專利名稱：用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體預(yù)分布器領(lǐng)域，尤其涉及一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器及其方法。
背景技術(shù)：
順丁烯二酸酐簡(jiǎn)稱順酐，又名馬來(lái)酸酐，是一種重要的有機(jī)化工原料，是僅次于苯酐和醋酐的世界第三大有機(jī)酸酐，廣泛用于石油化工、食品加工、醫(yī)藥、建材等行業(yè)。由于具備原料價(jià)廉，污染相對(duì)較輕，碳原子利用率高和順酐生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，正丁烷氧化制順酐技術(shù)逐漸成為順酐生產(chǎn)的主要路線，并有逐步取代苯氧化法的趨勢(shì)。固定床工藝仍是目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的工藝。隨著順酐裝置的生產(chǎn)能力日趨大型化，反應(yīng)器的直徑不斷增大，反應(yīng)器內(nèi)部的流體均布問(wèn)題就日益突出，在實(shí)際操作過(guò)程中，往往存在反應(yīng)物氣流分布不均勻，造成催化劑不能充分利用的問(wèn)題。尤為重要的是，工業(yè)操作中的正丁烷濃度接近其爆炸下限，濃度不均勻的原料氣在高溫反應(yīng)下很容易引發(fā)工業(yè)爆炸事故。目前在正丁烷選擇氧化制順酐工業(yè)裝置上，該種反應(yīng)器通常是反應(yīng)氣體直接進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)催化劑床層，造成床層內(nèi)氣體流動(dòng)分布不均勻。國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)列管式固定床氣固催化反應(yīng)器的進(jìn)口氣體預(yù)分布器的均布作用進(jìn)行了研究，提出各種型式的進(jìn)口氣體預(yù)分布器。美國(guó)Howard F. Rase所著《化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計(jì)》(中譯本，化學(xué)工業(yè)出版社，1982年12月)第一卷(原理與方法)第190頁(yè)表7-2羅列了若干進(jìn)口氣體預(yù)分布器型式，諸如平板形單級(jí)擋板、多級(jí)擋板(包括盤-環(huán)式、同心圓錐式等)、徑向擴(kuò)散器(包括平板擴(kuò)散器、葉片擴(kuò)散器及錐形百葉窗等)等。這些用來(lái)改善進(jìn)口氣流分布狀況的進(jìn)口氣體預(yù)分布器在各自的特定條件下是有效的，起到了把進(jìn)口氣體流束沿反應(yīng)器徑向分散開(kāi)來(lái)的作用，克服了流入反應(yīng)器進(jìn)料口的高速噴射氣流束直接沖擊催化劑床層，使催化劑床層中央形成凹坑(空穴)的弊病，在反應(yīng)器內(nèi)沿徑向截面形成不同均勻程度的軸向速度分布。除此之外，公開(kāi)號(hào)為CN 102372578A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種解決以往苯和乙醇?xì)庀喾ê铣梢冶郊夹g(shù)中存在的原料苯和乙醇由于在反應(yīng)器催化劑床層中分布不均勻而造成催化劑利用率低的問(wèn)題的方法。該方法采用具有圓錐形單級(jí)擋板的氣體進(jìn)口預(yù)分布器的固定床反應(yīng)器。雖然每種型式的進(jìn)口氣體預(yù)分布器一般都曾有人對(duì)其進(jìn)行過(guò)專門的測(cè)試研究，但這類研究大多是針對(duì)進(jìn)口氣體預(yù)分布器構(gòu)件本身進(jìn)行的，而結(jié)合某個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的測(cè)試研究則很少。尤其是用于正丁烷選擇氧化制順酐的大直徑反應(yīng)器，其反應(yīng)器進(jìn)口處設(shè)置的氣體預(yù)分布器要求比較高。即使結(jié)合某一具體反應(yīng)器進(jìn)行的研究，因條件不同，它所總結(jié)的規(guī)律也難以推廣應(yīng)用于其它反應(yīng)器。圖1所示的是典型的用于正丁烷選擇氧化制順酐的列管固定床反應(yīng)器，它內(nèi)部自上而下包括氣體進(jìn)口1、第二均化空間14、換熱介質(zhì)熔鹽出口 10、催化劑裝填管11、換熱介質(zhì)熔鹽12、換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口 13、第一均化空間9和出料口 15等區(qū)段。這些區(qū)段密切聯(lián)系，相互影響，并且都圍繞一個(gè)共同的目標(biāo)——在低能量消耗的情況下，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物氣流均勻分布于催化劑床層的各個(gè)截面上，使全部催化劑都能獲得均勻而充分的利用。但在正丁烷選擇氧化制順酐的實(shí)際操作過(guò)程中，往往存在反應(yīng)物氣流分布不均勻，催化劑不能均勻而充分地被利用，正丁烷轉(zhuǎn)化率低以及順酐選擇性低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器及其方法。用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器包括氣體進(jìn)口、氣體分布板、氣體預(yù)分布器、第一均化空間、換熱介質(zhì)熔鹽出口、催化劑裝填管、換熱介質(zhì)熔鹽、換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口、第二均化空間、出料口，反應(yīng)器本體一端設(shè)有氣體進(jìn)口，反應(yīng)器本體一端內(nèi)設(shè)有氣體預(yù)分布器，并與氣體進(jìn)口相連，反應(yīng)器本體另一端設(shè)有出料口，反應(yīng)器本體側(cè)壁設(shè)有換熱介質(zhì)熔鹽出口、換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口，反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有多根催化劑裝填管，多根催化劑裝填管兩端分別設(shè)有氣體分布板，其中一分布板與氣體進(jìn)口之間設(shè)有第二均化空間，另一分布板與出料口之間設(shè)有第一均化空間，多根催化劑裝填管之間設(shè)有換熱介質(zhì)熔鹽；氣體預(yù)分布器包括導(dǎo)流器、導(dǎo)流器支撐桿、直桿；導(dǎo)流器通過(guò)支撐桿與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連，導(dǎo)流器由通過(guò)直桿固定的I飛個(gè)導(dǎo)流件組成。所述的氣體預(yù)分布器包括導(dǎo)流器、圓臺(tái)形導(dǎo)流管、導(dǎo)流器支撐桿、直桿、導(dǎo)流管支撐桿；反應(yīng)器本體一端內(nèi)從外到內(nèi)順次設(shè)有圓臺(tái)形導(dǎo)流管、導(dǎo)流器，導(dǎo)流器通過(guò)支撐桿與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連，圓臺(tái)形導(dǎo)流管通過(guò)導(dǎo)流管支撐桿與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連，導(dǎo)流器由通過(guò)直桿固定的I飛個(gè)導(dǎo)流件組成。所述的導(dǎo)流器與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁面之間的距離為100mn-400mm。所述的導(dǎo)流器為半球形導(dǎo)流器或者圓錐形導(dǎo)流器。所述的導(dǎo)流件之間間距為50mn-200mm，所述的導(dǎo)流件為一個(gè)時(shí)，導(dǎo)流件上設(shè)有通孔。所述的圓臺(tái)形導(dǎo)流管通過(guò)導(dǎo)流管支撐桿與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連一端的半徑小于另一端的半徑，所述的圓臺(tái)形導(dǎo)流管與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁之間設(shè)有寬度為40mn-l20mm的環(huán)形縫，所述的導(dǎo)流器與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁面之間的距離為800mn-l200mm。所述的半球形導(dǎo)流器的半徑為300mn-750mm。所述的圓錐形導(dǎo)流器的錐角為60°-90° ,圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為300mm 750mm。正丁烷氧化制順酐的方法原料物流由反應(yīng)器的氣體進(jìn)口引入，依次經(jīng)過(guò)氣體預(yù)分布器和反應(yīng)器的第二均化空間，進(jìn)入反應(yīng)器的氣體在氣體分布板均勻分布后，與催化劑裝填管中的釩磷氧催化劑接觸反應(yīng)，生成的含順酐反應(yīng)流出物經(jīng)另一氣體分布板后進(jìn)入第一均化空間，最后由反應(yīng)器出料口引出，同時(shí)，換熱介質(zhì)熔鹽由換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口進(jìn)入，冷卻反應(yīng)體系，并由換熱介質(zhì)熔鹽出口流出；反應(yīng)溫度為350-550°C，反應(yīng)壓力為0-3. OMPa,正丁烷的GHSV為ioc-soooh'原料氣中正丁烷的體積分?jǐn)?shù)0.1-10.0%，原料氣是正丁烷和空氣，正丁烷來(lái)自油田氣伴生氣、頁(yè)巖氣、濕天然氣分離、石油裂化的C4餾分和未經(jīng)精制的粗正丁烷中的一種或多種，反應(yīng)物料的流動(dòng)方向是向上或向下或橫向。所述的反應(yīng)溫度為400-500°C，所述的反應(yīng)壓力為0-1.OMPa，所述的正丁烷的GHSV為lSOlOOOh—1，所述的原料氣中正丁烷的體積分?jǐn)?shù)為0. 5-2. 5%。本發(fā)明的氣體預(yù)分布器的應(yīng)用與現(xiàn)有技術(shù)相比，改變了氣體流場(chǎng)，可以減少低氣速區(qū)域的面積，并且改善對(duì)氣體分布板局部沖擊不均的影響，提高操作的穩(wěn)定性。尤為重要的是，該發(fā)明還避免了部分催化劑的超載和負(fù)載，從而達(dá)到提高催化劑利用率，提高正丁烷的轉(zhuǎn)化率和目的產(chǎn)物順酐的選擇性的目的，其正丁烷的轉(zhuǎn)化率> 95mol %，順酐的選擇性^ 60%，取得了較好的技術(shù)效果。


圖1是典型的列管式固定床氣固催化反應(yīng)器示意 圖2 (a)是在本發(fā)明上下文中反應(yīng)物料的流動(dòng)方向是向上的示意 圖2 (b)是在本發(fā)明上下文中反應(yīng)物料的流動(dòng)方向是向下的示意 圖2 (C)是在本發(fā)明上下文中反應(yīng)物料的流動(dòng)方向是橫向的示意 圖3是本發(fā)明第一種固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器結(jié)構(gòu)示意 圖4是圖1中的A向視 圖5是本發(fā)明第二種固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器結(jié)構(gòu)示意 圖6是本發(fā)明第三種固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器結(jié)構(gòu)示意 圖7是本發(fā)明第四種固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器結(jié)構(gòu)示意 圖8為實(shí)施例2中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的速度等值線；
圖9為實(shí)施例2中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速氣體的區(qū)域分布圖，其中帶有顏色的區(qū)域?yàn)闅馑俚陀趌m/s的區(qū)域；
圖10為實(shí)施例2中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的跡線 圖11為實(shí)施例2中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體進(jìn)口處局部放大的氣體速度矢量 圖12 Ca)為本實(shí)施例2中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體分布板上區(qū)域的氣體速度云 圖12 (b)為本實(shí)施例2中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體分布板下區(qū)域的氣體速度云 圖13為實(shí)施例3中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的速度等值線；
圖14為實(shí)施例3中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速氣體的區(qū)域分布圖，其中帶有顏色的區(qū)域?yàn)闅馑俚陀趌m/s的區(qū)域；
圖15為實(shí)施例3中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的跡線 圖16 Ca)為實(shí)施例3中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體分布板上區(qū)域的氣體速度云 圖16 (b)為實(shí)施例3中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體分布板下區(qū)域的氣體速度云 圖17為實(shí)施例4中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體速度云 圖18為實(shí)施例4中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速氣體的區(qū)域分布圖，其中帶有顏色的區(qū)域?yàn)闅馑俚陀趌m/s的區(qū)域；
圖19為實(shí)施例4中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體進(jìn)口處局部放大的氣體速度
矢量 圖20為實(shí)施例4中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的跡線圖 ；
圖21為實(shí)施例4中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體分布板上下區(qū)域的速度分布圖，即氣體分布板上下沿徑向位置的速度變化 圖22為實(shí)施例5中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體速度云 圖23為實(shí)施例5中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速氣體的區(qū)域分布圖，其中帶有顏色的區(qū)域?yàn)闅馑俚陀趌m/s的區(qū)域；
圖24為實(shí)施例5中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體進(jìn)口處局部放大的氣體速度矢量 圖25為實(shí)施例5中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的跡線 圖26為實(shí)施例6中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體速度云 圖27為實(shí)施例6中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速氣體的區(qū)域分布圖，其中帶有顏色的區(qū)域?yàn)闅馑俚陀趌m/s的區(qū)域；
圖28為實(shí)施例6中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體進(jìn)口處局部放大的氣體速度矢量 圖29為實(shí)施例6中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的跡線 圖30為實(shí)施例6中固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體分布板上下區(qū)域的氣體速度分布圖，即氣體分布板上下沿徑向位置的速度變化 圖中，氣體進(jìn)口1、導(dǎo)流器2、圓臺(tái)形導(dǎo)流管3、氣體分布板4、導(dǎo)流器支撐桿5、直桿6、導(dǎo)流管支撐桿7、氣體預(yù)分布器8、上部均化空間9、換熱介質(zhì)熔鹽出口 10、催化劑裝填管11、換熱介質(zhì)熔鹽12、換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口 13、下部均化空間14、出料口 15。
具體實(shí)施例方式用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器包括氣體進(jìn)口1、氣體分布板4、氣體預(yù)分布器8、第一均化空間9、換熱介質(zhì)熔鹽出口 10、催化劑裝填管11、換熱介質(zhì)熔鹽12、換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口 13、第二均化空間14、出料口 15，反應(yīng)器本體一端設(shè)有氣體進(jìn)口 1，反應(yīng)器本體一端內(nèi)設(shè)有氣體預(yù)分布器8，并與氣體進(jìn)口 I相連，反應(yīng)器本體另一端設(shè)有出料口 15，反應(yīng)器本體側(cè)壁設(shè)有換熱介質(zhì)熔鹽出口 10、換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口 13，反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有多根催化劑裝填管11，多根催化劑裝填管11兩端分別設(shè)有氣體分布板4，其中一分布板4與氣體進(jìn)口 I之間設(shè)有第二均化空間14，另一分布板4與出料口 15之間設(shè)有第一均化空間9，多根催化劑裝填管11之間設(shè)有換熱介質(zhì)熔鹽12 ;氣體預(yù)分布器8包括導(dǎo)流器2、導(dǎo)流器支撐桿5、直桿6 ;導(dǎo)流器2通過(guò)支撐桿5與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連，導(dǎo)流器2由通過(guò)直桿6固定的I飛個(gè)導(dǎo)流件組成。所述的氣體預(yù)分布器8包括導(dǎo)流器2、圓臺(tái)形導(dǎo)流管3、導(dǎo)流器支撐桿5、直桿6、導(dǎo)流管支撐桿7 ;反應(yīng)器本體一端內(nèi)從外到內(nèi)順次設(shè)有圓臺(tái)形導(dǎo)流管3、導(dǎo)流器2，導(dǎo)流器2通過(guò)支撐桿5與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連，圓臺(tái)形導(dǎo)流管3通過(guò)導(dǎo)流管支撐桿7與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連，導(dǎo)流器2由通過(guò)直桿6固定的f 5個(gè)導(dǎo)流件組成。所述的導(dǎo)流器2與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁面之間的距離為100mnT400mm。所述的導(dǎo)流器2為半球形導(dǎo)流器或者圓錐形導(dǎo)流器。所述的導(dǎo)流件之間間距為50mnT200mm，所述的導(dǎo)流件為一個(gè)時(shí)，導(dǎo)流件上設(shè)有通孔。所述的圓臺(tái)形導(dǎo)流管3通過(guò)導(dǎo)流管支撐桿7與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連一端的半徑小于另一端的半徑，所述的圓臺(tái)形導(dǎo)流管3與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁之間設(shè)有寬度為40mnTl20mm的環(huán)形縫，所述的導(dǎo)流器2與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁面之間的距離為800mnTl200mm。所述的半球形導(dǎo)流器的半徑為300mnT750mm。所述的圓錐形導(dǎo)流器的錐角為60° 90° ,圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為300mnT750mm。正丁烷氧化制順酐的方法原料物流由反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I引入，依次經(jīng)過(guò)氣體預(yù)分布器8和反應(yīng)器的第二均化空間14，進(jìn)入反應(yīng)器的氣體在氣體分布板7均勻分布后，與催化劑裝填管11中的釩磷氧催化劑接觸反應(yīng)，生成的含順酐反應(yīng)流出物經(jīng)另一氣體分布板4后進(jìn)入第一均化空間9，最后由反應(yīng)器出料口 15引出，同時(shí)，換熱介質(zhì)熔鹽12由換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口 13進(jìn)入，冷卻反應(yīng)體系，并由換熱介質(zhì)熔鹽出口 10流出；反應(yīng)溫度為350^5500C，反應(yīng)壓力為0 3. OMPa,正丁烷的GHSV為lOO^OOOtT1，原料氣中正丁烷的體積分?jǐn)?shù)0.1 10.0%，原料氣是正丁烷和空氣，正丁烷來(lái)自油田氣伴生氣、頁(yè)巖氣、濕天然氣分離、石油裂化的C4餾分和未經(jīng)精制的粗正丁烷中的一種或多種，反應(yīng)物料的流動(dòng)方向是向上或向下或橫向。所述的反應(yīng)溫度為40(T500°C，所述的反應(yīng)壓力為(TI OMPa，所述的正丁烷的GHSV為lSOlOOOh—1，所述的原料氣中正丁烷的體積分?jǐn)?shù)為0. 5 2. 5%。下面結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。實(shí)施例1
如圖3、圖4所示，為本發(fā)明的固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器，包括設(shè)置在固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I上方的導(dǎo)流器2，導(dǎo)流器2的上方設(shè)有氣體分布板4，導(dǎo)流器2通過(guò)四根導(dǎo)流器支撐桿5支撐在固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I的氣體出口方向，導(dǎo)流器2為圓錐形導(dǎo)流器，當(dāng)然導(dǎo)流器2還可以選擇半球形導(dǎo)流器，導(dǎo)流器2的壁面設(shè)有鏤空部分，導(dǎo)流器2的壁面的鏤空部分為沿導(dǎo)流器2徑向方向分布的第一環(huán)形縫。沿導(dǎo)流器2徑向方向分布的第一環(huán)形縫，開(kāi)縫后的導(dǎo)流器2通過(guò)三根直桿6作為支撐骨架，形如圓錐體在其中間切去若干圓臺(tái)。固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I連有圓臺(tái)形導(dǎo)流管3，圓臺(tái)形導(dǎo)流管3與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I相連一端的半徑小于另一端的半徑，圓臺(tái)形導(dǎo)流管3靠近固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I 一側(cè)設(shè)有第二環(huán)形縫，使得原本與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I相連的圓臺(tái)形導(dǎo)流管3不再與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I相連，中間留有一條第二環(huán)形縫。圓臺(tái)形導(dǎo)流管3通過(guò)3根導(dǎo)流管支撐桿7獲得支撐。圓臺(tái)形導(dǎo)流管3上第二環(huán)形縫的寬度為40mnTl20mm。導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為800mnTl200mm。沿導(dǎo)流器2徑向方向分布的第一環(huán)形縫的數(shù)量為廣5條，寬度為50mnT200mm。圓錐形導(dǎo)流器的錐角為60° ^90° ,圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為300mnT750mm。導(dǎo)流器2的頂部可以根據(jù)氣體的流通情況設(shè)有通孔。選用圖3、圖4所示的結(jié)構(gòu)的氣體預(yù)分布器在內(nèi)徑為3495mm的固定床反應(yīng)器中進(jìn)行氣體分布試驗(yàn)。氣體分布板4是一塊直徑為349mm的多孔鋼板(厚度12mm),圓臺(tái)形導(dǎo)流管3上第二環(huán)形縫的寬度為100_，導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為1000mm。圓錐形導(dǎo)流器與圓臺(tái)形導(dǎo)流管3的距離為200mm。導(dǎo)流器2為圓錐形導(dǎo)流器，沿導(dǎo)流器2徑向方向分布的第一環(huán)形縫的數(shù)量為2條，寬度為50_。圓錐形導(dǎo)流器的錐角為60°，圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為700_。固定床進(jìn)口氣速20. 98m/s。圓錐形導(dǎo)流器與圓臺(tái)形導(dǎo)流管3的距離比較近，固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)形成上下兩個(gè)循環(huán)，兩個(gè)循環(huán)的交界在固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在底壁弧形封頭部分。圓臺(tái)形導(dǎo)流管3設(shè)有的第二環(huán)形縫，使得從固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I通入的氣體對(duì)壁面有一定的吹掃作用，壁面氣速為lm/s左右。在圓錐形導(dǎo)流器頂部和圓臺(tái)形導(dǎo)流管3外側(cè)雖然存在低氣速區(qū)域，但是由于為傾斜壁面，所以顆粒不易沉積。由于圓臺(tái)形導(dǎo)流管3內(nèi)氣體流速高，在靠近固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器的側(cè)壁區(qū)域形成低壓區(qū)域，入口氣體并未從圓臺(tái)形導(dǎo)流管3底部的第二環(huán)形縫流出，而是“引射”到固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器區(qū)域內(nèi)，“引射”的氣體從而起到對(duì)封頭壁面(即底壁)的吹掃作用。實(shí)施例2
如圖5所示，為本發(fā)明的固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器，包括設(shè)置在固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I上方的導(dǎo)流器2，導(dǎo)流器2的上方設(shè)有氣體分布板4，導(dǎo)流器2通過(guò)四根導(dǎo)流器支撐桿5支撐在固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I的氣體出口方向，導(dǎo)流器2為半球形導(dǎo)流器，當(dāng)然導(dǎo)流器2還可以選擇圓錐形導(dǎo)流器，導(dǎo)流器2的壁面設(shè)有鏤空部分，導(dǎo)流器2的壁面的鏤空部分為沿導(dǎo)流器2徑向方向分布的第一環(huán)形縫。導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為lOOmmlOOmm。沿導(dǎo)流器2徑向方向分布的第一環(huán)形縫的數(shù)量為I 5條,寬度為50mnT200mm。所述的半球形導(dǎo)流器的半徑為300mnT750mm。導(dǎo)流器2的頂部可以根據(jù)氣體的流通情況設(shè)有通孔。選用圖3所示結(jié)構(gòu)的氣體預(yù)分布器在內(nèi)徑為3495_的固定床反應(yīng)器中進(jìn)行氣體分布試驗(yàn)。米用的氣體分布板4為某生產(chǎn)裝置的分布板,直徑為3495mm。固定床的氣體進(jìn)口氣速為20.98m/s。導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為125_。導(dǎo)流器2為半球形導(dǎo)流器，沿導(dǎo)流器2徑向方向分布的第一環(huán)形縫的數(shù)量為3條，寬度為55mm。半球形導(dǎo)流器的半徑為300mm。沿半球形導(dǎo)流器徑向方向分布的第一環(huán)形縫的尺寸為保證半球形導(dǎo)流器與底壁封頭之間的間隙的流通面積加上半球形導(dǎo)流器的3條第一環(huán)形縫的流通面積大于固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I的截面積，這樣保證了導(dǎo)流器2產(chǎn)生的壓降很小，整個(gè)固定床的壓降主要還是在氣體分布板4。圖8為本實(shí)施例采用圖3所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的速度等值線；圖9為本實(shí)施例采用圖3所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速氣體的區(qū)域分布圖，其中帶有顏色的區(qū)域?yàn)闅馑俚陀趌m/s的區(qū)域；圖10為本實(shí)施例采用圖5所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的跡線圖。如圖8、9和10所示，半球形導(dǎo)流器的最下部的環(huán)狀擋板基本與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I管道的軸線平行，未能把通入的氣體的流股壓向封頭壁面(即底壁)和側(cè)壁，因此，其對(duì)壁面的吹掃作用比較弱，貼近封頭壁面區(qū)域存在一層氣速低于lm/s的流體。半球形導(dǎo)流器頂部外側(cè)存在低氣速區(qū)域，半球形導(dǎo)流器頂部比較平緩，顆粒在上面可能沉積。固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)存在兩個(gè)循環(huán)，循環(huán)的交界面在氣體分布板4的下方，而在壁面附近存在低速區(qū)域，近封頭壁面和固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I處的氣速在f2m/s之間，能夠防止顆粒的沉積。圖11為本實(shí)施例采用圖5所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體進(jìn)口I處局部放大的氣體速度矢量圖。如圖11所示，半球形導(dǎo)流器距離固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I比較近，氣體流過(guò)半球形導(dǎo)流器后氣速在14m/s以下，不是很高，并且氣流方向?yàn)樾毕虮诿媪鲃?dòng)，氣體流過(guò)半球形導(dǎo)流器后還有充分的空間向四周擴(kuò)散，因此，氣速在到達(dá)氣體分布板4前可以均布整個(gè)預(yù)分布器。同時(shí)，這樣的進(jìn)氣方式對(duì)氣體分布板4的沖擊較小,有利于操作的穩(wěn)定和設(shè)備的穩(wěn)定。圖12為本實(shí)施例采用圖3所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體分布板4上下區(qū)域的氣體速度云圖；其中圖12 (a)是氣體分布板4下方區(qū)域的氣體速度云圖，圖12 (b)是氣體分布板4上方區(qū)域的氣體速度云圖。如圖12所示，氣體流到氣體分布板4下方時(shí)氣速分布較均勻，大部分區(qū)域的氣速在1. ro. 7m/s之間。而氣體流過(guò)氣體分布板4后氣速分布均勻。實(shí)施例3
如圖6所示，為本發(fā)明的固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器，包括設(shè)置在固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I上方的導(dǎo)流器2，導(dǎo)流器2的上方設(shè)有氣體分布板4，導(dǎo)流器2通過(guò)四根導(dǎo)流器支撐桿5支撐在固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I的氣體出口方向，導(dǎo)流器2為圓錐形導(dǎo)流器，當(dāng)然導(dǎo)流器2還可以選擇半球形導(dǎo)流器，導(dǎo)流器2的壁面設(shè)有鏤空部分，導(dǎo)流器2的壁面的鏤空部分為沿導(dǎo)流器2徑向方向分布的第一環(huán)形縫。導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為lOOmmlOOmm。導(dǎo)流器2為圓錐形導(dǎo)流器，沿導(dǎo)流器2徑向方向分布的第一環(huán)形縫的數(shù)量為I飛條，寬度為50mnT200mm。圓錐形導(dǎo)流器的錐角為60°、0°，圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為350mnT750mm。導(dǎo)流器2的頂部可以根據(jù)氣體的流通情況設(shè)有通孔。選用圖6所不的氣體預(yù)分布器在內(nèi)徑為3495mm的固定床反應(yīng)器中進(jìn)行氣體分布試驗(yàn)。氣體分布板4是一塊直徑為3495 mm的多孔鋼板(厚度12. 5 mm)。氣體分布板4的壓降30. 84kPa，整床壓降73. 41kPa。導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為125mm。導(dǎo)流器2為圓錐形導(dǎo)流器，沿導(dǎo)流器2徑向方向分布的第一環(huán)形縫的數(shù)量為3條，寬度為50_。圓錐形導(dǎo)流器的錐角為60°，圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為400mm，略大于固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I的尺寸。圖13為本實(shí)施例采用圖6所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的速度等值線；圖14為本實(shí)施例采用圖6所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速氣體的區(qū)域分布圖，其中帶有顏色的區(qū)域?yàn)闅馑俚陀趌m/s的區(qū)域；圖15為本實(shí)施例采用圖6所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的跡線圖。如圖13、14和15所示，圓錐形導(dǎo)流器的擋板基本與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I管道的軸線呈30°夾角，能把通入的氣體壓向封頭壁面和側(cè)壁，對(duì)壁面有一定的吹掃作用。預(yù)分布器內(nèi)存在I個(gè)大循環(huán)、2個(gè)中循環(huán)和3個(gè)小循環(huán)，大、中循環(huán)的交界面在氣體分布板4下方，在底壁封頭弧形處附近存在低速區(qū)域，但是由于壁面是傾斜的因而顆粒不易沉積。如圖15所示，圓錐形導(dǎo)流器距離固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I比較近，氣體流過(guò)錐帽后氣速在10m/S以下，不是很高，并且氣流是斜向壁面流動(dòng)，氣體流過(guò)圓錐形導(dǎo)流器后還有充分的空間向四周擴(kuò)散，在到達(dá)氣體分布板4前可以均布整個(gè)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器,這樣的進(jìn)氣方式對(duì)氣體分布板4的沖擊較小。圖16為本實(shí)施例米用圖6所的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體分布板4上下區(qū)域的氣體速度云圖；其中圖16 (a)是氣體分布板4下方的氣體速度云圖，圖16(b)是氣體分布板4上方的氣體速度云圖。如圖16所不,氣體流到氣體分布板4下方時(shí)氣速分布非常均勻，大部分區(qū)域的氣速在0. 7 0. 6m/s之間。氣體流過(guò)氣體分布板4后氣速分布均勻。
實(shí)施例4
選用圖6所示的氣體預(yù)分布器在內(nèi)徑為3495mm的固定床反應(yīng)器中進(jìn)行氣體分布試驗(yàn)。導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為300mm。導(dǎo)流器2為圓錐形導(dǎo)流器，圓錐形導(dǎo)流器中部開(kāi)有一條寬為50_的第一環(huán)形縫。圓錐形導(dǎo)流器的錐角為90°，圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為650_，略大于固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I的尺寸。頂部開(kāi)有直徑為300_的圓形孔。氣體分布板4的直徑為3495mm,氣體分布板4的厚度為120mm。固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I管道直徑取900mm，計(jì)算得到進(jìn)口氣速19. 49 m/s。圖17為本實(shí)施例采用圖6所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體速度云圖；圖18為本實(shí)施例采用圖6所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速氣體的區(qū)域分布圖，其中帶有顏色的區(qū)域?yàn)闅馑俚陀趌m/s的區(qū)域；如圖17和18所示，氣速低于lm/s區(qū)域分布情況，該固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低速區(qū)域的面積很小，顆粒不易沉積。圖19為本實(shí)施例采用圖6所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體進(jìn)口 I處局部放大的氣體速度矢量圖；如圖19所示，圓錐形導(dǎo)流器將部分通入的氣體壓向封頭壁面(即底壁)并保持一定的氣速，起到對(duì)底壁的吹掃作用，氣速在7m/s以上，可以防止顆粒的沉積。圖20為本實(shí)施例采用圖6所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的跡線圖。氣體在固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)存在兩個(gè)循環(huán)，由于封頭壁面附近的氣速增大，兩個(gè)循環(huán)的交界面位于氣體分布板4的下方，整個(gè)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器的封頭壁面和直筒壁面均不存在低氣速區(qū)域。固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器的整體壓降為34. 9kPa，圓錐形導(dǎo)流器的壓降為450Pa。圖21為本實(shí)施例米用圖6所的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體分布板4上下區(qū)域的速度分布圖；如圖21所示，氣體分布板4下側(cè)氣速存在兩個(gè)峰值，由錐形倒流器中心孔流出的氣體到達(dá)氣體分布板4下方時(shí)速度比較大，最大值為3. 59m/s，沿氣體預(yù)分布器壁面流動(dòng)的氣體到達(dá)氣體分布板4下方時(shí)氣速相對(duì)較小，最大值為2. 67m/s。實(shí)施例5
選用圖6所示的氣體預(yù)分布器在內(nèi)徑為3495mm的固定床反應(yīng)器中進(jìn)行氣體分布試驗(yàn)。導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為300mm。導(dǎo)流器2為圓錐形導(dǎo)流器，圓錐形導(dǎo)流器中部開(kāi)有一條寬為86. 6mm的第一環(huán)形縫。圓錐形導(dǎo)流器的錐角為60°，相對(duì)于90°結(jié)構(gòu)高度增大，可以開(kāi)更多的孔以增加流通面積，同時(shí)圓錐形導(dǎo)流器的壁面傾斜度加大，可以更好地避免顆粒的沉積。圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為650_，略大于固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I的尺寸。頂部開(kāi)有直徑為200_的圓形孔，限制中心氣速，流通面積比為2. 35。氣體分布板4的直徑為3495mm,氣體分布板4的厚度為120mm。固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I管道直徑取900mm，計(jì)算得到進(jìn)口氣速19. 49 m/s。圖22為本實(shí)施例采用圖6所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體速度云圖；圖23為本實(shí)施例采用圖4所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速氣體的區(qū)域分布圖，其中帶有顏色的區(qū)域?yàn)闅馑俚陀趌m/s的區(qū)域；如圖22和圖23所示，圓錐形導(dǎo)流器斜壁將部分通入的氣體壓向壁面，氣體對(duì)壁面的吹掃作用比較強(qiáng)，氣速在6 8m/s之間。固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速區(qū)域的面積比較小。圖24為本實(shí)施例采用圖6所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體進(jìn)口 I處局部放大的氣體速度矢量圖；如圖24所示，減小圓錐形導(dǎo)流器頂部中心孔的直徑使得導(dǎo)流器2對(duì)從固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I通入的氣體的下壓力比較強(qiáng)，較多的氣體沿封頭壁面流動(dòng)、擴(kuò)散后到達(dá)氣體分布板4下方，對(duì)壁面的吹掃作用強(qiáng)。圖25為本實(shí)施例采用圖6所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的跡線圖。如圖25所示，可以看到氣體在預(yù)分布器內(nèi)存在兩個(gè)循環(huán)，由于封頭壁面附近的氣速增大，兩個(gè)循環(huán)的交界面移動(dòng)到氣體分布板4的下方，整個(gè)預(yù)分布器的封頭壁面和直筒壁面均不存在低氣速區(qū)域。固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器的整體壓降為34. 9kPa，圓錐形導(dǎo)流器的壓降為500Pa。實(shí)施例6
如圖7所示，為一種固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器，包括設(shè)置在固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I上方的導(dǎo)流器2，固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I連有圓臺(tái)形導(dǎo)流管3，圓臺(tái)形導(dǎo)流管3與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I相連一端的半徑小于另一端的半徑，導(dǎo)流器2為圓錐形導(dǎo)流器，當(dāng)然導(dǎo)流器2也可以半圓形導(dǎo)流器，導(dǎo)流器2的頂部設(shè)有通孔(導(dǎo)流器2上的通孔的也可以選擇不設(shè))，圓臺(tái)形導(dǎo)流管3靠近固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I 一側(cè)設(shè)有第二環(huán)形縫。導(dǎo)流器2通過(guò)四根導(dǎo)流器支撐桿5支撐在固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I的氣體出口方向，圓臺(tái)形導(dǎo)流管3通過(guò)3根導(dǎo)流管支撐桿7獲得支撐。導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為100mnT400mm。圓臺(tái)形導(dǎo)流管3的第二環(huán)形縫的寬度為40mnTl20mm。導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為800mnTl200mm。圓錐形導(dǎo)流器的錐角為60°、0° ,圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為300mnT750mm。選用圖7所示的氣體預(yù)分布器在內(nèi)徑為5000_的固定床反應(yīng)器中進(jìn)行氣體分布試驗(yàn)。氣體分布板4是一塊直徑為5000_的多孔鋼板(厚度12. 5 mm),圓臺(tái)形導(dǎo)流管3的第二環(huán)形縫的寬度為100mm，導(dǎo)流器2與固定床反應(yīng)器的氣體進(jìn)口 I所在的壁面之間的距離為1000mm。圓錐形導(dǎo)流器與圓臺(tái)形導(dǎo)流管3的距離為200mm。導(dǎo)流器2為圓錐形導(dǎo)流器，導(dǎo)流器2頂部開(kāi)直徑為200_的圓孔。圓錐形導(dǎo)流器的錐角為60°，圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為700_。固定床進(jìn)口氣速為20. 98m/s。圖26為本實(shí)施例采用圖7所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體速度云圖；圖27為本實(shí)施例采用圖7所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速氣體的區(qū)域分布圖，其中帶有顏色的區(qū)域?yàn)闅馑俚陀趌m/s的區(qū)域；如圖26和圖27所示，可以看到將圓錐形導(dǎo)流器頂部的圓孔可以很好地消除其上方空間的低氣速區(qū)域，但是在圓錐形導(dǎo)流器的外側(cè)存在低氣速區(qū)域，由于圓錐形導(dǎo)流器壁面傾斜度較大，顆粒不易沉積。圓錐形導(dǎo)流器斜壁將氣體壓向壁面，氣體對(duì)壁面的吹掃作用比較強(qiáng)，氣速在7m/s左右。氣體預(yù)分布器內(nèi)低氣速區(qū)域的面積比較小。圖28為本實(shí)施例采用圖7所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體進(jìn)口I處局部放大的氣體速度矢量圖；如圖28所示，可以看到由于圓臺(tái)形導(dǎo)流管3內(nèi)氣體流速高，形成低壓區(qū)域，入口氣體并未從圓臺(tái)形導(dǎo)流管3底部的第二環(huán)形縫流出，而是“引射”了預(yù)分布器區(qū)域內(nèi)部的氣體，從而起到對(duì)封頭壁面的吹掃作用。圖29為本實(shí)施例采用圖7所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體的跡線圖。如圖29所示，可以看到氣體預(yù)分布器內(nèi)存在三個(gè)氣體循環(huán)，循環(huán)的交界面分別位于封頭壁面和氣體分布板4下方?？倝航禐?4. 8kPa，圓臺(tái)形導(dǎo)流管3和圓錐形導(dǎo)流器產(chǎn)生的壓降為260Pa。
圖30為本實(shí)施例采用圖7所示的結(jié)構(gòu)固定床反應(yīng)器的氣體預(yù)分布器內(nèi)氣體分布板4上下區(qū)域的氣體速度分布圖；如圖30所不，氣體分布板4下側(cè)氣速存在兩個(gè)峰值，由圓錐形導(dǎo)流器中心孔流出的氣體到達(dá)氣體分布板4下方4時(shí)速度相對(duì)較小，最大值為
2.39m/s,沿氣體預(yù)分布器壁面流動(dòng)的氣體到達(dá)氣體分布板4下方時(shí)氣速相對(duì)較大，最大值為 3. 28m/s o
權(quán)利要求
1.一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器，其特征在于包括氣體進(jìn)口(I)、氣體分布板(4)、氣體預(yù)分布器(8)、第一均化空間(9)、換熱介質(zhì)熔鹽出口(10)、催化劑裝填管(11)、換熱介質(zhì)熔鹽(12)、換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口(13)、第二均化空間(14)、出料口(15)，反應(yīng)器本體一端設(shè)有氣體進(jìn)口(I)，反應(yīng)器本體一端內(nèi)設(shè)有氣體預(yù)分布器(8),并與氣體進(jìn)口(I)相連，反應(yīng)器本體另一端設(shè)有出料口(15)，反應(yīng)器本體側(cè)壁設(shè)有換熱介質(zhì)熔鹽出口(10)、換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口(13)，反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有多根催化劑裝填管(11)，多根催化劑裝填管(11)兩端分別設(shè)有氣體分布板(4),其中一分布板(4)與氣體進(jìn)口( I)之間設(shè)有第二均化空間(14)，另一分布板(4)與出料口( 15)之間設(shè)有第一均化空間(9)，多根催化劑裝填管(11)之間設(shè)有換熱介質(zhì)熔鹽(12);氣體預(yù)分布器(8)包括導(dǎo)流器(2)、導(dǎo)流器支撐桿(5)、直桿(6 );導(dǎo)流器(2 )通過(guò)支撐桿(5 )與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連，導(dǎo)流器(2 )由通過(guò)直桿(6 )固定的I飛個(gè)導(dǎo)流件組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器，其特征在于所述的氣體預(yù)分布器(8)包括導(dǎo)流器(2)、圓臺(tái)形導(dǎo)流管(3)、導(dǎo)流器支撐桿(5)、直桿(6)、導(dǎo)流管支撐桿(7);反應(yīng)器本體一端內(nèi)從外到內(nèi)順次設(shè)有圓臺(tái)形導(dǎo)流管(3)、導(dǎo)流器(2)，導(dǎo)流器(2 )通過(guò)支撐桿(5 )與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連，圓臺(tái)形導(dǎo)流管(3 )通過(guò)導(dǎo)流管支撐桿(7)與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連，導(dǎo)流器(2)由通過(guò)直桿(6)固定的I飛個(gè)導(dǎo)流件組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器，其特征在于所述的導(dǎo)流器(2)與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁面之間的距離為100mnT400mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器，其特征在于所述的導(dǎo)流器(2)為半球形導(dǎo)流器或者圓錐形導(dǎo)流器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器，其特征在于所述的導(dǎo)流件之間間距為50mnT200mm，所述的導(dǎo)流件為一個(gè)時(shí)，導(dǎo)流件上設(shè)有通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器，其特征在于所述的圓臺(tái)形導(dǎo)流管(3)通過(guò)導(dǎo)流管支撐桿(7)與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連一端的半徑小于另一端的半徑，所述的圓臺(tái)形導(dǎo)流管(3)與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁之間設(shè)有寬度為40mnTl20mm的環(huán)形縫，所述的導(dǎo)流器(2)與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁面之間的距離為800mm 1200mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器，其特征在于所述的半球形導(dǎo)流器的半徑為300mnT750mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器，其特征在于所述的圓錐形導(dǎo)流器的錐角為60° 90° ,圓錐形導(dǎo)流器的圓錐底面半徑為300mnT750mm。
9.一種利用權(quán)利要求1或2所述固定床反應(yīng)器的正丁烷氧化制順酐的方法，其特征在于原料物流由反應(yīng)器的氣體進(jìn)口(I)引入，依次經(jīng)過(guò)氣體預(yù)分布器(8)和反應(yīng)器的第二均化空間(14)，進(jìn)入反應(yīng)器的氣體在氣體分布板(7)均勻分布后，與催化劑裝填管(11)中的釩磷氧催化劑接觸反應(yīng)，生成的含順酐反應(yīng)流出物經(jīng)另一氣體分布板(4)后進(jìn)入第一均化空間(9)，最后由反應(yīng)器出料口(15)引出，同時(shí)，換熱介質(zhì)熔鹽(12)由換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口(13)進(jìn)入，冷卻反應(yīng)體系，并由換熱介質(zhì)熔鹽出口(10)流出；反應(yīng)溫度為35(T550°C，反應(yīng)壓力為(Γ3. OMPa,正丁烷的GHSV為ΚΚΤδΟΟΟΙΓ1，原料氣中正丁烷的體積分?jǐn)?shù)O.1 10.0%，原料氣是正丁烷和空氣，正丁烷來(lái)自油田氣伴生氣、頁(yè)巖氣、濕天然氣分離、石油裂化的C4餾分和未經(jīng)精制的粗正丁烷中的一種或多種，反應(yīng)物料的流動(dòng)方向是向上或向下或橫向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的正丁烷氧化制順酐的方法，其特征在于所述的反應(yīng)溫度為400^5000C，所述的反應(yīng)壓力為(Tl. OMPa,所述的正丁烷的GHSV為lSOlOOOtT1，所述的原料氣中正丁烷的體積分?jǐn)?shù)為0. 5 2. 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于正丁烷氧化制順酐的固定床反應(yīng)器及其方法。反應(yīng)器本體一端設(shè)有氣體進(jìn)口，反應(yīng)器本體一端內(nèi)設(shè)有氣體預(yù)分布器，并與氣體進(jìn)口相連，反應(yīng)器本體另一端設(shè)有出料口，反應(yīng)器本體側(cè)壁設(shè)有換熱介質(zhì)熔鹽出口、換熱介質(zhì)熔鹽進(jìn)口，反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有多根催化劑裝填管，多根催化劑裝填管兩端分別設(shè)有氣體分布板，其中一分布板與氣體進(jìn)口之間設(shè)有第二均化空間，另一分布板與出料口之間設(shè)有第一均化空間，多根催化劑裝填管之間設(shè)有換熱介質(zhì)熔鹽；導(dǎo)流器通過(guò)支撐桿與反應(yīng)器本體一端內(nèi)壁相連。本發(fā)明可以減少低氣速區(qū)域的面積，并且改善對(duì)分布板局部沖擊不均的影響，提高操作的穩(wěn)定性，可應(yīng)用于順酐工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號(hào)C07D307/60GK103028350SQ20121052972
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者蔣斌波, 陳楠, 楊遙, 王靖岱, 黃正梁, 廖祖維, 陽(yáng)永榮, 鄭?？? 王宇良 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)