气体和未反应的原料气)以气泡的形式存在于液相中，在浮力的作用下上升并不断长大，最终脱离液相，在压力差的作用下经气体压出口1-8、阀6-3、节流元件2-1的纵向入口被压入气体分离器2。液相被重新从反应器1底部抽出，形成液相闭合环路。液相与外界的热量交换过程在换热器5内完成。在气体分离器2中，由底部进入的气体混合物在节流元件2-1处卷吸溢流循环管2-2中的吸收剂(由吸收剂进口2-3预先加入)并与之混合。由于存在物理化学性质的差异，吸收剂选择性吸收反应生成的气体，而未反应的原料气通过气体净化器3净化后经气体吸入口1-5被吸入到反应器1中继续参与反应，形成气相闭合环路。吸收剂通过溢流循环管2-2循环，不断吸收气体混合物中的反应生成气体。为了保持吸收推动力，通过辅助设备不断补充新鲜的吸收剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双环流复合式反应装置，其特征在于：所述的装置包括反应器（１）、气体分离器（２）、气体净化器（３）、循环泵（４）、换热器（５），反应器（１）包括安装在上部的喷射引射器（１－１）、被喷射引射器（１－１）分为上部的吸气室（１－２）和下部的反应室（１－３）、与喷射引射器（１－１）下端相连的整流罩（１－４）、分别位于吸气室（１－２）两侧的气体吸入口（１－５）和气相进料口（１－６），分别位于反应室（１－３）上部两侧的液相进料口（１－７）和气体压出口（１－８）；气体分离器（２）包括位于下端的节流元件（２－１）、两端分别连接于气体分离器（２）上侧和节流元件（２－１）横向入口的溢流循环管（２－２）、分别位于气体分离器（２）上下两侧的吸收剂进口（２－３）和吸收剂出口（２－４）；反应器（１）与循环泵（４）和换热器（５）串联成一个气液反应的液相环路；气体分离器（２）与气体净化器（３）串联，反应室（１－３）上的气体压出口（１－８）与气体分离器（２）下端的节流元件（２－１）的纵向入口相连，气体净化器（３）出口与吸气室（１－２）上的气体吸入口（１－５）相连，构成一个气体分离及回收的气相环路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周明昊，龙飞，杨薇，王贺全，
申请(专利权)人：沈阳化工研究院，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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