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磁力反應(yīng)釜中液相催化加氫反應(yīng)釜的技術(shù)研究
氣液分散與反應(yīng)問(wèn)題在化工和醫(yī)藥磁力反應(yīng)釜的應(yīng)用中是經(jīng)常遇到的，例如硝基芳烴、脂肪腈、烯烴和炔烴的液相催化加氫反應(yīng)釜、烷基化反應(yīng)、羰基化反應(yīng)、氧化反應(yīng)等。其共同特點(diǎn)是反應(yīng)速率受氣/液傳質(zhì)的控制，而氣/液傳質(zhì)涉及到氣體分散、氣體循環(huán)、以及固體催化劑懸浮等過(guò)程，問(wèn)題變得比較復(fù)雜。
由于氣液的不相容性，且密度差別非常大，氣液反應(yīng)器中未反應(yīng)的氣體聚積在反應(yīng)器內(nèi)的上部空間，嚴(yán)重影響反應(yīng)速率和效率。同時(shí)，固體催化劑懸浮的不均勻也約束了反應(yīng)的速率。為提高反應(yīng)速率，工業(yè)上一般采用氣體外循環(huán)、液體外循環(huán)和氣體內(nèi)循環(huán)三種方式。在磁力反應(yīng)釜，加氫反應(yīng)釜，磁力驅(qū)動(dòng)反應(yīng)釜得到充分的應(yīng)用。
·A氣體外循環(huán)是將反應(yīng)氣體從氣相空間引出，氣體通過(guò)壓縮機(jī)增壓后再?gòu)姆磻?yīng)器底部通入，在磁力攪拌器的配合下，可得到較大的持氣量和相接觸面積，從而提高反應(yīng)速率，其優(yōu)點(diǎn)是可得到任意的氣體循環(huán)量，缺點(diǎn)是需要大量的氫氣循環(huán)設(shè)備，增加了裝置的復(fù)雜性和資金投入;
·B液體外循環(huán)是用離心泵將反應(yīng)液體從反應(yīng)器底部抽出，通過(guò)文丘里管抽吸反應(yīng)器氣相空間內(nèi)的反應(yīng)氣體，在一文丘里管內(nèi)充分混合與分散，可得到十分細(xì)小的氣泡，大幅度提高氣液相接觸面積和反應(yīng)速率。液體外循環(huán)式的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速率快，可連續(xù)生產(chǎn)，傳熱方便等，缺點(diǎn)是能耗大，對(duì)循環(huán)泵的要求十分苛刻;
·C氣液內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器即自吸式氣液反應(yīng)器，它是氣/液反應(yīng)裝置的核心技術(shù)之一，是一種不用額外的氣體輸送機(jī)械而能自行吸入反應(yīng)器上部空間氣體進(jìn)行氣液接觸的反應(yīng)裝置，通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的空心渦輪攪拌器在料液混合的同時(shí)不斷吸入液面上的反應(yīng)氣體，達(dá)到氣液循環(huán)與分散目的，同時(shí)，組合使用的軸流槳能將氣體與固體催化劑均勻地彌散在反應(yīng)器內(nèi)，達(dá)到快速反應(yīng)的目的。
由于氣液的不相容性，且密度差別非常大，氣液反應(yīng)器中未反應(yīng)的氣體聚積在反應(yīng)器內(nèi)的上部空間，嚴(yán)重影響反應(yīng)速率和效率。同時(shí)，固體催化劑懸浮的不均勻也約束了反應(yīng)的速率。為提高反應(yīng)速率，工業(yè)上一般采用氣體外循環(huán)、液體外循環(huán)和氣體內(nèi)循環(huán)三種方式。在磁力反應(yīng)釜，加氫反應(yīng)釜，磁力驅(qū)動(dòng)反應(yīng)釜得到充分的應(yīng)用。
·A氣體外循環(huán)是將反應(yīng)氣體從氣相空間引出，氣體通過(guò)壓縮機(jī)增壓后再?gòu)姆磻?yīng)器底部通入，在磁力攪拌器的配合下，可得到較大的持氣量和相接觸面積，從而提高反應(yīng)速率，其優(yōu)點(diǎn)是可得到任意的氣體循環(huán)量，缺點(diǎn)是需要大量的氫氣循環(huán)設(shè)備，增加了裝置的復(fù)雜性和資金投入;
·B液體外循環(huán)是用離心泵將反應(yīng)液體從反應(yīng)器底部抽出，通過(guò)文丘里管抽吸反應(yīng)器氣相空間內(nèi)的反應(yīng)氣體，在一文丘里管內(nèi)充分混合與分散，可得到十分細(xì)小的氣泡，大幅度提高氣液相接觸面積和反應(yīng)速率。液體外循環(huán)式的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速率快，可連續(xù)生產(chǎn)，傳熱方便等，缺點(diǎn)是能耗大，對(duì)循環(huán)泵的要求十分苛刻;
·C氣液內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器即自吸式氣液反應(yīng)器，它是氣/液反應(yīng)裝置的核心技術(shù)之一，是一種不用額外的氣體輸送機(jī)械而能自行吸入反應(yīng)器上部空間氣體進(jìn)行氣液接觸的反應(yīng)裝置，通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的空心渦輪攪拌器在料液混合的同時(shí)不斷吸入液面上的反應(yīng)氣體，達(dá)到氣液循環(huán)與分散目的，同時(shí)，組合使用的軸流槳能將氣體與固體催化劑均勻地彌散在反應(yīng)器內(nèi)，達(dá)到快速反應(yīng)的目的。