[發明專利]氯乙烯合成的串聯流化床反應器及方法

有效

• 申請號: 200910091820.5
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101642693A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 騫偉中;魏飛;羅國華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01J8/28
• 分類號: B01J8/28;C07C21/06;C07C17/08
• 代理公司: 北京市立方律師事務所
• 代理人: 張 磊

1.氯乙烯合成的串聯流化床反應器，其特征在于，該反應器包括：

(a)一個直徑較大的流化床一；

(b)一個直徑較小的流化床二；流化床一的氣體出口與流化床二的氣體入口 通過管道相連；

(c)一個催化劑再生流化床，其與流化床一或流化床二通過管線相連；

所述流化床一具有氣體入口，氣體出口，氣體分布器，催化劑入口，催化 劑出口，換熱管與催化劑顆粒回收系統；所述流化床二具有氣體入口，氣體出 口，氣體分布器，催化劑入口，催化劑出口，換熱管與催化劑顆粒回收系統；所 述催化劑再生流化床具有氣體入口，氣體出口，氣體分布器，催化劑入口，催 化劑出口，換熱管與催化劑顆粒回收系統；所述流化床二和催化劑再生流化床的 直徑分別均是流化床一的直徑的1/2～9/10。

2.應用權利要求1所述串聯流化床反應器的氯乙烯合成方法，其特征在于， 該方法包括以下步驟：

(a)將流化床一各部分結構連接，形成完整的流化床；將流化床二各部分結 構連接，形成完整的流化床；將催化劑再生流化床三各部分結構連接，形成完整 的流化床；將流化床一與流化床二連接，并將流化床一與流化床二通過管線與催 化劑再生流化床連接，形成一個完整的反應與催化劑再生裝置；

(b)將催化劑從催化劑入口分別裝入流化床一與流化床二；催化劑自然堆積 在流化床一和流化床二中，并浸沒設在流化床一和流化床二中的氣體分布器與換 熱管；向換熱管中通入飽和水，將流化床一與流化床二的溫度升到工藝要求值， 然后從流化床一的氣體入口經氣體分布器通入反應原料氣；

(c)調節或改變換熱管中的飽和水的流量與溫度，控制流化床一中的溫度 在工藝要求值之內，當氣體經過催化劑堆積區域，大部分被轉化；然后氣體與催 化劑一起進入催化劑顆粒回收系統，催化劑顆粒返回流化床一的底部，而氣體經 過流化床二的氣體入口與氣體分布器進入流化床二，氣體繼續反應，經過流化床 二的催化劑床層到達氣體出口。

3.根據權利要求2的氯乙烯合成方法，其特征在于，所述催化劑的活性組 分為鉍、錫、銅、錳、鎘、汞金屬的氯化物或銅、鉍的磷酸鹽，其載體為活性碳， Al₂O₃，SiO₂及含硅鋁磷的分子篩；催化劑上活性組份的質量分數為5％～20％，顆 粒粒徑0.08～0.5mm，密度500～1000kg/m³。

4.根據權利要求2的氯乙烯合成方法，其特征在于，當流化床一或流化床 二的催化劑失活后，即從催化劑出口移出流化床，經管線、催化劑入口進入催化 劑再生流化床，催化劑自然堆積在催化劑再生流化床中，并浸沒設在催化劑再生 流化床中的氣體分布器與換熱管；向換熱管中通入換熱介質，將催化劑再生流化 床的溫度升到工藝要求值，然后從氣體入口經氣體分布器通入反應原料氣，進行 氧與催化劑上積碳的反應；調節或改變換熱管中的換熱介質的流量與溫度，控制 催化劑再生流化床中的溫度在工藝要求值之內，反應至催化劑上的積碳被去除完 全，催化劑經過催化劑出口、管線與流化床一和流化床二的催化劑入口返回流化 床一或流化床二；當催化劑經過再生也不能達到乙炔轉化的工藝要求值后，將流 化床一或流化床二中的催化劑卸出，更換新鮮的催化劑。

5.根據權利要求4的氯乙烯合成方法，其特征在于，所述換熱介質為高溫 蒸汽。

6.根據權利要求2的氯乙烯合成方法，其特征在于，在催化劑的正常活性 與穩定性范圍內，流化床一與流化床二的反應溫度與催化劑可以相同，也可以不 同，但任一時間均需要保證流化床一出口的乙炔轉化率高于70％，以保證流化床 二出口的乙炔轉化率高于99％；當流化床一出口的乙炔轉化率降至70％時，更換 流化床一的催化劑為新鮮催化劑。

7.根據權利要求2的氯乙烯合成方法，其特征在于，當流化床一與流化床 二中的催化劑活性組分相同，且在操作過程中流化床二的催化劑的活性組份流 失，不能滿足乙炔轉化率大于99％時，將流化床二的催化劑卸出，用作流化床一 的催化劑，而在流化床二中使用新鮮的高活性的催化劑。