[發明專利]流體原料在混合裝置中預混合的、在催化劑床上、在兩種流體原料之間進行反應的反應器

有效

• 申請號: 200780051024.8
• 申請日: 2007-12-14
• 公開（公告）號: CN101600494A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: G·奧爾貝特;F·科爾;S·克羅內
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: B01F5/04
• 分類號: B01F5/04;B01J8/02;B01J8/04;B01J8/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳 鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種用于在催化劑床上、在兩種流體原料(Edukt)之間 進行反應的反應器，其中所述流體原料在一混合裝置中預混合，還涉及一 種用于反應器的混合裝置和應用。

背景技術

在化工技術中，存在多種將兩種流體原料預混合后在一催化劑床上進 行轉化的工藝。此處，為使反應過程均勻地進行，需要在反應混合物與催 化劑接觸、催化劑對反應情況進行控制之前，在通常很短的允許停留時 間——常常小于150ms或小于50ms——內實現盡可能均質的預混合。

為實現上述目的需要一混合裝置，該混合裝置能在很短的時間內實現 盡可能高的混合品質，也就是說，需要一種結構高度L/D盡可能小的混合 裝置，其中，L表示混合裝置在主流體的流動方向上的長度，而D則表示 催化劑床垂直于主流體的流動方向的流入面積。

用于軸向——即縱軸線方向——穿流的反應器的已知混合裝置有利地 實現了結構高度L/D為4。這種裝置例如在DE-A?10?2004?024?957中公開， 其中在一布置有催化劑床的軸流式反應器中，經氣體供給管的管束沿軸 向——即反應器的縱向方向——噴入反應氣體，該氣體供應管固定在管板 的兩端上并具有氧入口，氧被輸入氣體導管周圍的間隙中。

發明內容

而本發明的目的是，提供一種反應器和混合裝置，該反應器和混合裝 置在明顯減小混合裝置在主流體的流動方向上的長度從而實現極短的停留 時間的情況下，在將兩種流體原料輸送到催化劑床之前，在所述兩種流體 原料的預混合步驟中，提供幾乎為100％的混合品質。

該目的通過一種用于在催化劑床上、在兩種流體原料之間進行反應的 反應器實現，其中流體原料在被輸送到催化劑床之前、在一小于150ms的 延遲時間內、在一混合裝置中被預混合，其中，所述混合裝置包括基本橫 向于第一流體原料流的流入方向布置的以下元件：

-順序(一個接一個地)布置的兩排或三排管件，所述管件在外側具 有湍流發生器，所述管件使第一流體原料流的通流截面減小到 1/2～1/10，其中，通過所述管件的內腔引導第二流體原料流，經管件中 的開口將該第二流體原料流噴入第一流體原料流中，

-一設置在管件上游的孔板，和

-一設置在管件下游的孔板。

在一優選的實施形式中發現，通過采用已知的、商業上慣用作換熱器 的翅片管/翅管，以在翅片之間的翅片通道中設置開口的方式對這種翅片管 略作修改，通過基本橫向于翅片管噴入第一流體原料流，穿過翅片管的內 腔、經過翅片通道中的開口將第二流體原料流噴入第一流體原料流中，實 現了將各翅片之間的翅片通道的間隙用作近乎理想的、高湍流度混合腔。

按已知的方式“流體”表示所有服從非固體連續介質的流體力學基本 定律(dasGesetze?nicht?fester?Kontinua)的液體、蒸 汽和氣體。此處，流體原料特別是涉及氣態或液態原料，優選氣態原料。 流體原料可包括一種或多種物質。

兩種流體原料的體積流量通常差別很大，這相應地使混合任務更加困 難：特別是第二流體原料的質量流量可以是第一流體原料的質量流量的 1％～30％，或5％～20％。

催化劑床由催化劑固體顆粒形成，也就說，對于流體原料來說該催化 劑是一種非均相催化劑。催化劑固體顆粒優選可以形成一催化劑固定床， 或者，在另一優選實施形式中，形成一催化劑移動床。

在柱形的直立式反應器中，可在水平的或豎直的層中放入也稱為催化 劑布料器(Katalysatorschüttung)的催化劑床。此處，也可以設置有多個 催化劑床。通常設計成可自由流動的成形體的催化劑可被放入一保持裝置 例如催化劑筐中。另外優選地，保持裝置可由支承篩條、篩網、邊緣細縫 篩(Kantenspaltsiebe)等形成。

反應氣體混合物從催化劑床的流入面側流入催化劑床，經一流出面離 開催化劑床。

按照本發明，在催化劑床的流入面上游，設置一用于待轉化的流體原 料的混合裝置，該混合裝置包括以下元件：

-順序布置的兩排或三排管件，該管件在外側具有湍流發生器，

-一設置在上游的孔板，和

-一設置在下游的孔板。

流體原料在混合裝置中被預混合。這里，預混合理解為在進入催化劑 床之前的混合。