[發(fā)明專利]用于在固定床催化劑上進行液相和氣相的三相反應(yīng)的反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880025631.1
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101778666A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·貝希特爾;B·黑普費爾;M·維勒;A·戴斯;R·蓋爾;S·伊澤爾伯恩
• 申請（專利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: B01J8/00
• 分類號: B01J8/00;B01J8/02;B01D3/00;C10G49/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉金輝;林柏楠

本發(fā)明涉及一種用于在固定床催化劑上進行液相和氣相的三相反應(yīng)的 反應(yīng)器，其具有用于液相和氣相的混合及分布裝置，還涉及一種進行三相 反應(yīng)的方法和用途。

在固定床催化劑上液相和氣相的三相反應(yīng)在化學(xué)加工工程中是常見 的。使用一種或多種水平設(shè)置在直立反應(yīng)器中且液相和氣相在其上通過的 固定床催化劑的操作模式通常用于此目的。發(fā)生反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性不 僅取決于反應(yīng)動力學(xué)而且尤其取決于反應(yīng)器的流體動力學(xué)。均勻的反應(yīng)進 程為此是必要的，這從而需要氣體和液體，即兩種反應(yīng)物，在反應(yīng)器的徑 向和軸向上都最佳地均勻分布。這尤其在具有相應(yīng)大尺寸的大型工業(yè)反應(yīng) 器中是成問題的。

另外，三相反應(yīng)器通常絕熱操作，即由于釋放或吸收的反應(yīng)熱量，溫 度隨轉(zhuǎn)化進程而變化而且由于缺乏外部熱交換而相應(yīng)地升高或降低。為了 實現(xiàn)沒有熱點并且因此尤其在催化劑的使用壽命、轉(zhuǎn)化率和選擇性上沒有 相應(yīng)不利作用的均勻溫度分布，原料的均勻分布同樣是希望的。

因此，在化學(xué)加工工程中已經(jīng)開發(fā)了許多用于確保液相和氣相在固定 床催化劑表面上非常均勻分布的裝置。

US?5,817,901描述了一種在固定床催化劑上選擇性氫化每分子具有 2-20個碳原子的烴類餾分的方法，其中烴類料流和氫氣經(jīng)來自Sulzer的 SMV或SMX型靜態(tài)混合器供入固定床，沒有更詳細(xì)描述的液體分布器有 利地位于其上游。例如，對直徑為10cm的反應(yīng)器描述了將來自C₄餾分的 丁二烯選擇性氫化成1-丁烯，其對于上述丁二烯轉(zhuǎn)化成1-丁烯實現(xiàn)選擇性 不超過約58％。然而，對于來自烴類餾分的炔類和二烯類組分的選擇性氫 化而言令人滿意的選擇性不能在工業(yè)反應(yīng)器中單純借助例如來自Sulzer的 SMV或SMX型靜態(tài)混合器和未詳細(xì)描述的液體分布器的組合而實現(xiàn)。

EP-A?1147809描述了一種用于包含至少一種氣相和至少一種液相的 多相混合物至固定床上的分布器，該分布器由其上設(shè)置有出口管和其下端 提供有另一個篩式分布器元件的分布器板組成。

WO-A?03/039733描述了一種用于包含至少一種氣相和至少一種液相 的混合物至固定床上的分布器。該分布器包括分布器板P，分布器板P提 供有多個通過該板的混合及出口管，該管具有氣體的上入口、液相及合適 的話小部分氣相的側(cè)入口以及氣相和液相混合物的下口，分布器板P還提 供有額外的篩式分布器元件，其具有可控孔隙率且朝上側(cè)壁設(shè)置在下口下 方和固定床催化劑上方。與沒有此元件的實施方案對比，該額外分布器元 件的設(shè)置確保氣相和液相更均勻地流到固定床催化劑上。

WO-A?95/35159描述了另一種用于氣相和液相至固定床上的兩相分布 器，其具有分布器板和出口管，其中提供了兩組在不同高度上具有開口的 出口管使得甚至在低通量下仍確保均勻分布。

DE-A?102004021128描述了另一種具有用于氣態(tài)原料和液態(tài)原料并 流進入固定床催化劑的入口的反應(yīng)器，其中具有開口的分布器板和設(shè)置在 開口中的靜態(tài)混合器設(shè)在反應(yīng)器上游。分布器板和靜態(tài)混合器的組合可以 顯著降低高徑比h/d，即反應(yīng)器的高度與直徑之比，以實現(xiàn)＜5的數(shù)值。

然而，當(dāng)使用已知分布器裝置時，三相反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性，尤其 是選擇性氫化的轉(zhuǎn)化率和選擇性，在直徑大于0.5m的大型工業(yè)反應(yīng)器中并 不令人滿意。

因此本發(fā)明的目的是提供一種甚至在大型工業(yè)反應(yīng)器情況下也可以按 比例增大并且確保氣相和液相大體均勻分布從而獲得高轉(zhuǎn)化率和選擇性的 用于三相反應(yīng)器的混合及分布裝置。

該目的由一種用于在固定床催化劑上進行液相和氣相的三相反應(yīng)的反 應(yīng)器實現(xiàn)，其中固定床催化劑水平設(shè)置在反應(yīng)器中且液相和氣相經(jīng)固定床 催化劑上的混合及分布裝置自上而下并流通過反應(yīng)器，其中混合及分布裝 置包括具有槽形通道和槽形通道中液相出口管的液相槽式分布器以及間隔 設(shè)置在槽式分布器下方且其中安裝有垂直噴嘴的分布器板，其中該噴嘴具 有一個或多個用于氣相進入的開口和一個或多個設(shè)置在用于氣相進入的開 口下方的用于液相進入噴嘴的開口，其中設(shè)計用于液相進入的開口的數(shù)目 和尺寸使得在預(yù)定的液體進料速度下分布器板上的液面低于用于氣相進入 的開口且高于用于液相進入的開口。