[發明專利]用于以含氧化合物為原料生產丙烯的管式移動床反應器

有效

• 申請號: 201010175837.1
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN101851144A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 陽永榮;虞賢波;王靖岱;姜坤;嚴麗霞;汪燮卿
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C11/06
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及一種丙烯的生產設備，尤其涉及一種用于以含氧化合物為原料生產丙烯的管式移動麻反應器

背景技術

以含氧化合物為原料生產丙烯的技術是一種非石油資源丙烯生產工藝，具有重大的應用前景。據眾多的公開文獻報道，以含氧化合物為原料制備丙烯屬于強放熱反應類型，且目的產物丙烯的選擇性對溫度比較敏感。

目前世界上比較成熟的含氧化合物制丙烯的技術中，UOP/Hydro聯合開發的MTO工藝采用流化床反應器，傳熱效果較好，反應溫度較容易控制，但是催化劑在流化過程中容易磨損，因此對催化劑的耐磨性能要求較高；Lurgi公司的MTP工藝采用固定床反應器，丙烯選擇性較高，但是固定床反應器的傳熱效果較差，因此Lurgi在其MTP工藝中采用設置預反應器、薄層主反應器、級間冷卻和加入激冷液等各種方法來增加傳熱，控制反應溫度。

移動床反應器兼具固定床反應器和流化床反應器的特點，適用于積碳速度較快但并不迅速的催化劑。中國專利CN1552504A中公開了一種逆流式均勻流場移動床顆粒層過濾器，該過濾器的主要特點是在過濾器殼體中部設有一個由正方形錐斗和正方形半錐斗拼接而成的氣流均布器，并且在過濾氣體進口管處的正方形錐斗與殼體內壁的結合處設有一個延長的錐斗斜板，移動顆粒從上至下穿過氣流均布器移動，過濾氣體導入過濾器內上彎進入氣流均布器而向上運行，形成逆流。該發明解決了逆流移動床過濾器內氣體的均布問題，但該逆流移動床內過濾過程為物理吸附，沒有化學反應，也沒有熱量的生成，因此不需要設置換熱區域。

中國專利CN1973986A中公開了一種氣固離心式移動床徑向反應器，該反應器主要是用于解決采用現有的密封部件及連接結構時所造成的催化劑床層頂部密封不好的問題，未涉及移動床內的撤熱問題。

申請號為200610002109.4的中國專利申請公開了一種使用移動床技術和獨立的重烯烴互變步驟將含氧有機化合物轉化為丙烯的方法，該方法主要通過副產物循環來提高丙烯的得率，對移動床反應器未進行任何改進，更未提及如何控制反應溫度等問題。

移動床反應器內固體催化劑和氣體流動均接近于活塞流，返混程度很小，同時固體催化劑可以連續進出反應器，而且可以在較大范圍內獨立改變催化劑和氣體的停留時間。但普通移動床反應器其換熱能力較差，溫升不易控制，而將含氧化合物轉化為丙烯的反應是一個強放熱反應，因此上述反應器不適宜用于制備丙烯。現有的移動床反應器為了解決散熱問題，往往將多個移動床反應器連接起來，在相鄰的兩個移動床反應器之間架設一個換熱器，這樣不僅浪費了能源，而且增加了系統的復雜性，提高了建造成本。

發明內容

本發明提供了一種用于以含氧化合物為原料生產丙烯的管式移動床反應器，該反應器結構簡單，可以解決由于反應放熱導致原料溫度升高使得丙烯選擇性降低的問題。

一種用于以含氧化合物為原料生產丙烯的管式移動床反應器，包括殼體，所述的殼體頂部設有催化劑進口，底部設有催化劑出口，所述的殼體內設有兩個隔板，隔板將殼體內腔自上而下分隔成催化劑進料區、冷卻區和催化劑出料區；冷卻區內設有若干兩端貫穿隔板的豎直的反應管；催化劑進料區內設有第一隔片，第一隔片上開有與反應管一一對應的第一開口，第一開口邊緣向下延伸形成壁面帶通氣孔的第一通道，第一通道的底端與反應管頂端連接；催化劑出料區內設有第二隔片，第二隔片上開有與反應管一一對應的第二開口，第二開口邊緣向上延伸形成壁面帶通氣孔的第二通道，第二通道的頂端與反應管底端連接；冷卻區頂部和底部所在的殼體外壁上分別設有冷卻液出口、冷卻液進口；隔板與第一隔片之間所在的殼體外壁上設有產物出口，隔板與第二隔片之間所在的殼體外壁上設有原料進口。

第一隔片、第一通道、隔板與殼體圍成的空腔作為產物出料區，第二隔片、第二通道、隔板與殼體圍成的空腔作為原料進料區，壁面帶通氣孔的第二通道可實現從原料進口進入原料進料區的原料氣擴散進入各反應管，壁面帶通氣孔的第一通道可實現產物氣從各反應管中擴散進入產物出料區，便于進行擴散分離。

為了在氣體擴散的同時方便催化劑的均勻分散，所述的第一通道從上至下徑向縮小。

所述的第二通道從下至上徑向縮小，以便于氣體擴散及催化劑從反應管中排出。

所述的隔板與反應管末端端面齊平，以保證冷卻區有較大的空間，增加其撤熱效果。

所述的第一通道或第二通道壁面通氣孔的孔徑小于催化劑的孔徑即可，一般為0.5mm～1.5mm。